石墨碳纤维电磁屏蔽水泥砂浆的制备与性能研究

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1、分类号:密级：UDC：学号：405705312037南昌大学硕士研究生学位论文石墨/碳纤维电磁屏蔽水泥砂浆的制备与性能研究StudyonPreparationandPerformanceofCementbasedElectromagneticShieldingMortarCompositedwithGraphiteandCarbonFiber彭强培养单位（院、系）：材料科学与工程学院指导教师姓名、职称：黄少文教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：材料学论文答辩日期：2015年5月28日答辩委员会主席:评阅人:2015年月日一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是

2、本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：1/级签字曰期：年<月/日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以

3、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：寅絲导师签名（手写）：签字円期：>/i•年/月/曰签字曰期：年<月，曰论文题目AiM饩孤也法及忌矽i■柄I4r劣姓名a论文级别博士□硬士■^1学号院/系/所专业E_mail备注：这公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，______年_月后公开)摘要摘要由于电子产品和电器

4、设备的普遍应用，建筑物的电磁防护越来越受到重视。利用电磁屏蔽水泥砂浆作建筑物的电磁防护材料具有施工操作方便、价格便宜、覆盖范围大的特点。本文研究了填充石墨/碳纤维水泥砂浆的制备工艺和电磁屏蔽性能，探讨了砂浆的各组分材料（胶凝材料，电磁损耗材料，骨料，矿物掺合料和聚合物外加剂）对砂浆的物理力学性能和电磁屏蔽效能的影响，通过优化配方和制备工艺，制备出了具有良好性能的石墨/碳纤维电磁屏蔽水泥砂浆。分别以石墨和碳纤维作为砂浆填充材料制备电磁屏蔽水泥砂浆。研究表明：单掺石墨或碳纤维都能够降低水泥砂浆的电阻率，同时提高砂浆的电磁屏蔽效能。无论是导电性能还是电磁屏蔽效能，砂浆中掺入较低掺

5、量的碳纤维时改善效果都优于掺量较大的石墨。石墨和碳纤维复掺时在较低的碳纤维掺量下砂浆具有较好的电磁屏蔽效能。当砂浆中掺入质量分数15%的石墨和0.2%的碳纤维，砂浆在600MHz~1.5GHz波段范围内，电磁屏蔽效能可以达到10dB以上。在石墨和碳纤维改性的水泥砂浆中，通过采用体积取代法来分析骨料（石英砂，玻化微珠，聚苯乙烯泡沫颗粒）对砂浆电磁屏蔽效能的影响。石英砂和玻化微珠的取代率对于电磁屏蔽效能影响不大，而掺入聚苯乙烯泡沫颗粒可以提高砂浆的屏蔽效果，可能是它能够使砂浆表面阻抗与空间阻抗匹配和吸收电磁波。采用硅灰、粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料等质量取代水泥。随着硅灰掺量的增

6、加，砂浆的电磁屏蔽效能逐渐增大，而利用粉煤灰和矿渣微粉取代水泥对掺石墨和碳纤维的砂浆的电磁屏蔽效能的影响不是很明显。聚合物外加剂中，掺低于水泥质量分数1%的可再分散乳胶粉对砂浆电磁屏蔽效能影响不大，掺入过多的乳胶粉会使试样的电磁屏蔽效能下降3~5dB。掺入水泥质量分数0.2%的羧甲基纤维素钠(CMC)会使水泥砂浆的电磁屏蔽效能降低2~4dB。此外，本文还研究了砂浆的水灰比，试样的厚度，养护龄期，试样结构等因素对砂浆电磁屏蔽效能的影响。随着水灰比的增大或砂浆试样厚度的增加，砂浆的电磁屏蔽效能逐渐增大，而养护龄期对水泥砂浆的屏蔽效能影响不大。砂浆复合铜丝网和采用三明治结构能够提

7、高砂浆试样的屏蔽效能。本文通过性能测试研究，优化出普通电磁屏蔽砂浆的配方为：水泥∶硅灰∶矿渣∶砂∶石I摘要墨∶碳纤维（质量比）=394∶82∶204∶680∶240∶3.2；保温电磁屏蔽砂浆的配方为：水泥∶粉煤灰∶硅灰∶砂∶膨胀聚苯乙烯颗粒∶碳纤维∶石墨（质量比）=643∶76∶46∶574∶2.1∶3.6∶270。关键词：电磁屏蔽效能；抹灰砂浆；石墨；碳纤维；掺合料IIABSTRACTABSTRACTWiththewidelyuseofelectronicsandelectricalequipments，thee