Elektromagnetický přenos uhlíkových vláken

Co jsou elektromagnetické vlny?

Elektromagnetické vlny se postupně staly čtvrtým největším znečištěním životního prostředí kromě vody, vzduchu a hluku. Kromě toho budou elektronické, elektrické a komunikační zařízení vyráběné lidmi také produkovat elektromagnetické záření a vývoj a výzkum elektromagnetických stínících materiálů se postupně stal otázkou rostoucího znepokojení. Uhlíková vlákna má dobrý elektromagnetický stínící výkon a uhlíková vlákna má vynikající elektrickou a tepelnou vodivost, dobrou zpomalování hoření, velmi nízký koeficient tepelné roztažnosti, nízkou absorpci radiace a řadu výhod.

Elektromagnetické stínění je použití vodivých nebo magnetických materiálů k omezení elektromagnetického záření v určitém prostoru.  

Obecně existují dva účely elektromagnetického stínění: omezit vnitřní vyzařovanou elektromagnetickou energii z úniku z vnitřní oblasti, nebo zabránit vnějšímu rušení záření vstupu do určité oblasti. Podle principu stínění lze elektromagnetické stínění rozdělit do tří typů: stínění elektrického pole, stínění magnetického pole a stínění elektromagnetického pole. Podstatou je studovat, jak jsou elektromagnetická pole distribuována v různých specifických problémech.

Srovnávací tabulka elektromagnetického stínění

Existuje mnoho způsobů, jak klasifikovat materiály elektromagnetického stínění

zejména zahrnují ferromagnetické materiály a kovové dobré vodičové materiály, povrchově vodivé stínící materiály a plněné stínící kompozitní materiály. Mezi nimi je naplněný stínící kompozitní materiál elektromagnetický stínící materiál složený z matice s dobrou elektrickou izolací, vodivých plniv s vynikající vodivostí a dalších aditiv a uhlíková vlákna patří k tomuto elektromagnetickému stínícímu materiálu. Za drsných podmínek 60°C a 90% relativní vlhkosti po 2000h zkoušce trvanlivosti může uhlíkový stínící materiál vyrobený z uhlíkových vláken s délkou 3mm a CF/PVC pryskyřice s obsahem 5wt% dosáhnout stínícího účinku více než 30dB. Obsah CF je 10wt%hi, což může dosáhnout stínícího efektu blízkého měděné fólie.

Hlavním důvodem, proč má uhlíková vlákna schopnost elektromagnetického stínění, je jeho dobrá elektrická vodivost. Společný objemový odpor uhlíkových vláken je mezi (0.8~1.8)×10-3Ω·cm a vodivost se zvýší se zvýšením teploty tepelného zpracování. Proto se po vysokoteplotním grafizačním ošetření může uhlíková vlákna stát vynikajícím reflexním materiálem pro elektromagnetické vlny. V současné době se výzkum uhlíkových vláken státními podniky zaměřuje především na mechanické vlastnosti a v elektromagnetickém poli je stále relativně málo výzkumu.

Koncovka elektromagnetického stínění uhlíkových vláken

Když je směr uspořádání uhlíkového vlákna rovnoběžný s dopadajícím elektrickým polem, protože samotné uhlíkové vlákno je druhem materiálu pro elektrické ztráty s vynikající vodivostí, v uhlíkovém vlákni bude v této době generován velký vodivý proud a dopadající elektrické pole se silně odráží, což je blízko odrazovému efektu kovu; druhým případem je, když směr uspořádání uhlíkových vláken je kolmý na dopadající elektrické pole, uhlíkové vlákno působí v této době jako ztrátové médium radarové vlny; a když je úhel mezi směrem uspořádání uhlíkového vlákna a dopadajícím elektrickým polem nejistý, vzhledem k tomu, že odražené elektrické pole není rovnoběžné s dopadajícím elektrickým polem, odražené elektrické pole vytvoří odraženou součást elektrického pole kolmé k dopadajícímu elektrickému poli, která má určitý účinek eliminující vlnu.

Výhody uhlíkových vláken, které jakoelektromagnetický stínící materiál

Kromě vynikajícího elektromagnetického stínění má uhlíková vlákna také vlastnosti vysoké pevnosti a nízké hmotnosti. V cizích zemích byly kompozitní materiály uhlíkových vláken použity na stealth letadla a další letadla a uhlíková vlákna byla upravena tak, aby snížila odraz elektromagnetických vln. V Číně není technologie elektromagnetického stínění uhlíkových vláken relativně tak vyspělá jako v zahraničí. Hlavní výzkumné oblasti většiny firem se zaměřují na kompozitní materiály na bázi pryskyřice s uhlíkovými vlákny jako plnivo. Vývoj a výzkum elektromagnetického stínění uhlíkových vláken je stále dlouhá cesta.