随着现代电子工业和信息产业的高速进展,萌生电磁波干扰的电子设施急速增加。电磁波污染已经变成世界各国关心注视的社会形态公害之一。认为合适而使用导电金属粉电镀研发电磁屏蔽橡胶补充材料便是对付这一污染的一种关紧技术手眼。
    导电屏蔽技术电磁屏蔽材料分为表层导电型屏蔽材料和补充复合型屏蔽材料。补充复合型屏蔽材料是继表层导电型屏蔽材料在这以后推向市场的新式材料,大有后来居上之势,得以数量多的研发。而作为补充复合型屏蔽材料的中心技术——导电填料的研讨也在不断深化。
    到现在为止,海外已经利用这一技术开发出多种不一样材料组合的电磁屏蔽橡胶制品,其特别的性质指标如表1所示。
    表1海外电磁屏蔽橡胶制品的特别的性质指标到现在为止,国内主要以纯银粉作为导电填料。银具备良好的导电性能、耐氧气化,用银粉或镀银填料作电磁屏蔽材料具备显着的屏蔽效果。超大功率水冷高频开关电源但银价钱极其昂贵,疏密程度非常大,不具备市场竞争力,只适应作特别场合的屏蔽原料,且对低频的电磁屏蔽效果很差,难于满意宽频电磁屏蔽的需求。铜的导电性能令人满意,价钱适中,但铜的疏密程度较大,不易在聚合物基体中散布,故而影响复合材料的电磁屏蔽效果。并且,铜粉容易被氧气化变质而减低导电性。镍粉不像铜粉那样子容易氧气化,但镍的电导率较低。为了增长填料的综合性能,每常铜镀银或镍镀银运用。青灰、煤黑具备结果本低、散布性好等独特的地方,但往往在颀长的含量下能力具备一定的电磁屏蔽效果,这么会造成产品的力学性能显着减退,并且制品本身为黑色,影响产品的颜色多样性,应用范围遭受限止,也每常以碳粉镀镍的方式加以运用。
    一般,金属粉的外表镀层工艺有两种形式:电镀和化学镀,西北橡胶分子化合物塑料研讨预设院经过有关调查研究剖析得出电镀较化学镀牢稳、速率高、污染小的论断,并施行了相应的研讨研发。
    电镀工艺以银/铜粉为例电镀工艺流程为:铜粉—除油—浸蚀—活化—电镀—水洗—干燥—检查验看—封装待用。在镀前的预处置中,活化的条件务必严明加以扼制。同时,保障被镀面非常光洁也是取得紧固接合及外观令人满意的金属镀层的最主要条件之一,每一步骤后都要严肃对待施行水洗中性化处置,以保障下步工序的正常施行和不被污染。
    通过几个月电镀实验条件的摸索,西北橡胶分子化合物塑料研讨预设院成功出产出满意高导电橡胶电磁屏蔽性能(橡胶的大小电阻率达到10-4Ω‧cm)的电镀产品。如图所示。
    满意高导电橡胶电磁屏蔽性能的电镀产品的微观结构除油按化学性质来分,油脂可分为两大类:皂化类和不皂化类。全部的植物和动物油脂都归属第1类,他们都是甘油和高分子有机酸(多半是硬脂酸、油酸、软脂等)的酯类。由不一样成分和不一样稠度(由极轻的液体至固体)的碳氢化物的混合物组成的矿物油,如燃料、蜡烛、矿脂、各种润滑油油等归属第二类油脂。无论是第1类或第二类油脂其实皆不溶于水,务必在一定成分的溶液中用化学处置或电化学处置的办法将油脂从金属外表去掉除掉。一般式样复杂的制品宜运用化学法除油。
    化学法除油时,要运用硷溶液、硷性盐溶液及很多特别的有机溶剂。在硷溶液中除油的过程就是动菜油脂的皂化及其它品类油脂的乳化过程,所用的乳化剂有:硅酸钠溶液、脂肪酸、洋碱、动物胶及各种氨基酸,这些个事物的液体浓度要依据每种乳化剂的乳化有经验以及存在于金属外表上的油污物的品类和数目来确认。额外,硷溶液具备较高的温度能增强硷性盐的水分解效用,加速动物和菜油脂的皂化反响,加速油的乳化过程,是保障皂化油脂及不皂化油脂绝对从制品外表去掉除掉的极关紧的条件之一。在有机溶剂中除油就是皂化油脂和不皂化油脂的平常的溶解过程。所用溶剂为:洋油、燃料、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等。最管用的油脂溶剂是二氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯及四氯化碳。这些个事物与燃料、洋油、苯及甲苯不一样,他们不会燃烧现象况且可在高温下施行除油。这个之外,他们在美好地溶解油脂的同时不会腐蚀金属。
