一種具有電磁屏蔽性能的鍍鎳碳纖維板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電磁屏蔽技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有電磁屏蔽性能的鍍鎳碳纖 維板。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁屏蔽的廂體、機(jī)箱等是常見(jiàn)的電磁屏蔽領(lǐng)域的制件，而電磁屏蔽的廂體、機(jī)箱 由具有電磁屏蔽的板材制成，目前其制作工藝流程復(fù)雜。首先，為了保證廂體的強(qiáng)度，廂體 的板材普遍采用金屬蒙皮加泡沫芯材質(zhì)的"三明治"結(jié)構(gòu)，并且中間設(shè)置有起支撐加強(qiáng)作用 的金屬框架;其次，為了保證屏蔽效果，在板材的搭接處采用貼導(dǎo)電鋁箱，在安裝角鋁時(shí)需 要控制用膠量及鉚釘?shù)拈g距，在安裝包角和附件時(shí)需要裝配銅絲網(wǎng)和控制鉚釘?shù)拈g距等防 止電磁泄漏的防護(hù)措施;最后，為了保證板材耐腐蝕效果，通常在廂體拼裝完畢之后，在金 屬蒙皮表面噴涂油漆，甚至是重防腐油漆來(lái)提高廂體在極端環(huán)境條件下的耐鹽霧性能。
[0003] 目前技術(shù)存在以下缺陷：1、傳統(tǒng)的"三明治"結(jié)構(gòu)板材中的金屬蒙皮和框架都是純 金屬，造成廂體存在重量重的問(wèn)題;2、金屬蒙皮的耐鹽霧性差，需要表面噴涂油漆來(lái)提供保 護(hù)，但是隨著時(shí)間延長(zhǎng)，油漆層容易出現(xiàn)脫落或是裂紋，從而造成霉斑或是生銹等嚴(yán)重問(wèn) 題，降低廂體的電磁屏蔽效能和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有電磁屏蔽性能的鍍鎳碳纖維板，解決現(xiàn)有技 術(shù)中電磁屏蔽體的板材質(zhì)量重、電磁屏蔽效能差和耐腐蝕差的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種具有電磁屏蔽性能的鍍鎳碳纖維板，包括碳纖維布，所述碳纖維布位于電磁 屏蔽性能鍍鎳碳纖維板的中間，碳纖維布的上、下表面分別鍍有第一鍍鎳層，第一鍍鎳層上 電鍍有鍍銅層，鍍銅層上電鍍有第二鍍鎳層，第二鍍鎳層上壓制有樹(shù)脂層。
[0007] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述碳纖維布為T(mén)300-3K的斜紋碳纖維布，
[0008] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一鍍鎳層厚度為0.04-0.05mm。
[0009] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍍銅層厚度為0.04-0.05mm。
[0010] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二鍍鎳層厚度為〇. 04-0.05mm。
[0011] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍍鎳碳纖維板在150KHZ~18GHZ的電磁場(chǎng)中電磁屏蔽效能大于 40dB，滿足一般軍用電子屏蔽效能的要求。
[0012] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍍鎳碳纖維板的厚度為0.9-lmm，滿足質(zhì)量輕、高強(qiáng)、抗腐蝕的性 能要求。
[0013] 碳纖維布具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、抗震性能好、物理性能穩(wěn)定 等諸多優(yōu)點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度是同等截面鋼材的7-10倍。采用碳纖維布作為基材制作的鍍鎳碳 纖維板質(zhì)量輕，便于搬運(yùn);高強(qiáng)性能保證了在使用過(guò)程中不易被外力破壞、耐腐蝕性能則進(jìn) 一步提高了鍍鎳碳纖維板的使用壽命、降低了成本。
[0014] 該鍍鎳碳纖維板采用如下方法制作：
