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专利号: 2024109199160
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种取向硬碳纤维与金属复合电磁屏蔽材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤;

步骤(1):合成聚酰胺酸溶胶,得到聚酰胺酸前驱体;

步骤(2):将聚酰胺酸前驱体静电纺丝得到聚酰胺酸纤维膜;

步骤(3):对电纺聚酰胺酸纤维膜进行热酰亚胺化,得到聚酰亚胺纤维膜;

步骤(4):将聚酰亚胺纤维膜固定在两块抛光的人造石墨板上,使用真空管式炉在氩气气氛下进行高温碳化处理;

步骤(5):对不同温度碳化后的聚酰亚胺纤维膜进行等离子磁控溅射金属,得到聚合物基电磁屏蔽复合材料;

所述步骤(4)中,使用真空管式炉在氩气气氛下高温碳化800℃ ‑ 1400℃,所有样品在最终温度下保温1小时并冷却至室温;

所述步骤(5)中对不同温度碳化后的硬碳纤维膜的双面进行磁控溅射金属,金属为铜、金。

2.根据权利要求1所述的一种取向硬碳纤维与金属复合电磁屏蔽材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,采用原位聚合法将4,4’‑二氨基二苯醚溶于N,N‑二甲基甲酰胺中并超声5 ‑ 10 min得到二胺分散液,再将均苯四甲酸二酐分四次加入到二胺分散液中,外加剪切力搅拌2‑3 h得到聚酰胺酸溶胶。

3.根据权利要求2所述的一种取向硬碳纤维与金属复合电磁屏蔽材料的制备方法,其特征在于,所述4,4’‑二氨基二苯醚与均苯四甲酸二酐的比例为1:1.02,溶解在35 ‑ 36 ml N,N‑二甲基甲酰胺中;

聚酰胺酸溶胶的固含量为10 ‑ 15 wt%。

4.根据权利要求1所述的一种取向硬碳纤维与金属复合电磁屏蔽材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,使用5 mL一次性无菌注射器针筒吸取PI溶胶,安装23 G不锈钢静电纺丝针头,并设置静电纺丝机,速度350 ‑ 400 mm/min,行程设定70 ‑ 80 mm,接收速度140 r/min,正电压10.8± 2kV,负电压‑ 2.8± 0.5kV,静电纺丝9 ‑ 10小时。

5.根据权利要求1所述的一种取向硬碳纤维与金属复合电磁屏蔽材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)在精密高温干燥箱中80℃烘干5小时,接着150℃、200℃、250℃、300℃、350℃各烘干一小时后取出。

6.根据权利要求1所述的一种取向硬碳纤维与金属复合电磁屏蔽材料的制备方法,其特征在于,所述等离子磁控溅射具体步骤:(1)真空环境:需要一个高真空室为溅射提供低压环境;

(2)靶材准备:规格为直径50 mm,厚度0.2 mm;

(3)气体引入:向真空室中引入氩气为工作气体;

(4)溅射参数控制:控制溅射时间及电流大小,以调节薄膜的生长速率和质量。

7.根据权利要求1‑6任一项所述方法制备的聚合物基电磁屏蔽复合材料,其特征在于,所述聚合物基电磁屏蔽复合材料中,PI纤维的直径1 μm,电纺纤维表面出现凹坑,表面粗糙,纤维表面的粗糙形态使静电纺丝PI纤维膜对液体有着良好的附着力。