浅谈导电高分子在电磁屏蔽材料中的运用

摘 要：近些年，电子工业呈现了快速发展的态势，因此也诞生了更多种类的电子产品。对于复合型材料或者金属材料，有必要引入电磁屏蔽的相关技术。这是因为，电磁屏蔽能够屏蔽外界对于电子元件产生的干扰，确保电气设备处于兼容的电磁环境下。针对各类的电磁屏蔽材料，可以适当运用导电高分子的新式材料来制作外壳。这样做，可以在最大限度内确保电磁屏蔽的优良性能，与此同时也减少了消耗的总成本。

关键词：导电高分子；电磁屏蔽材料；具体运用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.022

现今的阶段内，电气设备内部的电子元件表现出轻量化以及小型化的整体趋势。然而，电子元件针对电磁干扰是十分敏感的，因此很难避免外在的干扰。最近几年，电磁波对于电子元件带来的干扰变得更加严重。为了防控干扰，电子元件就需要配备电磁屏蔽的外层，用这种方式来屏蔽干扰。导电性的高分子材料具有优良的轻质性，同时也便于成型。上世纪末以来，在制作电子设备外壳的过程中就广泛运用了导电性的高分子材料[1]。由此可见，导电的高分子材料可以在根本上增强电磁屏蔽的整体性能，进而也确保了电子元件的稳定性。

1 电磁屏蔽材料的屏蔽原理

对于电磁屏蔽材料而言，电磁屏蔽性能代表了材料的屏蔽效能。材料吸收了电磁波传递的能量之后，在反射或者吸收的过程中将会造成某种衰减。这种屏蔽效能等于屏蔽之前以及屏蔽之后的电磁波功率比值。在这其中，相关的变量包含了电磁波的透射功率、电磁波衰减值以及功率密度。从屏蔽层本身来讲，电磁屏蔽可以划分为远场和近场这两种类型[2]。具体而言，屏蔽材料的表面在接收了特定的电磁波后，就会依照反射衰减的根本原理，从而呈现反射衰减的趋势。

从根本上看，电磁波的种类以及吸收衰减的总量二者并没有很密切的联系。也就是说，电磁波只要透过了电磁屏蔽材料，那么就会带来衰减。这种情况下，材料厚度越大那么表面衰减就会越明显。在材料的表层，电磁衰减关系到表面阻抗、辐射源的距离以及材料的类型。

2 高分子的导电材料

从结构表征来讲，导电性的高分子材料通常可以分为复合型以及结构型的两种类型。这是因为，导电高分子本身就具备了特定的性能。在室温环境下，材料也会表现出不等的电导率。在室温状态下，高分子性能的导电材料可以表现出优良的抗静电性能。此外，导电性的高分子材料通常也可以用来制作隐身材料或者制作电磁屏蔽。

对于复合型的高分子导电材料而言，这类材料特指基体的聚合物。实际上，这类物质通常具备绝缘性。具体在制作时，可以在填料内部加入适量的导电物质。在导电膜的表层，还可以加入导电性的涂覆层，或者选择金属镀膜的方式。对于导电性的填料，可以选择复合法进行制作。在制作过程中，通常可以选择炭黑、抗静电剂、金属纤维或者粉末作为填料。针对高分子的各类材料，还可以经过压缩得到金属网或者碳纤维网。

此外，导电性的高分子材料还包括了结构型的材料，这种类型的材料特指某些特殊的聚合物，在聚合物内部含有共轭的结构。经过电化学反应后，就可以掺入共轭结构。对于物质本身而言，高分子性质的导电材料还包含特定的导电基团。在这其中，离子型材料特指电解质的固态物质，主要包括离子的载流子。与之相对，电子型的材料本身也具备共轭结构，通常表现为孤子或者载流子的形式[3]。

3 具体的技术运用

（1）复合型材料的具体运用。针对金属性的电磁屏蔽材料，可以加入复合型的高分子导电物质。从现状来看，这种材料已经广泛用在制作树脂、配制溶剂以及制作导电填料的领域中。相比于其他类型的材料，复合型材料独特的优势就是简单且实用、消耗成本更低。因此，这类材料也具备很广的适用领域。例如：炭黑这种高分子材料具备优良的导电性，同时又可以耐热。对于抗老化的高分子材料，可以优先适用这种类型的高分子材料。

（2）结构型材料的具体运用。在导电高分子材料的范围内，结构型材料具体包括了聚吡咯、聚乙炔以及聚苯乙烯等。此外，还包括特定的衍生物。相比于纯金属，结构型材料具备更轻的自重，同时也可以灵活调节电导率。利用这种物质，可以在更大程度上满足金属填料的性能。在这类材料中，聚乙炔属于电导率很高的一类导电材料，因此也具备研发和应用的价值[4]。

（3）未来的技术方向。在航空领域以及其他工业领域中，高分子性能的导电材料都表现出很广的运用。这类材料具备优异的性能，因此正在被更多行业认可和接受。未来的研究中，相关人员有必要进一步明确屏蔽性能与材料结构二者的内在联系。在这种基础上，探求更优的电磁屏蔽性能。针对高分子类型的导电材料，可以在最大限度内减少整体的制作成本，与此同时也可以适当扩展材料运用的领域。对于不同类型的屏蔽材料，可以适当研发频率更宽的新型材料。这样做，就可以确保新型材料具备耐腐蚀以及抗高温的性能优势，拓宽适用领域。

4 结语

在工业领域内，导电高分子的新型材料正在得到认可和接受。这是因为，电磁屏蔽材料与导电高分子材料能够密切结合，二者的结合也可以确保电子元件具备更优的抗干扰性能。在电磁屏蔽材料中运用高分子的导电材料，这样做也降低了整体的材料成本。未来的实践中，还需要致力于研发更优的高分子材料，确保新型的高分子材料能够耐腐蚀并且耐高温，适应更苛刻的电磁干扰环境。电磁屏蔽材料与导电高分子的结合应用，能够确保电磁屏蔽的优良性能，服务于工业领域的全面进步。

参考文献：

[1]李春华，齐暑华，张剑等.导电高分子在电磁屏蔽材料中的应用[J].工程塑料应用，2015（11）：65-68.

[2]王杨勇，张柏宇，王景平.本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展[J].兵器材料科学与工程，2014（03）：54-60.

[3]梁韶华.导电高分子材料在电磁屏蔽的效能分析[J].钦州学院学报，2016（06）：54-58.

[4]王明洋，吴凡，孙梦潇.基于石墨烯开发的高分子复合材料在电磁屏蔽领域中的应用[J].科学通报，2014（18）：1681-1687.

作者简介：刘廷伟（1985-），男，四川内江人，硕士研究生，助理研究员，研究方向：复合材料。