Με την ανάπτυξη της σύγχρονης υψηλής τεχνολογίας, τα προβλήματα ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI) και ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC) που προκαλούνται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα γίνονται όλο και πιο σοβαρά. Όχι μόνο προκαλούν παρεμβολές και βλάβες σε ηλεκτρονικά όργανα και εξοπλισμό, επηρεάζουν την ομαλή λειτουργία τους και περιορίζουν σοβαρά τη διεθνή ανταγωνιστικότητα της χώρας μας σε ηλεκτρονικά προϊόντα και εξοπλισμό, αλλά και ρυπαίνουν το περιβάλλον και θέτουν σε κίνδυνο την ανθρώπινη υγεία. Επιπλέον, η διαρροή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων θα θέσει επίσης σε κίνδυνο την εθνική ασφάλεια πληροφοριών και την ασφάλεια των στρατιωτικών βασικών μυστικών. Ειδικότερα, τα όπλα ηλεκτρομαγνητικών παλμών, τα οποία είναι όπλα νέας ιδέας, έχουν κάνει σημαντικές ανακαλύψεις, οι οποίες μπορούν να επιτεθούν άμεσα σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό, συστήματα ισχύος κ.λπ., προκαλώντας προσωρινή βλάβη ή μόνιμη βλάβη σε συστήματα πληροφοριών κ.λπ.

Ως εκ τούτου, η διερεύνηση αποτελεσματικών υλικών ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης για την πρόληψη ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών και προβλημάτων ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας που προκαλούνται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα θα βελτιώσει την ασφάλεια και αξιοπιστία των ηλεκτρονικών προϊόντων και εξοπλισμού, θα ενισχύσει τη διεθνή ανταγωνιστικότητα, θα αποτρέψει τα όπλα ηλεκτρομαγνητικών παλμών και θα διασφαλίσει την ασφάλεια των συστημάτων επικοινωνίας πληροφοριών και του συστήματος δικτύου , τα συστήματα μετάδοσης, οι πλατφόρμες όπλων κ.λπ. έχουν μεγάλη σημασία.

1. Αρχή της ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης (EMI)

Η ηλεκτρομαγνητική θωράκιση είναι η χρήση υλικών θωράκισης για την παρεμπόδιση ή την εξασθένηση της διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας μεταξύ της θωρακισμένης περιοχής και του έξω κόσμου. Η αρχή της ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης είναι η χρήση του σώματος θωράκισης για την ανάκλαση, την απορρόφηση και την καθοδήγηση της ροής ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, η οποία σχετίζεται στενά με τα φορτία, τα ρεύματα και την πόλωση που προκαλούνται στην επιφάνεια της δομής θωράκισης και στο εσωτερικό του σώματος θωράκισης. Η θωράκιση χωρίζεται σε θωράκιση ηλεκτρικού πεδίου (ηλεκτροστατική θωράκιση και θωράκιση εναλλασσόμενου ηλεκτρικού πεδίου), θωράκιση μαγνητικού πεδίου (θωράκιση μαγνητικού πεδίου χαμηλής συχνότητας και θωράκιση μαγνητικού πεδίου υψηλής συχνότητας) και θωράκιση ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (θωράκιση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων) σύμφωνα με την αρχή της. Σε γενικές γραμμές, η ηλεκτρομαγνητική θωράκιση αναφέρεται στο τελευταίο, δηλαδή στην θωράκιση του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου ταυτόχρονα.

2. Ηλεκτρομαγνητικό υλικό θωράκισης

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ευρέως σύνθετες ηλεκτρομαγνητικές επικαλύψεις θωράκισης. Οι κύριες συνθέσεις τους είναι ρητίνη σχηματισμού φιλμ, αγώγιμο πληρωτικό, αραιωτικό, παράγοντας σύζευξης και άλλα πρόσθετα. Το αγώγιμο πληρωτικό είναι ένα σημαντικό μέρος του. Η κοινή είναι η σκόνη αργύρου (Ag) και η σκόνη χαλκού (Cu), η σκόνη νικελίου (Ni), η σκόνη χαλκού επικαλυμμένη με άργυρο, οι νανοσωλήνες άνθρακα, το γραφένιο, το νανοΑΤΟ κ.λπ.

