Elektromanyetik müdahale (EMI), bakır ve alüminyum gibi elektronik cihazlar için kritik bir endişe haline geldi, esnekliği ve korozyon direncinden yüksek performanslı telekomünikasyon altyapısına kadar, istenmeyen elektromanyetik radyasyon, olağanüstü elektrik iletkenliği nedeniyle performans, bozuk veriler ve hatta güvenlik riskleri ortaya çıkarabilir. Geleneksel koruyucu malzemeler, bakır ve alüminyum gibi olumsuz etkiler, ancak son on yılda, esneklik ve korozyon direncini ortaya koyar.

Elektromanyetik Müdahaleyi Anlamak ve Metriks

Elektromanyetik müdahale, bir elektronik devrenin çalışmasını bozan dış elektromanyetik bir alan tarafından yaratılan rahatsızlıklara işaret eder. Kaynaklar yakındaki güç hatları ve radyo vericilerinden bir cihazın kendi başına gelen devrelere karşılık gelir. Shielding event (SE), decibels (dB), uygulamada ölçülen, 20-60 düzenleyici standartlara göre sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan SE değerleri gösterir.

EMI kalkanı üç ana mekanizmayla oluşabilir: yansıma, absorpsiyon ve çoklu yansımalar. Yansı, iç arayüzlerin daha fazla dağıtıma neden olduğu mobil şarj taşıyıcıları (özgür elektronlar veya delikler) gerektirir. Abhidrorpsiyon, elektrik ve / veya manyetik dipoller, ısıyı dönüştüren materyalin içindekiler, geçirgenlik, geçirgenlik, geçirgenlik, geçirgenlik ve morfolojiye neden olur.

Neden Graphene EMI Shielding için idealdir

Grafene, iki boyutlu bir balkomb lattice'de ayarlanan tek bir atomik karbon atom tabakasıdır.Doğal özellikleri, EMI kalkanı için olağanüstü derecede çekicidir.Intrinsic Elektrikli iletkenliği 105 S /m for pristine örneklerini aşabilir, grafiken elektromanyetik dalgalar etkili bir şekilde yansıtabilir. ek olarak, büyük özel yüzey alanı ( ⁇ 2630 m2/g) ve yüksek yönü, kompozitler dahil olduğunda absorbsiyon için geniş kapsamlı bir iç mekan sağlar.

Geleneksel metal koruyucuları ile karşılaştırıldığında, grafiken önemli ağırlık tasarrufu sağlar - havacılık ve taşınabilir cihazlardaki kritik bir avantaj. Metallerin aksine, grafiken kompozitler, düzgün bir şekilde sıkıştırıldığında, grafikleren koruyucu performansın daha yüksek bir yönü ve daha düşük bir percolasyon eşini değiştirmesi sağlarken, grafiksel olarak diğer malzemelerle birleştirerek.

EMI Shielding için Graphene'nin Anahtar Özellikleri

  • [FONT:0) Yüksek elektrik iletkenliği:[Dönetici:).
  • [FONT=0)Mechanical güç:[Dönetici ve esneklik sağlar.
  • [FONT:0]Thin ve hafif:[Dönetici:0) Kompakt cihazlar için uygun.
  • [FONT:0) ⁇ iletkenliği: Yüksek frekanslı operasyon sırasında ısı dağılımında yardımcılar.
  • [FONT:0)Tunable yüzey kimyası:[Dönetici:[Dönetici:0) Reunable yüzey kimyası:[Dönetici:[Dönetici: 1) Rejimlerin optimizasyonuna ve uyumsuzlaştırmaya izin verir.

Grafiksel EMI Shielding Materials için tasarım stratejileri

Etkili bir grafiken tabanlı EMI kalkanı, malzemenin mimarisi, kompozisyon ve işleme konusunda dikkatli bir göz önünde bulundurmaktadır. Aşağıdaki alt bölümler, araştırmacıların manufacturability devam ederken en iyi şekilde korumayı araştırdığı birincil yaklaşımlar.

Kompozit Formülasyonlar

En yaygın yaklaşım, grafikte dolgular (grafen nanotlü, düşük yoğunluk ve toplanılabilir mekanik özellikler) bir polimer matrisi epoxy, poliurethane, poli Methacrlik oranı (daha iyi, silikon.) için grafik-grafen kompozitler, düşük yoğunluk ve en yüksek mekanik özellikleri ile şarj edilebilir. percolasyon eşik% 10 daha fazla ısıtılabilir.

Katmanlı ve Çok katmanlı Yapılar

Grafikten zengin kompozit tabakalarını yüklemek ve dielektrik tabakalarını oluşturmak, örneğin, çoklu yansıma ve absorpsiyon etkileri ile kalkanı önemli ölçüde artırabilir.Örneğin, bir sabit dış katmanı ve bir polimer iç tabakası ile bir sandviç yapısı, her katmanın ilk tabakasında dalgalar ve yüksek tabakaların toplam kalınlığını yansıtabilir ve yüksek oranda yükseltilebilir.

