奈米碳管/環氧樹脂複合材料之電磁屏蔽與機電性質研究

Electromagnetic Interference Shielding, Electrical and Mechanical Properties of Carbon Nanotube/Epoxy Composites

凌國銓(Guo-Chian Ling)

指導教授 ： 葉孟考 ； 戴念華

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2007年)

摘要

高分子材料為常用之基材，但機械與電熱性質不佳，需加入補強材改善之。奈米碳管具低比重、高剛性、高強度與優越之物理性質，使其成為極佳之補強材料；奈米碳管同時具有高長徑比與優越之電氣性質，使奈米碳管可應用於電磁屏蔽材料。本研究使用化學氣相沉積法成長之多壁碳管補強熱固性環氧樹脂，探討碳管含量與補強形式對電磁波屏蔽效率、反射與吸收機制、電氣與機械性質之影響。電磁波屏蔽量測結果顯示，加入多壁奈米碳管使材料具有電磁波屏蔽之功能，以平鋪式碳管補強之試片表現尤佳。反射與吸收機制之量測結果顯示，添加碳管使材料之反射比例提升且屏蔽機制以反射為主。電性量測結果顯示，加入多壁奈米碳管可提升材料之導電度，當碳管含量達1.0 wt%時可提升導電度約14~15個數量級。單軸拉伸試驗結果顯示，添加碳管可提升材料之機械性質，平鋪式碳管補強之試片顯示較佳之楊氏模數與拉伸強度。最後以場發射掃描式電子顯微鏡(FESEM)觀察試片破壞面之微觀結構，可見混合製程試片之碳管均勻分散於基材中，以及平鋪製程之層層堆疊顯示平鋪式碳管保留其網狀結構。

關鍵字

多壁奈米碳管 ； 複合材料 ； 電磁波屏蔽效率 ； 機械性質 ； 導電度

並列摘要

無資料

並列關鍵字

MWNT ； Composite material ； EMI SE ； Mechanical property ； Electrical conductivity

參考文獻

2. E. T. Thostenson, Z. Ren and T. W. Chou, “Advances in the science and technology of carbon nanotubes and their composites: a review,” Composite Science and Technology, Vol. 61, pp. 1899-1912, 2001.

3. H. Guo, T. V. Sreekumar, T. Liu, M. Minus and S. Kumar, “Structure and properties of polyacrylonitrile/single wall carbon nanotube composite films,” Polymer, Vol. 46, pp. 3001-3005, 2005.

6. N. Li, Y. Huang, F. Du, X. He, X. Lin, H. Gao, Y. Ma, F. Li, Y. Chen and P. C. Eklund, ”Electromagnetic interference (EMI) sheilding of single-walled carbon nanotube epoxy composites,“ Nano Letters, Vol. 6, pp. 1141-1145, 2006.

7. Y. Yang, M. C. Gupta, K .L. Dudley, and R. W. Lawrence, ”Novel carbon nanotube-polystyrene foam composites for electromagnetic interference shielding,“ Nano Letters, Vol. 5, pp. 2131-2134, 2005.

8. H. M. Kim, K. Kim, S. J. Lee, J. Joo, H. S. Yoon, S. J. Cho, S. C. Lyu and C. J. Lee, ”Charge transport properties of composites of multiwalled carbon nanotube with metal catalyst and polymer: application to electromagnetic interference shielding,“ Current Applied Physics, Vol. 4, pp. 577-580, 2004.