3D打印制备聚芳醚酮连续碳纤维电磁屏蔽复合材料

加拿大多伦多大学和瑞尔森大学的研究人员合作，利用机器人3D 打印技术，制备出聚芳醚酮-连续碳纤维复合材料，在 X 波段（8.2~12.4 GHz）表现出优异的电磁屏蔽性能。 在聚合物基体中加入连续碳纤维，在提高材料的力学性能的同时，通过构建导电网络还可增强其电磁屏蔽效能。然而，传统的制造技术无法制造出具有复杂几何形状的部件，也难以调整纤维铺层达到理想的电磁屏蔽效果。研究人员以低熔点聚芳醚酮的连续碳纤维丝束预浸料为原料，打印出具有不同纤维取向和层数的连续碳纤维复合材料，并测试了其在X波段范围的电磁屏蔽效能。聚芳醚酮基体的电导率仅0.05S/m，而连续碳纤维复合材料的电导率达到2.37 S/m。研究发现：连续碳纤维复合材料的电磁屏蔽效能与纤维铺层的层数成线性关系，最高达到52.11 dB，而聚芳醚酮基体仅为1.365 dB；随着电场方向与纤维之间角度的减小，材料单位厚度的屏蔽效能增加，最大为158.4 dB/mm。 这项研究为制备高性能电磁屏蔽材料提供了新方法，这种连续碳纤维复合材料有望用于航天器、机载电子设备等。

论文：Evaluation of electromagnetic shielding properties of high-performance continuous carbon fiber composites fabricated by robotic 3D printing 长按并识别右方二维码，阅读全文→