导电塑料的基础知识.docx

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一、电磁屏蔽原理

电磁屏蔽的原理是对于干扰源电磁波的反射与吸收，一般是通过材料对电磁能流进行反射和引导作用，在内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化场，从而减弱源电磁场的辐射效果，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。

二、导电塑料介绍

其实对塑料进行一定的加工，例如将塑料基体与导电填料组成海岛结构复合体系，能够依靠量子力学隧道效应使得电子具有在粒子间的跃迁能力，提升塑料的导电性，变成“半导体”导电的作用，这种就称为导电塑料。

一般用表面电阻率来表征材料对电流的阻抗大小，表面电阻率越小，导电性越强。

按照材料表面电阻率的不同，塑料可以分为：

绝缘材料：

10^12~10^15ohm/sq

抗静电材料：

10^10~10^12ohm/sq

静电耗散材料：

10^6~10^12ohm/sq

导电材料：

≤10^5 ohm/sq

电磁屏蔽材料：

10^1~10^3ohm/sq

其中表面电阻小于≤10^5 ohm/sq为导电级塑料，而表面电阻在10^1~10^3ohm/s的导电塑料一般可作为电磁屏蔽材料。

其电导率较高，对电磁波具有一定的吸收损耗，能够减弱电磁场的辐射效果，是电磁屏蔽材料的重要选择。

三、导电塑料分类

导电塑料分为两大类，用物理方法制成的导电塑料称为复合型导电塑料，用化学方法制成的导电塑料称为本征型（又称结构型）导电塑料。

1.本征型导电塑料

是指高聚物本身具有导电性或经过化学改性后具有导电性的塑料，能发挥自身化学结构的作用，使其本质上能够导电，再通过化学方法进行掺杂以增长其导电性。

2.复合型导电塑料

是指经物理改性后具有导电性的塑料，一般是将导电性物质如炭黑、碳纤维、石墨、金属粉末、金属纤维等掺混于树脂中制成。

目前90%的导电塑料都属于复合型，其应用广泛。

选择不同的塑料基体与甚至与不同比例的导电物质结合，其带来的电磁屏蔽性能也不一样。

导电塑料作为屏蔽材料可根据产品的厚度来调节屏蔽效能，其屏蔽效能在30-90dB之间。

表：

不同导电塑料的电磁屏蔽性能

四、导电塑料生产工艺

将PC/ABS、PC、ABS、PA、PPE等树脂与镀镍碳纤维、不锈钢纤维等导电物质结合，通过塑料与填料混合，经过塑料加工工艺，导电性得到一定的提升，实现了从绝缘体到半导体再到导体的巨大变化，从而使其具有EMI屏蔽功能和接地功能。

导电塑料采用注塑工艺，一次成型，不需要机加工、电镀、喷漆、镀膜等等复杂的二次工艺，有利于大大降低加工成本，而且经过注塑加工可以实现更为复杂的结构。

导电塑料的密度（1.2~1.4g/cm3）为常用金属的四分之一，即使与铝相比也仅为铝的一半，能被加工成1.0mm左右的薄壁结构，重量降低75%。

五、导电塑料部分应用介绍

导电塑料具有良好的电磁屏蔽性能，且具有密度小、韧性好、成本低、易于加工、屏蔽性能可调节的优点，是金属屏蔽材料的潜在替代品。

导电塑料主要用于集成电路、汽车电子、电气等领域EMI屏蔽外壳以及中、高压电缆中使用的半导电屏蔽料，能够在保持塑料固有特性的同时具有类似金属导电性的特性

1.通信基站的悬挂结构件

导电塑料的密度（1.2~1.4g/cm3）为常用金属的四分之一，即使与铝相比也仅为钢的一半。

导电塑胶由于密度小，在通信基站发射塔上的悬挂结构上具有一定的应用优势，此外，也是金属压铸壳体很好的替代方案。

2.电源盖板

目前通信设备上的电源系统的电源盖板还是以铝压铸件为主，而铝压铸件存在的主要问题是：

质量重、成本偏高、不易加工，屏蔽效能不可调等。

采用导电塑料的替代金属材料就可以避免这些问题，满足市场更高的需求。

3.屏蔽腔

目前通信设备上的屏蔽腔大多采用铝合金压铸件，但压铸件密度大，易腐蚀，成型性差，采用普通塑料电镀，在长期使用过程镀层易脱落从而使产品功能失效；采用导电塑料一体方案，组装方便，产品可靠性好，屏蔽性能可以满足要求，成本也降低。

导电塑料在EMI上的应用还包括通信假面板、连接器（光纤护套、电源护套等）电脑显示器后壳、导光盒，以及军工用品等。