频率选择表面 (FSS) 由周期性排列的一维或二维金属结构组成,由于其频率谐振特性而备受关注。FSS 可以根据其尺寸、形状、厚度和其他参数在特定频率范围内选择性地反射 (带阻) 或透射 (带通) 入射电磁波,这是 FSS 的识别特征。[1] 金属和介电材料结构被广泛用于设计太赫兹 FSS 或滤波器,因为它们具有高机械强度,有助于产生功能化设计。金属 FSS 可以通过反射或吸收电磁干扰来屏蔽,但是,制造所需结构的成本很高,并且正在被碳基材料取代,以获得高频电磁特性,具有合适的成本、重量轻、无腐蚀等特点。[2] 通常,碳基材料以 sp、sp 2 和 sp 3 键合,形成相互连接的碳-碳键的长链,从而产生不同的物理和电性能。 [3] 因此,这类材料可归类为半金属或非电介质材料(如石墨烯、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维)[4,5],因此通过在磁场和电场中应用飞秒激光脉冲产生 THz 脉冲,其纳米复合材料可表现出 THz 光跃迁、光电特性和介电特性。[6–11] 由于存在非局域 π 键电子,这些碳基材料表现出优异的 EMI 屏蔽性能。自由移动的电子与电磁波相互作用,导致反射,在共振频率下具有最大回波损耗值。[12] 过多的电磁能量会损坏周围的电路并引起不必要的噪声脉冲。Liang 等人。报道了竹状短碳纤维@Fe3O4@酚醛树脂和蜂窝状短碳纤维@Fe3O4@FeO复合材料作为高性能电磁波吸收材料,在4-18 GHz范围内成功实现了反射损耗-10 dB。[13]然而,在文献中对碳基材料在THz范围内的表征仍然没有很好的解释,关于碳基材料FSS特性的报道很少。最近,一种利用3D打印制造的碳基FSS吸收器
高频信号传输,低介电常数(D K)和低介电损耗因子(D F)的替代品以取代传统的二氧化硅材料。4 - 6聚酰亚胺(PI)通常被评为合适的候选者,因为其低分子极化性以及出色的热,机械和化学耐药性特征,并且在电信和微电子工业中表现出了理想的前景。7当前,低二型聚合物材料的结构和组成设计主要集中于结构修饰,改进材料制造过程和复合修饰。常规PI的固有介电常数位于约3.5中,但是,通常需要较低的值以最大程度地减少超大尺度集成电路,高频通信天线基板和毫米波雷达的层间介电信号传输的功率耗散和延迟。8 - 11通过减少主链上酰亚胺基团之间的极化,已经研究了许多方法来减少介电常数和PI的介电损失。12 PI聚合物的分子结构在其介电特性中起主要作用。固有偶极矩和
物理材料科学的优先领域之一是开发基于耐热聚合物的新型聚合物复合材料。聚酰亚胺在耐热聚合物领域占据领先地位。目前,使用各种基于聚酰亚胺的材料。聚酰亚胺泡沫 ( PIF ) 广泛用于微电子领域,以生产介电常数非常低的电介质、传感器保护涂层、用于补偿振动载荷的应力缓冲器以及许多集成电路元件;由于其高热稳定性和耐热性以及防火性,它们还在航空航天中用作隔热、吸音和减震材料 [ 1 ] 。存在几种获取 PIF 的基本技术。最常见的过程是基于四羧酸酯与二胺的化学反应,其结果是形成相关的预聚物 [ 2 ] 。上述 PIF 生产方法的替代方法可能是在热处理聚酰胺酸 (PAA) 的水溶性铵盐的冻干物的过程中形成多孔聚酰亚胺结构的技术 [ 3 ] 。其独特之处在于无需使用表面活性剂或其他添加剂即可获得所需形状的各向同性泡沫材料,因为多孔结构是由于溶液冻结并随后水升华而形成的。然而,在这种情况下,泡沫材料性能的调节仅限于选择 PAA 盐溶液的浓度及其冻结条件。此外,控制性能的可能方法之一是引入各种填料 [ 4 ] 。在改善聚酰亚胺的热性能和机械性能方面特别令人感兴趣的是层状铝硅酸盐纳米颗粒 [ 5 ] 。在广泛使用的铝硅酸盐纳米颗粒中,有蒙脱石,其特点是可用性和高度各向异性。因此,本研究的目的是