[0015] 步驟一、碳纖維布表面除污:除去吸附在碳纖維布表面的污染物和有機(jī)活性劑，為 后續(xù)工序提供良好的鍍層環(huán)境，保證鍍層與碳纖維布的結(jié)合力。
[0016] 步驟二、碳纖維布表面磁控濺射鍍鎳:采用磁控濺射技術(shù)對(duì)經(jīng)過(guò)步驟一處理后的 碳纖維布表面進(jìn)行真空鍍鎳，將納米粒子形態(tài)的鎳離子均勻的噴鍍到碳纖維布的表面，形 成第一鍍鎳層，碳纖維布在磁控濺射鍍鎳設(shè)備中的行進(jìn)速率為90~100m/h。因?yàn)殂~的導(dǎo)電 性能、電磁屏蔽性能較鎳更好，但是銅不易直接鍍?cè)谔祭w維布表面，所以在鍍銅之前需要在 碳纖維布上先鍍一層鎳作為鍍銅的基層，而采用磁控濺射技術(shù)鍍鎳，鎳離子沉積速率快、濺 射所獲得的鎳薄膜與碳纖維布結(jié)合較好。
[0017] 步驟三、電鍍銅:采用電鍍的方式對(duì)一次鍍鎳碳纖維布表面鍍銅，所述電鍍銅的電 流密度為180~200A/dm2,電壓為8V~10V，一次鍍鎳碳纖維布在鍍銅電鍍池中的行進(jìn)速率 為4~6m/h，鍍銅時(shí)電鍍液的溫度為40~45°C，形成鍍銅層，電鍍銅層保證了該碳纖維布具 有更好的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能。采用現(xiàn)有技術(shù)中的鍍銅電鍍液可以實(shí)現(xiàn)該步驟。
[0018] 步驟四、電鍍鎳:采用電鍍的方式對(duì)鍍銅碳纖維布表面二次鍍鎳，所述電鍍鎳的電 流密度為180~200A/dm2,電壓為8V~10V，鍍銅碳纖維布在鍍鎳電鍍池中的行進(jìn)速率為4~ 6m/h，鍍鎳時(shí)電鍍液的溫度為40~45°C，形成第二鍍鎳層；因?yàn)殡婂冦~層容易被氧化，故需 要在電鍍銅層上鍍一層鎳對(duì)齊進(jìn)行保護(hù)。采用現(xiàn)有技術(shù)中的鍍鎳電鍍液可以實(shí)現(xiàn)該步驟。
[0019] 步驟五、干燥:除去二次鍍鎳碳纖維布表面的殘留電鍍液，并對(duì)其進(jìn)行烘干。
[0020] 步驟六、壓制成板:將經(jīng)過(guò)步驟五處理后的二次鍍鎳碳纖維布與樹(shù)脂壓制形成具 有電磁屏蔽性能鍍鎳碳纖維板，樹(shù)脂層覆蓋整個(gè)二次鍍鎳碳纖維布的表面，鍍鎳碳纖維板 的厚度為1mm。因?yàn)殄冩囂祭w維布比較柔軟，需要增加樹(shù)脂層提高強(qiáng)度，樹(shù)脂固化后起到定 型和保護(hù)布的作用，提高了鍍鎳碳纖維布的耐腐蝕性能，但是樹(shù)脂不宜太厚，因?yàn)闃?shù)脂的密 度較大，過(guò)厚會(huì)增加板材的重量。
[0021] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟五中，對(duì)二次鍍鎳碳纖維布進(jìn)行三級(jí)水洗除去表面的殘留 電鍍液，所述烘干溫度為160~170°C，碳纖維布在烘干器中的行進(jìn)速率為4~6m/h。二次鍍 鎳鍍結(jié)束后必須要對(duì)二次鍍鎳碳纖維布進(jìn)行烘干，防止生銹。
[0022]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟一中，采用離子轟擊的方式除去吸附在碳纖維布表面的污 染物和活性劑，碳纖維布在除污設(shè)備中的行進(jìn)速率為90~100m/h，碳纖維布表面的活性劑 被汽化，根據(jù)汽化氣體量來(lái)控制碳纖維布表面污物的處理程度。
[0023]進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟三結(jié)束后，對(duì)鍍銅碳纖維布進(jìn)行三級(jí)水洗除去布表面的殘 液，再經(jīng)過(guò)單層95~100°C烘干，因?yàn)橛锌赡懿襟E三結(jié)束后沒(méi)有立即進(jìn)行步驟四，防止鍍層 生銹，需要進(jìn)行烘干處理。
[0024] 進(jìn)一步改進(jìn)，還包括步驟七，將經(jīng)過(guò)步驟六制成的多個(gè)鍍鎳碳纖維板采用如下步 驟按設(shè)計(jì)尺寸搭接連成具有電磁屏蔽性能的大板：
[0025] (1)、采用高能激光燒蝕掉各個(gè)鍍鎳碳纖維板搭接部的樹(shù)脂層。因?yàn)閮蓚€(gè)具有電磁 屏蔽性能鍍鎳碳纖維板表面樹(shù)脂層的存在，會(huì)造成導(dǎo)電受阻，則肯定會(huì)存在電磁泄露，從而 必須消除掉搭接面上的樹(shù)脂層。