    电化学除油是在硷溶液中的负极或阳极向上行。较常用的是负极除油法或联手处置法——先在负极上除油,再于阳极上除油。在某些事情状况下,电化学除油法的成效要超过平常的化学除油法的成效好几倍。电化学除油过程的机理主要是油脂被负极上析出的氢气泡儿与阳极上析出的氧气气泡儿所乳化,析出的气体对电解液所起的拌和效用能加速除油的过程。除油时可认为合适而使用下面所开列试药配合制造的电解液:苛性钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钠、氰化钠或氰化钾等。有时候,可在这些个溶液中添入小量的某种乳化剂:洋碱或硅酸钠溶液。除油时的电流疏密程度应能保障析出足够量的气泡儿,既能使油滴机械摆脱,又能拌和溶液。因为这个,增长电流疏密程度可对除油速度萌生非常大影响,一般电流疏密程度应维持在3~10安培/分米2的范围内。升高溶液的温度能增长溶液的导电性。当溶液的温度达到60~70℃时,其除油萌生的效果与化学除油时类同,一般将电解液的温度维持在60~80℃的范围内。
    浸蚀浸蚀就是在酸及酸性盐或硷的溶液中处置制品,以去掉除掉金属外表的氧气化物及氧气化亚物的过程。浸蚀可运用化学浸蚀和电化学浸蚀来施行。浸蚀的办法要依据金属的性质、外表氧气化层的特别的性质与厚度以及预先加工和往后加工的特别的性质来加以挑选。额外,只有在制品外表预先扫除净尽油污的事情状况下,浸蚀才起效果。
    化学浸蚀法就是将制品浸没在与该金属氧气化物能起反响的酸或硷合适液体浓度的溶液中。其实都运用酸溶液来施行浸蚀。浸蚀铜及铜合金时一般运用硝镪水、硫酸及盐酸的混合物。具体的化学浸蚀条件见表2。
    表2浸蚀铜及铜合金时的化学浸蚀条件电化学浸蚀可在阳极向上行,也可在负极向上行。阳极浸蚀是以金属的电解溶解及氧气化物被析出的氧气气机械剥离的效用为基础的。这时,在负极上剧烈地析出氢气,所用的电解液可为酸溶液或相应金属盐的溶液,电极则用待浸蚀制品作阳极,铜、铁、铅等作负极,所用的电流疏密程度一般都较高,普通为5~10安培/分米2或更大。负极浸蚀是有赖剧烈析出的氢恢复及机械办法剥离金属的氧气化物而成功实现的。负极浸蚀时,认为合适而使用包括硫酸和盐酸混合液的电解液可取得最好的效果,电极可用铅、铅—锑合金或硅铸铁作阳极,所用的电流疏密程度与阳极浸蚀的相同。
    用电化学办法浸蚀制品在大部分数事情状况下都较用纯一的化学处置快得多,况且在某些难于运用或根本不可以运用化学浸蚀的事情状况下,电化学法每常能取得令人满意的最后结果。
    活化活化是制品在浸入电镀槽前所施行的最终一道儿工序,也是一定要施行的一道儿工序。活化能很快地去掉除掉没有打扰过的制品在运输或保留时外表常常形成的氧气化薄层,除此以外,它还可使金属外层遭受微小地浸蚀效用而闪高频开关电源现出金属的形成晶体团体。这么,便可保障基体金属外表同镀层具备令人满意的接合性。为了防止金属外表的毁坏,活化的操作时间应很短。铜及铜合金制品是在5~10百分之百硫酸溶液中或在稀释的硫酸与硝镪水的混合溶液中施行活化或在加有2~3百分之百碳酸钠或碳酸钾的3~4百分之百氰化钾溶液中施行电化学活化,此时溶液的温度为室温,电流疏密程度为3~5安培/分米2。
    电镀金属在负极上的析出可视作是一种形成晶体过程。这种形成晶体过程共分两个步骤施行:形成晶体中心(晶核)的形成及形成晶体中心形成后的生长。形成晶体中心形成的速度愈高,即单位时间外在被遮盖的外表所形成的结晶体数愈多,所获得的淤积层的形成晶体愈细。结晶体的生长并不是在结晶体生长面的所有外表上平均地施行,而是仅在生长面的活化局部施行。多次电解淤积金属的实践表明,只要是影响负极极化效用的因素,都相应地变更淤积层的团体,这些个因素主要涵盖:所析出金属的离子液体浓度、电流疏密程度、拌和速度及向电解液中添加的其它金属盐类、酸类和有机化合物等。
