Süsinikkiust elektromagnetiline varjestuskomposiitmaterjal on kerge ja ülitugev materjal, millel on hea juhtivus ja varjestus. Süsinikkiust komposiitmaterjalide varjestuse efektiivsus võib ulatuda üle 70 dB ning neil on hea korrosiooni- ja väsimuskindlus. Kuid nende maksumus on kõrge ja tavaliselt valmistatakse need koos varjestustäiteainetega süsinikkiust elektromagnetilistest varjestuskomposiitmaterjalidest. Erinevat tüüpi täiteainete järgi võib need jagada metallipõhisteks täiteaineteks, sisemisel juhtivateks polümeeripõhisteks täiteaineteks ja süsinikupõhisteks täiteaineteks.
Süsinikupõhistest täiteainetest on saanud elektromagnetilist varjestus- ja neelamismaterjalide uurimistöö koht tänu nende kergele kaalule, korrosioonikindlusele ja heale juhtivusele, sealhulgas peamiselt tahm, grafiit, nanosüsinikkiud, süsinik-nanotorud ja grafeen.
Süsimusta
Tahm on must pulbriline aine, mis koosneb peamiselt süsinikuelementidest. Sellel on hea juhtivus ja soojusjuhtivus, mis suudab tõhusalt varjestada elektromagnetlaineid.
Järgnevalt on toodud mõned elektromagnetilise varjestuse täitematerjali tahma omadused ja rakendused:
1. Elektromagnetilise varjestuse jõudlus: tahm on kõrge juhtivusega ja suudab tõhusalt peegeldada ja neelata elektromagnetlaineid, saavutades seeläbi elektromagnetilise varjestuse efekti.
2. Soojusjuhtivus: tahm on kõrge soojusjuhtivusega, mis suudab kiiresti soojust ümbritsevasse keskkonda üle kanda, vähendades seeläbi elektroonikaseadmete temperatuuri.
3. Stabiilsus: mustal on hea keemiline ja termiline stabiilsus, see ei reageeri kergesti teiste ainetega ja seda saab kasutada pikka aega karmides keskkondades.
4. Täitmise jõudlus: tahm on väiksema osakeste suurusega ja seda saab täita polümeermaterjalidesse, et parandada nende juhtivust ja elektromagnetilisi omadusi
5. Kasutusvaldkond: elektromagnetilise varjestuse täiteainet tahma kasutatakse laialdaselt elektroonikas, kommunikatsioonis, lennunduses, sõjalises ja muudes valdkondades, näiteks elektrooniliste seadmete, nagu mobiiltelefonid, arvutid, lameekraanteleviisorid, radarid, satelliidid jne, elektromagnetiline varjestus.
Grafeen
Võrreldes traditsiooniliste elektromagnetiliste varjestusmaterjalidega, nagu vask, on grafeenil järgmised eelised:
1. Hea keemiline stabiilsus: Grafeenil on spetsiaalne kahemõõtmeline kihiline struktuur, mis annab sellele hea keemilise stabiilsuse ja ei ole kergesti korrodeeruv.
2. Kõrge varjestuse efektiivsus: kattekihis olevate astmeliste kihtidega grafeenil on suurem eripind. Kasutades ainult kärgstruktuuri poorset grafeenimaterjali, võib varjestuse efektiivsus ulatuda umbes 40 dB-ni. Pärast mitmesse kihti virnastamist võib elektromagnetilise varjestuse jõudlus ulatuda üle 60 dB, mis võib summutada rohkem kui 99% sissetulevatest elektromagnetlainetest.
Süsiniknanotorud on süsinikuaatomitest koosnev torukujuline struktuur, millel on suurepärane juhtivus, soojusjuhtivus ja mehaanilised omadused. Selle läbimõõt ulatub tavaliselt mõnest nanomeetrist kümnete nanomeetriteni ja selle pikkus võib ulatuda mitme mikromeetri või isegi mitme millimeetrini. Süsiniknanotorude eriline struktuur ja omadused muudavad need ideaalseks elektromagnetiliseks varjestusmaterjaliks.
Süsinik-nanotorud
Mõned süsinik-nanotorude omadused ja rakendused elektromagnetilise varjestusmaterjalina:
1. Suurepärane juhtivus: Süsinik-nanotorudel on äärmiselt kõrge juhtivus ja need suudavad tõhusalt peegeldada ja neelata elektromagnetlaineid.
2. Kerge ja tugev: süsiniknanotorudel on madal tihedus, kuid suur tugevus, mis võib parandada konstruktsiooni tugevust ilma kaalu suurendamata.
3. Hea korrosioonikindlus: süsiniknanotorudel on hea korrosioonikindlus ja neid saab kasutada pikka aega karmides keskkondades.
4. Hea töötlemisvõime: süsinik-nanotorusid saab kudumise, mähise ja muude meetodite abil töödelda erineva kujuga, mis sobib erinevate rakendusstsenaariumide jaoks.
Süsinik-nanotorude kasutamine elektromagnetiliste varjestusmaterjalidena hõlmab peamiselt järgmisi aspekte:
1. Elektroonilised seadmed: süsiniknanotorusid saab kasutada selliste komponentide jaoks nagu elektroonikaseadmete korpused ja trükkplaadid, vähendades tõhusalt elektromagnetlainete kiirgust.
2. Sideväli: süsiniknanotorusid saab sidekvaliteedi parandamiseks kasutada side tugijaamades, antennides ja muudes seadmetes.
3. Meditsiinivaldkond: Süsiniknanotorusid saab kasutada meditsiiniseadmetes, näiteks röntgeniseadmetes, CT-seadmetes jne, et vähendada elektromagnetlainete mõju inimkehale.
4. Lennunduses saab süsiniknanotorusid kasutada lennukites, satelliitides ja muudes seadmetes, et parandada nende töökindlust ja häiretevastast võimet.
Süsiniknanotorudel kui uut tüüpi elektromagnetilise varjestusmaterjalina on suurepärane juhtivus, kerge ja kõrge tugevus, hea korrosioonikindlus ja hea töötlemisvõime. Neil on lai valik kasutusvõimalusi elektroonikaseadmete, side, meditsiini ja kosmosevaldkonnas.