2.1Νανοσωλήνες άνθρακα(CNTs)

Οι νανοσωλήνες άνθρακα έχουν μεγάλη αναλογία διαστάσεων, εξαιρετικές ηλεκτρικές, μαγνητικές ιδιότητες και έχουν δείξει εξαιρετική απόδοση στην αγωγιμότητα, την απορρόφηση και τη θωράκιση. Ως εκ τούτου, η έρευνα και η ανάπτυξη νανοσωλήνων άνθρακα ως αγώγιμων πληρωτικών για επικαλύψεις ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης είναι όλο και πιο δημοφιλής. Αυτό θέτει υψηλές απαιτήσεις για την καθαρότητα, την παραγωγικότητα και το κόστος των νανοσωλήνων άνθρακα. Οι νανοσωλήνες άνθρακα που παράγονται από την Hongwu Nano, συμπεριλαμβανομένων μονοτοιχωμάτων και πολλαπλών τοιχωμάτων, έχουν καθαρότητα έως και 99%. Το εάν οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι διασκορπισμένοι στη ρητίνη μήτρας και εάν έχουν καλή συγγένεια με τη ρητίνη μήτρας γίνεται ένας άμεσος παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση θωράκισης. Η Hongwu Nano παρέχει επίσης διάλυμα διασποράς νανοσωλήνων άνθρακα.

2.2 Ασημένια σκόνη νιφάδων με χαμηλή φαινομενική πυκνότητα

Η παλαιότερη δημοσιευμένη αγώγιμη επίστρωση ήταν ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που εκδόθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες το 1948 που έκανε τον ασήμι και την εποξειδική ρητίνη σε αγώγιμη κόλλα. Η βαφή ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης που παρασκευάζεται με τις σκόνες ασημιού από νιφάδες ασημιού που έχουν αλεσθεί με μπάλα που παράγεται από την Hongwu Nano έχει τα χαρακτηριστικά χαμηλής αντίστασης, καλής αγωγιμότητας, υψηλής απόδοσης θωράκισης, ισχυρής περιβαλλοντικής ανοχής και βολικής κατασκευής. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε επικοινωνίες, ηλεκτρονικά, ιατρικά, αεροδιαστημικά, πυρηνικές εγκαταστάσεις και άλλους τομείς. Η βαφή θωράκισης είναι επίσης κατάλληλη για επιφανειακή επίστρωση ABS, PC, ABS-PCPS και άλλων πλαστικών μηχανικής. Οι δείκτες απόδοσης, συμπεριλαμβανομένης της αντοχής στη φθορά, της αντοχής σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, αντοχή σε υγρασία και θερμότητα, πρόσφυση, ηλεκτρική αντίσταση, ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα κ.λπ. μπορούν να φτάσουν στο πρότυπο.

2.3 Σκόνη χαλκού και σκόνη νικελίου

Το αγώγιμο χρώμα σκόνης χαλκού έχει χαμηλό κόστος και είναι εύκολο στη βαφή, έχει επίσης καλή ηλεκτρομαγνητική θωράκιση και επομένως χρησιμοποιείται ευρέως. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την παρεμβολή αντι-ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ηλεκτρονικών προϊόντων με πλαστικά μηχανικής ως κέλυφος, επειδή το αγώγιμο χρώμα σε σκόνη χαλκού μπορεί να ψεκαστεί ή να βουρτσιστεί εύκολα. Πλαστικές επιφάνειες διαφόρων σχημάτων επιμεταλλώνονται για να σχηματίσουν ένα αγώγιμο στρώμα ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, έτσι ώστε το πλαστικό να μπορεί να επιτύχει τον σκοπό της θωράκισης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η μορφολογία και η ποσότητα της σκόνης χαλκού έχουν μεγάλη επίδραση στην αγωγιμότητα της επικάλυψης. Η σκόνη χαλκού έχει σχήματα σφαιρικά, δενδριτικά και σαν νιφάδες. Το σχήμα νιφάδας έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής από το σφαιρικό σχήμα και παρουσιάζει καλύτερη αγωγιμότητα. Επιπλέον, η σκόνη χαλκού (σκόνη χαλκού επικαλυμμένη με άργυρο) επικαλύπτεται με ανενεργή μεταλλική σκόνη αργύρου, η οποία δεν οξειδώνεται εύκολα και η περιεκτικότητα σε άργυρο είναι γενικά 5-30%. Η αγώγιμη επίστρωση σκόνης χαλκού χρησιμοποιείται για την επίλυση της ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης των ABS, PPO, PS και άλλων πλαστικών μηχανικής και ξύλου και ηλεκτρικής αγωγιμότητας, έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογής και αξία προώθησης.

