[发明专利]一种电磁屏蔽泡沫铝复合材料的制备方法

说明书

本发明为一种电磁屏蔽泡沫铝复合材料的制备方法。该方法通过镁块和空心陶瓷微球的分步复合加入，再加入经过预处理的氢化钛发泡剂后表面具有一层致密的氧化膜，使其可以在某一温度区间集中发泡，达到了减小孔径的效果，最终得到了一种新型的闭孔泡沫铝复合材料。本发明得到的产品具有低成本、小孔径、高强度及电磁屏蔽性能优良等特点。

技术领域

本发明属于泡沫金属制备技术领域，具体涉及一种孔径细小、强度高且电磁屏蔽性能优良的闭孔泡沫铝复合材料的制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的迅猛发展，越来越多的电子、电气设备得到了广泛的应用，给人类的生产和生活带来了极大的便捷。与此同时，也产生了严重的电磁污染、电磁干扰等问题，这不仅会造成电子仪器及设备之间的相互干扰，还可能导致信息泄露，甚至影响人体健康。因此，防治电磁辐射污染，保护电磁环境安全已经成为当前迫切需要解决的问题。电磁屏蔽作为一种常用且最为有效的防护手段，越来越受到研究者们的重视并日益成为研究的重点。电磁屏蔽效果主要取决于屏蔽体的结构和材料的固有属性，其中材料的固有属性起决定性作用。因此，发展高性能电磁屏蔽材料是防止电磁污染的关键所在。

闭孔泡沫铝是一种由金属铝基体及其内部独立存在的孔洞构成的一类结构～功能一体化新型材料。其独特的表面多孔结构，有效地增大了材料表面的有效反射面积；内部随机分布的立体多孔结构增加了其内部的反射界面面积和涡流损耗，从而使其具有较好的电磁屏蔽性能。同时，由于其轻质、便于拆装等优点，非常适用于用作电磁屏蔽材料。已有的研究表明，小孔径闭孔泡沫铝由于具有较高的反射损耗和涡流损耗，因而相对于孔径较大的泡沫铝而言具有更为优异的电磁屏蔽性能。

科研人员对闭孔泡沫铝进行了较为系统的研究。在电磁屏蔽泡沫铝材料的制备方面，CN105338800A公开了一种泡沫铝电磁屏蔽拼接板，该方法是将两块泡沫铝板拼接，在拼缝之间安装屏蔽异性件后用紧固螺钉固定，此方法需要对泡沫铝材料进行二次加工，同时由于表层泡沫铝的力学性能较低，其固定方式容易导致泡沫铝因为局部大变形而失效，使材料失稳；CN107217176A公开了一种具有较高电磁屏蔽性能的泡沫铝材料，该方法制备出的泡沫铝的孔径较大，导致其力学相对较差，同时其电磁屏蔽性能也因此而未达到最优；CN101182608A公开了一种小孔径闭孔泡沫铝的制备方法，该方法通过加入金属Ca和形核剂TiO₂使泡沫铝孔径降低至1mm，此方法同时采用了金属Ca和TiO₂作为增粘剂，由于TiO₂价格较高，导致产品的生产成本较高，另外更重要的一点是TiO₂作为一种外加形核剂与铝基体之间的结合性能较差，在压缩变形的过程中极易在二者结合处产生裂纹，导致复合泡沫铝的压缩性能降低；CN103589892A公开了一种低密度小孔径泡沫铝的制备方法，该方法制得的泡沫铝材料具有

密度低、孔径小、孔结构缺陷少等特点，且具有较高的强度和较好的吸能性能，但是该方法工艺较为复杂且对产品的尺寸范围限制较大。根据传输线理论，孔径的减少可有效地增加泡沫铝内部的多次反射损耗和涡流损耗，使其在低频及高频下的电磁屏蔽性能都得到显著提高；同时，泡沫铝的压缩性能也随着孔径的减少而增大。但现如今在低成本、小孔径、大尺寸和高电磁屏蔽泡沫铝材料的制备方面，依然缺乏有效的制备技术。

基于以上原因，本发明从制备工艺和基体材料性能方面入手，通过添加镁元素和空心陶瓷微球，在系统研究制备工艺参数与泡沫铝复合材料孔结构关系的基础上，研究了不同的热处理工艺与泡沫铝复合材料力学、电磁屏蔽性能之间的关系，成功获得了低成本、小孔径、高强度和电磁屏蔽性能良好的泡沫铝复合材料。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术中存在的不足，提供一种电磁屏蔽泡沫铝复合材料的制备方法。该方法通过对氢化钛发泡剂的预热处理、镁块和空心陶瓷微球的分步复合加入，得到了一种新型的闭孔泡沫铝复合材料。本发明得到的产品具有低成本、小孔径、高强度及电磁屏蔽性能优良等特点。

本发明的技术方案为：