较早提到的技术采用的通信设备由于其绝缘性而无法通过聚酰亚胺来阻止。由于聚合物在这些设备中的各种组件的粘合剂,涂层和外壳中广泛使用,因此高度要求将EMI屏蔽能力纳入这些材料中。电导率是改善聚合物材料的EMI屏蔽性能的关键参数之一。5在绝缘聚合物(例如聚酰亚胺等绝缘聚合物)中纳入llers会导致形成宿主矩阵内高度传导的渗透网络。因此,可以有效地增强绝缘聚合物的电导率和EMI屏蔽效果。6,例如,由于其内在的电导率高,二维(2D)形态和
带有混合填充剂的抽象聚合物纳米复合材料已用作电磁干扰(EMI)屏蔽应用的替代材料。磁性碳纳米纤维(MAG-CNF)和二氧化钛(TIO 2)的组合产生独特的混合填充剂,可以改善聚合物材料的物理和机械性能。这项研究的重点是评估添加amigated mag-CNF-Tio 2作为环氧树脂 - 二聚酰亚胺复合材料中的混合填充剂的影响。胺化。然后,使用氨加州杂种填充剂来增强环氧树脂和聚酰亚胺复合材料。复合材料的宏观外观显示出增加的同质性或均匀性。使用傅立叶变换红外(FTIR)光谱法分析了成功的胺化,从而揭示了胺功能组的存在,如胺吸收在3773 cm -1(N -H)和1336 cm -1时所示。然后,根据热性能,机械性能(拉伸强度和硬度)和电磁干扰辐射评估了环氧树脂 - 聚二酰亚胺复合材料与氨基化mag-CNF-TIO 2杂交填充物的共价强化。热重量分析(TGA)曲线显示复合材料的降解,因为聚酰亚胺和环氧树脂之间的化学键破裂。由于聚合物和填充剂之间更强的共价交联,带有胺修饰填充剂的复合材料比没有加固的复合材料具有更高的机械性能。此外,通过氨基化的mag-CNF-TIO 2增强的环氧树脂 - 聚二酰亚胺复合材料也表现出提高的电磁屏蔽能力。关键字:磁性碳纳米纤维,二氧化钛,环氧树脂,聚酰亚胺,EMI屏蔽
从 X 射线衍射实验中观察到,基材上固化的聚酰亚胺薄膜的取向使得酰亚胺链优先沿薄膜的平面方向排列。对于具有刚性棒状聚酰亚胺的薄膜,薄膜取向尤其突出,并且随着薄膜厚度的增加而显着降低。涂层厚度对聚酰亚胺薄膜取向和有序性的影响在纯均苯四甲酸二酐-对苯二胺 (PMDA-PDA) 薄膜中最为明显,在含有 50% 均苯四甲酸二酐-4,4'-二苯氧基二苯胺 (PMDA-ODA) 和 50% PMDA-PDA 的薄膜中略小,而在含有 100% PMDA-ODA 的薄膜中相对不明显。根据傅里叶变换红外衰减全反射光谱实验的C=O和C-N拉伸吸收带,位于薄膜中心附近的酰亚胺分子表现出比靠近表面的酰亚胺分子更差的结构有序性。这揭示了为什么随着薄膜厚度的增加,平均薄膜取向会降低,相应的热膨胀系数会增大。
从 X 射线衍射实验中观察到,基材上固化的聚酰亚胺薄膜的取向使得酰亚胺链优先沿薄膜的平面方向排列。对于具有刚性棒状聚酰亚胺的薄膜,薄膜取向尤其突出,并且随着薄膜厚度的增加而显着降低。涂层厚度对聚酰亚胺薄膜取向和有序性的影响在纯均苯四甲酸二酐-对苯二胺 (PMDA-PDA) 薄膜中最为明显,在含有 50% 均苯四甲酸二酐-4,4'-二苯氧基二苯胺 (PMDA-ODA) 和 50% PMDA-PDA 的薄膜中略小,而在含有 100% PMDA-ODA 的薄膜中相对不明显。根据傅里叶变换红外衰减全反射光谱实验的C=O和C-N拉伸吸收带,位于薄膜中心附近的酰亚胺分子表现出比靠近表面的酰亚胺分子更差的结构有序性。这揭示了为什么随着薄膜厚度的增加,平均薄膜取向会降低,相应的热膨胀系数会增大。