公告/发布日期:2018/02/08

mile米乐m6官网 开发出使用碳纳米管的电磁波屏蔽填缝材料

-坚不可摧的电磁屏蔽填缝材料,具有优异的间隙填充和金属粘合性能-

积分

  • 采用超级生长法生产的单壁碳纳米管与常温常温固化的液态橡胶的复合材料
  • 开发的填缝材料具有优异的涂抹和填充间隙等能力,并且可以与金属粘接
  • 防止电磁波通过屏蔽材料之间的间隙进入,吸收振动和变形,而不导致填缝开裂

摘要

国立先进产业技术研究所[董事长Ryoji Chubachi]纳米管实用研究中心[研究中心主任Kenji Hatake]CNT应用团队Arinobu Katata特别集中研究专家,电子与光子技术研究部[研究总监Masahiko Mori]分子集成器件组研究员周瑛,物理测量标准研究部[研究部主任 Yasuhiro Nakamura] 电磁测量研究小组研究小组组长堀部正宏、研究员 Yuto Kato 等超级成长法制成碳纳米管(SGCNT) 作为填料(添加剂)分散在液体橡胶中,在室温下在大气中固化电磁波我们开发了一种屏蔽填缝材料。该填缝材料可以以良好的粘合性涂抹并填充到金属等屏蔽材料之间的间隙和凹槽中,并在大气中在室温下硬化。这种填缝材料硬化后,对金属有很高的附着力,可以防止电磁波的侵入,并且可以吸收屏蔽材料之间的间隙和凹槽因振动和屏蔽材料的微小变形而产生的振动和扭曲,而不破裂。

该技术将于 2018 年 2 月 14 日至 16 日在东京有明国际展览中心(东京江东区)举行的 Nano tech 2018(第 17 届国际纳米技术展览和技术会议)上展出。

新开发的电磁波屏蔽填缝材料照片(A:固化前,B:固化后)
新开发的电磁波屏蔽填缝材料
(A:固化前,B:固化后)

发展的社会背景

近年来,随着无线通信的发展,利用电磁波进行通信的电子设备越来越多。结果,存在这些电子设备可能由于周围电磁波的干扰而发生故障、或者由于它们本身发射的电磁波而导致信息泄露的风险。为了降低这些风险,不言而喻,需要屏蔽电子设备本身发出的不必要的电磁波,但在电子设备安装的空间也需要电磁波隔离和屏蔽技术。为了隔离和屏蔽空间例如房间中的电磁波,在房间的地板、墙壁、天花板、窗户、门等处使用电磁波屏蔽材料。然而,如果这些连接之间产生间隙,电磁波就会通过间隙泄漏,导致屏蔽不足。因此,需要开发一种具有优异的间隙填充性能和金属粘合性能并且抗开裂的电磁屏蔽填缝材料。

研究历史

在AIST,我们开发了SGCNT,建立了当SGCNT分散在橡胶材料中时以网络形式扩展的技术,开发了添加少量SGCNT而具有高导电性的SGCNT橡胶复合材料,并致力于开发基于SGCNT的水性涂料,该涂料具有30dB以上的高电磁屏蔽能力,并且可以在各种复杂形状的基材表面形成涂膜。 (2011 年 10 月 12 日2017 年 6 月 12 日 AIST 新闻稿

研究内容

这次是 AIST碳纳米管复合材料研究中心在10267_10361|,我们利用迄今为止开发的SGCNT分散技术和复合材料制造技术,开发了一种电磁屏蔽填缝材料,其中SGCNT作为填料分散并复合在室温下在空气中固化的液体橡胶中。

该填缝材料具有在室温下在大气中硬化的液态橡胶基材,因此可以使用抹刀、注射器或填缝枪以良好的粘附力将其涂抹并填充到间隙和凹槽中。涂抹和填充后,它在室温下在大气中硬化,使橡胶填充这些间隙和凹槽。此外,如图1所示,固化后的填缝材料对金属等电磁屏蔽材料具有优异的粘合性。

表1总结了新开发的电磁波屏蔽填缝材料与用于防止电磁波泄漏的碳基填缝材料(现有产品-1)、钢丝棉(现有产品-2)和银基粘土腻子(现有产品-3)之间的比较结果。

新开发的填缝材料中分散有可以屏蔽电磁波的SGCNT,因此在橡胶固化后,其厚度约为5毫米,表现出60分贝的电磁波屏蔽能力,与金属相当。与腻子不同,即使屏蔽材料受到振动或微小变形,橡胶的特性也能防止其破裂,并且它可以吸收因振动和微小变形而导致的屏蔽材料之间的间隙和凹槽中的变形和振动。与钢丝绒不同,它还具有优异的密封性能。这样,与各种现有产品相比,新开发的电磁波屏蔽填缝材料具有在可操作性和物理性能方面表现出良好平衡性能的优点。

新开发的电磁波屏蔽填缝材料照片(红色箭头)
图1:新开发的电磁波屏蔽填缝材料的状态(红色箭头)
A:填充在金属板之间且硬化状态
B:固化后硬度测量期间的条件
 
表 1
新开发的电磁波屏蔽填缝材料、碳基填缝材料(现有产品-1)、钢丝棉(现有产品-2)、银基腻子(现有产品-3)用于防止泄漏电磁波的对照表
 

未来计划

nano tech 2018 我们计划参加第十七届国际纳米技术展览暨技术大会,并应企业询问提供样品进行评估。


术语解释

◆超级成长法
超级生长法(SG法)是AIST于2004年发现的一种合成单壁碳纳米管(单壁CNT)的方法。这是一种利用化学气相沉积(CVD)的单壁CNT合成方法,通过在高温加热炉中合成单壁CNT时添加极少量的水,催化剂的活化时间和活性得到显着提高。可以高效合成高纯度的单壁碳纳米管。此外,合成的单壁碳纳米管具有高度取向,使得制造宏观结构成为可能。 Zeon Corporation于2015年11月开始工业化量产。[返回来源]
◆碳纳米管
碳纳米管(CNT)是直径为04至50纳米、仅由碳原子组成的一维纳米碳材料。其化学结构由连接在一起的轧制石墨层表示;只有一层的称为单壁碳纳米管,多层的称为多壁碳纳米管。[返回来源]
◆电磁波
它是空间中电场变化和磁场变化相互作用形成的波。虽然它一般指的是无线电波,但它还包括微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。例如,它用于广播和通信技术,如收音机、移动电话和无线局域网,传感器技术,如车载雷达,以及烹饪和加工技术,如微波炉。[返回来源]
◆碳纳米管复合材料研究中心
ZEON Sunarrow AIST CNT复合材料研究中心于2017年1月在AIST内成立,旨在有效地将AIST的CNT技术转让给企业。[返回来源]
 

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