    若其它条件(温度、电流疏密程度等)未变,在电解液液体浓度高的事情状况下,当着手电解时,在负极上形成很多结晶体,但在一样的电流强度效用下,通过时期后,生长结晶体的数量渐渐减损。这是由于:随着生长的结晶体外表增大,真正的电流疏密程度在减小,况且在减低到低于一定数字时,局部结晶体着手钝化,并休止生长,接着生长的只是一小批结晶体。电解液液体浓度越大,电解液中缩减负极管用平面或物体表面的大小的钝化剂就越多。
    在电解过程中等常向待析出金属的盐类溶液中参加硷金属或硷土金属的盐类,在某些事情状况下也参加相当的酸类。那里面的某些添加剂不止能增大溶液的导电度,还能增加负极极化效用,因此促推形成纤小形成晶体的淤积层。例如,将硫酸铝、硼酸、草酸或草酸钠等参加硫酸锌或硫酸镍溶液中,便能使这些个溶液具备缓和冲突的性能。向金属盐类溶液中参加特别的有机化合物对质电解淤积层的团体有显着的影响,这些个有机化合物质能形成溶胶或分子溶液,如动物胶、胶、甲酚及这些个事物的磺化物、酚等。
    在硝镪水银电解溶液中,形成的结晶体数随着电流强度的升涨而闪现直线规律增大,这种现象在稀溶液中表达得尤其表面化。晶粒体积随电流疏密程度的升高而减小的过程都要经过无上点:原先晶粒变得粗壮,而由一定的电流疏密程度值起,淤积层的团体就变得愈来愈细。当电位随电流疏密程度而变动的程度非常大时,电流疏密程度对淤积层的影响最显着,不过不应无限度地增长电流疏密程度,在十分高的电流疏密程度下,尤其是在不拌和的电解液中,因为在近负极区迅疾地萌生匮缺金属离子的现象,故在负极的尖端及其它突起的地方萌生树梢状的疏松淤积层,还是在负极的整个儿外表上萌生蝉联的海绵状淤积,这种淤积层是由一种相互之间及与被镀外表都不可以坚固接合的单独粒子组成的形成晶体聚拢体。电流疏密程度的挑选应在某种程度上适合于电解液的组成,更主要的是应适合溶液中被析出金属及氢离子的液体浓度,以及电解液的温度及拌和速度。
    若其它条件(电解液成分及电流疏密程度)未变,增长温度会减低负极极化效用,最后结果形成形成晶体较粗壮的淤积层。这种温度影响的端由在于:离子廓张速度增大;随着温度的升高,化学极化效用在某些事情状况下大大地减低。
    电解过程中要常常拌和电解液,目标是为了使电极近旁的溶液液体浓度维持未变及消弭浓差极化效用。在拌和的电解液中可以在较高的电流疏密程度及高的金属电流速率下获得紧密的、形成晶体纤小的洁净淤积层。所规定的电流疏密程度愈高,愈应猛烈地拌和电解液。
    值大时,在负极近旁及负极上便会形成金属氢氧气化物,对淤积层的品质起着令人满意的影响。
    电镀时间与要施行电镀的粒子比表平面或物体表面的大小相关。粒子比表平面或物体表面的大小越大,所需时间就越长。
    电磁屏蔽橡胶的性能与应用西北橡胶分子化合物塑料研讨预设院认为合适而使用该电镀工艺出产出的高性能、低成本新式导电填料银/铜、镍/碳粉等,具备较大的应用价值,其电磁屏蔽橡胶制品主要性能指标如表3所示。
    表3制品的主要性能指标利用这一技术,西北橡胶分子化合物塑料研讨预设院与西安交通大学合作圆全完成了国度军工组成一套重点科学技术项目”电磁波屏蔽与借鉴复合材料组合网型屏蔽垫的研讨“,产品质性格能相当于CHOMERICS的COMBO产品。在电磁屏蔽严密封闭产品的屏蔽性能检验测定方面,合适某研讨所按美国MIL-85328B树立了电磁屏蔽性能检验测定的实验办法和装置,经过多次尝试表明该测试办法数值重复性好,更近电磁屏蔽产品的实际应用状况,具有了靠得住的性能检验测定技术和手眼。为某机器厂研究制造成功高导电硅橡胶,主要用于波导(同轴线)最简单的面法兰之间的垫片材料。为四川某厂研究制造成功的KD6.485.000严密封闭垫圈,用于雷达双孪放电管接口处,起到达避免微波泄露及避免高功率打火的效用。
    电磁波屏蔽与借鉴复合材料组合网型屏蔽垫的研讨结束语在电镀中,只有平均且形成晶体纤小的淤积层才是有价值的。尽管不一样金属有着不一样的性质,但我们可以吸收数量多资料来扼制电解淤积的过程,使掩盖层的团体合乎其用场。总之,对于每一个过程,都务必笃守一定的条件和普通的规则,能力获得满足的金属镀层,要得补充复合型屏蔽橡胶材料的综合性能达到满足的效果。