[0026] (2)、在經(jīng)過(guò)步驟（1)處理的鍍鎳碳纖維板的搭接部刷涂導(dǎo)電液;保證相搭接的兩 個(gè)鍍鎳碳纖維板的鍍鎳層之間導(dǎo)通。
[0027] (3)、將經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的各個(gè)鍍鎳碳纖維板搭接拼成大板，在鍍鎳碳纖維板搭 接部涂覆導(dǎo)電膠，并結(jié)合緊固裝置將多個(gè)鍍鎳碳纖板連接在一起制成具有電磁屏蔽性能的 大板。導(dǎo)電膠用來(lái)密封兩個(gè)鍍鎳碳纖維板之間的搭接縫隙，防止電磁波從搭接縫隙中泄露， 保證搭接連成的大板的電磁屏蔽效能滿足要求。
[0028] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)電膠為ZB2561有機(jī)硅導(dǎo)電膠，ZB2561有機(jī)硅導(dǎo)電膠為南京中 貝電子有限公司生產(chǎn)，具有很好的彈性很韌性，性能穩(wěn)定，體積電阻率1〇_3Ω · cm。
[0029] 電磁屏蔽的原理：當(dāng)電磁波到達(dá)屏蔽體表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩種情況：1、由于空氣與金 屬的交界面上阻抗的不連續(xù)，對(duì)入射電磁波產(chǎn)生反射;2、未被屏蔽體表面反射掉而進(jìn)入屏 蔽體的電磁波，在屏蔽體內(nèi)向前傳播的過(guò)程中，被屏蔽材料所衰減，也就是所謂的吸收;而 在屏蔽體內(nèi)尚未衰減掉的剩余能量，傳到屏蔽體另一表面時(shí)，遇到金屬一空氣阻抗不連續(xù) 的交界面，會(huì)形成再次反射，并重新返回屏蔽體內(nèi)，這種反射在兩個(gè)金屬的交界面上可能有 多次的反射。總之，電磁屏蔽體對(duì)電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和電磁波的吸收。銅 因?yàn)榫哂辛己玫膶?dǎo)電性能，對(duì)電磁波具有良好的吸收衰減性能，因此辦發(fā)明鍍鎳碳纖維板 中的鍍銅層具有良好的電磁屏蔽性能。
[0030] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
[0031] 1、采用碳纖維布作為基材制作的鍍鎳碳纖維板質(zhì)量輕，便于搬運(yùn);高強(qiáng)性能保證 了在使用過(guò)程中不易被外力破壞、耐腐蝕性能則進(jìn)一步提高了鍍鎳碳纖維板的使用壽命、 降低了成本。
[0032] 2、通過(guò)鎳-銅-鎳三層鍍層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一次鍍鎳為鍍銅提供了良好的基礎(chǔ)，二次 鍍鎳則對(duì)鍍銅層進(jìn)行保護(hù)、防止氧化，有效地提高鍍鎳碳纖維板電磁屏蔽效果的穩(wěn)定性。
[0033] 3、鍍鎳碳纖維表面的樹(shù)脂層提高了鍍鎳碳纖維板強(qiáng)度，便于后序電磁屏蔽箱體的 制作。
[0034] 4、鍍鎳碳纖維板的重量?jī)H增加了 20%左右，滿足電磁防護(hù)體輕量化的要求。
[0035] 5、通過(guò)填充導(dǎo)電膠來(lái)密封兩個(gè)鍍鎳碳纖維板之間的搭接縫隙，防止電磁波從搭接 縫隙中泄露，保證搭接連成的大板的電磁屏蔽效能滿足要求。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1為本實(shí)用新型所述鍍鎳碳纖維布板的制作流程圖。
[0037] 圖2為本實(shí)用新型所述鍍鎳碳纖維布板的端面結(jié)構(gòu)示意。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 為使本實(shí)用新型的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0039] 實(shí)施例一：
[0040] 采用如下步驟制作具有電磁屏蔽性能鍍鎳碳纖維布：
[0041] 步驟一、碳纖維布表面除污:采用離子轟擊的方式除去吸附在碳纖維布1表面的污 染物和活性劑，碳纖維布1在除污設(shè)備中的行進(jìn)速