Επιπλέον, τα αποτελέσματα μέτρησης της αποτελεσματικότητας ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης της σκόνης νανονικελίου και των ηλεκτρομαγνητικών επικαλύψεων θωράκισης αναμεμειγμένα με σκόνη νικελίου νανο και μικρού μήκους δείχνουν ότι η προσθήκη σωματιδίου νανο Ni μπορεί να μειώσει την αποτελεσματικότητα ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, αλλά μπορεί να αυξήσει την απώλεια απορρόφησης. Η εφαπτομένη μαγνητικής απώλειας μειώνεται, καθώς και οι βλάβες στο περιβάλλον, τον εξοπλισμό και την ανθρώπινη υγεία που προκαλούνται από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

2.4 Οξείδιο του αντιμονίου νανοκασσιτέρου (ATO)

Η σκόνη Nano ATO, ως μοναδικό πληρωτικό, έχει τόσο υψηλή διαφάνεια και αγωγιμότητα, καθώς και ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στους τομείς των υλικών επίστρωσης οθόνης, των αγώγιμων αντιστατικών επιστρώσεων και των διαφανών θερμομονωτικών επιστρώσεων. Μεταξύ των υλικών επίστρωσης οθόνης για οπτοηλεκτρονικές συσκευές, τα υλικά νανο-ΑΤΟ έχουν αντιστατικές, αντιθαμβωτικές και αντι-ακτινοβολίες λειτουργίες και χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά ως υλικά επικάλυψης ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης οθόνης. Τα υλικά νανοεπικάλυψης ATO έχουν καλή διαφάνεια ανοιχτού χρώματος, καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, μηχανική αντοχή και σταθερότητα και η εφαρμογή τους σε συσκευές προβολής είναι μία από τις πιο σημαντικές βιομηχανικές εφαρμογές των υλικών ATO επί του παρόντος. Οι ηλεκτροχρωμικές συσκευές (όπως οθόνες ή έξυπνα παράθυρα) αποτελούν επί του παρόντος μια σημαντική πτυχή των εφαρμογών nano-ATO στο πεδίο της οθόνης.

2.5 Γραφένιο

Ως νέος τύπος υλικού άνθρακα, το γραφένιο είναι πιο πιθανό να γίνει ένας νέος τύπος αποτελεσματικής ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης ή υλικού απορρόφησης μικροκυμάτων από τους νανοσωλήνες άνθρακα. Οι κύριοι λόγοι περιλαμβάνουν τις ακόλουθες πτυχές:

① Το γραφένιο είναι ένα εξαγωνικό επίπεδο φιλμ που αποτελείται από άτομα άνθρακα, ένα δισδιάστατο υλικό με πάχος μόνο ενός ατόμου άνθρακα.

②Το γραφένιο είναι το λεπτότερο και σκληρότερο νανοϋλικό στον κόσμο.

③Η θερμική αγωγιμότητα είναι υψηλότερη από αυτή των νανοσωλήνων άνθρακα και των διαμαντιών, φθάνοντας περίπου τα 5 300 W/m•K.

④Το γραφένιο είναι το υλικό με τη μικρότερη ειδική αντίσταση στον κόσμο, μόνο 10-6Ω•cm.

⑤Η κινητικότητα ηλεκτρονίων του γραφενίου σε θερμοκρασία δωματίου είναι υψηλότερη από αυτή των νανοσωλήνων άνθρακα ή των κρυστάλλων πυριτίου, που υπερβαίνει τα 15 000 cm2/V•s. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά υλικά, το γραφένιο μπορεί να ξεπεράσει τους αρχικούς περιορισμούς και να γίνει ένας αποτελεσματικός νέος απορροφητής κυμάτων για να καλύψει τις απαιτήσεις απορρόφησης. Τα κυματικά υλικά έχουν τις απαιτήσεις του «λεπτού, ελαφρού, φαρδιού και ισχυρού».

Η βελτίωση της ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης και της απόδοσης του απορροφητικού υλικού εξαρτάται από την περιεκτικότητα του απορροφητικού παράγοντα, την απόδοση του απορροφητικού παράγοντα και την καλή αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης του απορροφητικού υποστρώματος. Το γραφένιο όχι μόνο έχει μοναδική φυσική δομή και εξαιρετικές μηχανικές και ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες, αλλά έχει και καλές ιδιότητες απορρόφησης μικροκυμάτων. Αφού συνδυαστεί με μαγνητικά νανοσωματίδια, μπορεί να ληφθεί ένας νέος τύπος απορροφητικού υλικού, το οποίο έχει τόσο μαγνητικές όσο και ηλεκτρικές απώλειες. Και έχει καλές προοπτικές εφαρμογής στον τομέα της ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης και της απορρόφησης μικροκυμάτων.

Για τις παραπάνω κοινές νανοσκόνες υλικών ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης, και οι δύο είναι διαθέσιμες από την Hongwu Nano με σταθερή και καλή ποιότητα.