碳纤维功能复合材料 华正新材 聂冬斌 炭纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。其不仅作为一种结构增强材料，同时也作为一种功能材料得以应用。其中，研究和改善炭纤维的电磁性能，使其满足结构材料所需性能的同时，又具有一定的抗电磁干扰或雷达波隐身能力是炭纤维研究的新领域，其应用主要包括三方面：一是作为电磁屏蔽材料，以减小各种低频电磁波污染；二是作为雷达波吸收材料(简称吸波材料)，以达到隐身的目的；三是作为导电复合材料的导电基体纤维，在面发热材料，电极材料等领域应用。 1 .1 电磁屏蔽材料 在过去的二十几年里，由电器设备的干扰而产生的问题即所谓的电磁辐射已成为人们普遍关注的一个热点问题，电磁辐射波易使周围的电子电器设备受到干扰，产生误操作、图像障碍或者声音障碍，而且还会造成计算机信息泄漏等严重的社会问。同时电视机、计算机，手机等常用电器的电磁辐射也会对人体产生危害。而近些年随着各种电器的普及，电子计算机，通讯卫星，高压输电网和一些医用设备等的广泛应用，由此带来的电磁污染越来越严重，为此，人们研究了适用于不同领域的各种电磁屏蔽技术，如铁磁材料，良导体材料，复合材料及其他新型材料。而研制开发新型、高效的电磁屏蔽材料已成为功能复合材料研究领域新的焦点。在这方面，炭纤维及其复合材料由于具有比重小、比强度高、导电性能好等特点，正受到人们的高度重视。为了防止电磁波辐射造成的干扰与泄漏，采用电磁屏蔽材料是一个主要解决方法。通常材料对电磁波的屏蔽作用，包括反射、吸收、折射(内反射)几方面的贡献。 炭纤维的电磁屏蔽性能主要源于其良好的导电性。炭(石墨)纤维是电的良好导体，常见电阻率在(0.8-1.8) ×10-3Ω .Cm之间，基体树脂是绝缘体，电阻率在1014-1016Ω .Cm 之间，由它们组成的复合材料应有一定的导电能力，介于导体和绝缘体之间，见表 1。 表 1 各种材料的电阻率（Ω .Cm ） 普通炭纤维的电磁屏蔽性能，可以借助特殊的工艺处理方法，通过改善炭纤维的电磁性能而得到进一步的提高。这些方法包括在炭纤维表面包覆金属、镀覆 SiC、沉积石墨碳粒以及将纤维原料与其他成分混合制得复合炭纤维等。 与炭纤维特殊的表面处理方法不同，复合炭纤维是在制造过程中将纤维制造原料与其他成分混合而得的一种新型炭纤维，开辟了炭纤维电磁改性的新途径。 1 .2 炭纤维雷达...
