材料的电磁干扰屏蔽性能概述

来提供屏蔽性能，所以他们加不加填料都可以使用。在有填料的情况下，有导电性能的高分子基质有可以连通不接触的填料单元的优势从而提高了连通性。

水泥有微弱的导电性，使用水泥基质可以让复合材料中导电的填料单元在没有相互接触时也能电学上连通。因此水泥基的复合材料比相应的绝缘的聚合基复合材料有更好的屏蔽性能。在1GHz下屏蔽性能为60分贝的水泥基复合材料已经制作出来了。它仅仅包含体积分数为1.5%的不连续的直径为0.1微米的碳纤维，此外，水泥相对于高分子材料来说很便宜，水泥基复合材料对建筑里房间的屏蔽很有用，相似的，就屏蔽材料来说碳纤维是比高分子材料更好的基质因为它的导电性，但是碳纤维基质的复合材料很昂贵。

电磁干扰屏蔽材料上屏蔽罩的接口处需要垫上电磁干扰屏蔽垫圈，这种垫圈通常是用弹性材料做成的例如橡胶。一个弹性体是有弹性的，但是他本身没有屏蔽性能，除非被套上一个导体，或者充填导电纤维。但屏蔽层的耐磨性很差，使用导电纤维又减少了弹性，尤其是为获得足够的屏蔽性能使用高体积分数的导电纤维的情况下，随着纤维集中度的增加，弹性的减少使情况变的更加严峻，使用低体积分数的并能达到性能要求的纤维才能令人满意。因此开发电磁干扰屏蔽垫圈总的来说比电磁干扰屏蔽材料更具挑战性。

因为一般的EMI屏蔽材料是由复合材料组成的，低填料含量却有屏蔽效果的是比较理想的。当填料和和基质的结合力很差复合材料的强度和延展性随着填料含量的增加而减少。较小的结合力是热塑性高分子基质的共性。此外，低填料含量是合适的，因为低填料的材料的可加工性非常好，加工性随着材料粘性的增加而降低。

为了让导电的填料变得高效的，最好的方法是让它具有小的单位尺寸（和趋肤深度有关），高导电性和高长宽比。高长宽比的纤维比微粒更具吸引力。

EMI屏蔽材料是小尺寸碳纤维的主要应用之一。因有较小的直径用做电磁干扰屏蔽的复合材料中相同体积分数的碳丝比普通的短碳纤维更有效，这在热塑料基质和水泥基质中都已经得到体现。例如在热塑料基质中，碳丝体积分数为19%的材料的屏蔽效率为74分贝1GHz,与此同时，相同基质，碳纤维体积分数为20%的材料屏蔽效率却只有46Db/GHz.在水泥基质复合材料中，纤维体积分数普遍小于1%，碳丝体积分数为0.54%的水泥浆糊的屏蔽效果和有效，为26dB每1.5GHz。与此同时，碳纤维体积分数为0.84%的水泥浆的屏蔽效果只有15dB每1.5GHz，这些数字是用相同设备对相同厚度式样测试得到的。

尽管碳材料具有更好的抗氧化性和热稳定性，金属材料由于其更好的导电性能是更具吸引力的屏蔽材料。因此，小直径的金属纤维更符合要求，尽管通过成型或铸造得到的金属纤维普遍不能做的细于2微米。然而直径为亚微米级的金属纤维可以通过在直径为亚微米级的碳丝上涂上一层金属得到。通过在直径为0.1微米的碳丝上镀镍得到的直径为0.4微米的镍丝有非常好的屏蔽效果。它们被称为镍丝，因为他们大部分是镍而不是碳。屏蔽性能为87dB/GHz的已经制造出来了，这种材料是在高分子基的复合材料中添加体积分数为7%的镍丝而得到的。镍是比铜更好的屏蔽材料，部分因为镍具有更好的抗氧化性，氧化膜的导电性很差，并且对填料单元的联通性也有影响。

表一比较了聚醚基的各种不同填料样本厚度为2.8毫米的复合材料在1-2GHz的电磁波下的EMI屏蔽性能，所有试样的屏蔽性能是通过使用相同通道的同轴电缆决定的，即使是镍丝的体积分数只有7%的复合材料也比表中其他所有材料的屏蔽性能更好，在PES的基质变成PIOS的的情况下，尺寸为1-5微米的镍粒子能比尺寸为0.8-1.35微米的银粒子在1-2GHz下能提供更好的屏蔽性能，结合表一，镍丝可以提供比银粒子更好的屏蔽效果。

表一PES基体与不同填料复合在1-2GHz时的电磁干扰屏蔽效果

上面所说的亚微米级的细丝是不连续的，不足以作为结构复合材料。飞行器和电子附件需要连续的纤维高分子基结构复合材料来制作，这些复合材料中的纤维主要是碳纤维，有一些是在碳纤维上镀上金属（比如镍）有些是把碳纤维镶嵌到材料中来提高导电性。

4、柔性石墨屏蔽材料

柔性石墨是比较有潜力的EMI垫圈材料，它是一种通过压缩剥落的片状石墨而不需要粘合剂得到的柔软的石墨层。在剥落过程中，夹层石墨（混有外来粒子的石墨层被插入到石墨层中）普遍被沿着C轴拉伸了100倍。蠕虫大小的石墨在压缩时机械的连在一起因此这种石墨层不需要粘结剂来形成。

因为是剥落物，柔性石墨有很大的表面积（例如15平米每克）.因为没有粘结剂，柔性石墨从本质上说是全部