Porous ve Köpük Yapıları

Üç boyutlu göz ardı edilebilir grafikler (örneğin, grafiken köpükler, aerogels veya süngerler) çok düşük yoğunlukta yüksek koruyucu etkinliği elde etmek için güçlü bir stratejidir. Gözdengeçmiş mimari, dalga saç ve absorpsiyon için birden fazla iç arayüz sağlarken, sürekli grafikler geri dönüşümlü yüzeysel bağlantı sağlar.

Hybrid and Hierarchical Designs

Grafikte diğer fonksiyonel malzemelerle kombinasyon yapmak performans daha da ileri sürebilir. Manyetik nanopartiküller (örneğin, Fe3O4, Ni veya cobalt) grafikte kompozitler ile gömülür, özellikle düşük frekanslarda etkili olan bir akış oluşturmak için.

Synthesis ve İşleme Kavramları

Grafik tabanlı EMI kalkanlarının performansı, grafikteki kendisinin kalite ve üretim yöntemiyle yakından bağlantılıdır. Çeşitli sentetik rotalar mevcuttur, maliyet, iletkenlik ve ölçeklenebilirlik arasındaki her bir ticaretle bağlantılıdır.

Kimyasal Vapor Deposition (CVD)

CVD yüksek kaliteli, büyük yataklı monokatli grafikene, bu zorluklarla birlikte teorik değere yakın. Ancak, süreç yüksek sıcaklıklar ( ⁇ 1000 °C) ve metal substratlar (Cu, Ni), ve bir hedef matrise transfer, bu zorluklara rağmen, CVDene ekranlarda veya dokunmatik ekranlarda kullanılan şeffaf, ince film koruyucuları için mükemmel.

Kimyasal Exfoliasyon ve Graphene Oksit Azaltma

Grafiksel olarak, bu yöntem ölçeklenebilir ve çözüm işleme izin verir, ancak rGO genellikle iletkenliği azaltan oksijen fonksiyonel grupları ve yapısal kusurları korur.T-reduction services, or elektrokimyasal olarak buharı üretmek için azaltılabilir, grafikte oksit (rGO) Bu yöntem ölçeklenebilir ve çözüm işleme izin verir, ancak GO genellikle bir tekstil, kağıt veya sprey filmleri kullanarak kaplamak için ideal kılar.

Doğrudan Sıvı-Phase Exfoliation

Düzgün çözücüler doğrudan uygun çözücüler içinde grafik (örneğin, Ntil-2-pirolidone) yüksek iletkenlik veya yüksek işitme karışımını kullanarak pristine grafiğiene'yi geniş kusurları olmadan sağlar.Bu yöntem, GO rotası için gerekli olan tehlikeli o oksitleyicilerden kaçınır, ancak verimler daha düşük ve grafiksel konsantrasyon sınırlıdır.

Performans Optimizasyonu ve Karakterizasyon

Malzeme seçiminin ötesinde, EMI kalkan performansını optimize etmek için birkaç parametre ayarlanabilir.

Percolation Threshold and Filler

Bahsettiği gibi, düşük bir percolasyon eşi, yeterli iletkenliğe ulaşmada dolgun içeriklerini en aza indirmek için arzu edilir. Örneğin, bir polimer matrixte bulunan GO söndürücüler veya aynı yüklemede rastgele bir şekilde dağıtılmıştır.

Impedance Matching ve Abxia Dominance

Plakt uygulamaları veya cihazlar ikincil radyasyona duyarlı olarak, bir absorpsiyonel kalkan mekanizması yansıma üzerinde tercih edilir. Impedance eşleştirme - malzemenin karakteristik özelliği, ücretsiz uzayın (~377 GU) daha düşük olan yüzeydeki yansımaları azaltır, malzemenin içine girmeye ve atfedilmeye izin verir.

Karakterizasyon Teknikleri

SE'nin ölçülmesi için standart yöntemler dalga kılavuz yöntemi (bir vektör ağı analizörü kullanarak) küçük örnekler için ve flange-toplayıcı bir yöntem (ASTM D4935) planlayıcı malzemeler için. ölçüm genellikle 30 MHz'den 18 GHz'e kadar frekansları kapsar, x- ve Ku-bandları radar ve uydu iletişiminde kullanılan karmaşık izinli ve geçirgenliği ölçerek.

Modern Elektronik Uygulamaları

CFONT tabanlı EMI kalkanları, iç devreleri radyo-freze müdahalesinden korumak için uygulanabilir, aynı zamanda sağlam bir şekilde sıkıştırılabilir elektronik (Dönetici) , grafik kaplamalar, sert ahşap kaplamalar ve çatlakları korumak için kaplamalar yapılır.

Meydanlar ve Future Outlook

Sözcülüğe rağmen, grafiksel olarak EMI kalkanı, yaygın ticarileştirme için birkaç engelle yüz yüze karşı karşıyadır.ETHFLT:0)Scalable üretim), yüksek kaliteli grafiklerde alüminyum folyo veya iletken boyalarla rekabet eden bir maliyetle rekabet etmek zor olabilir. Çözüm işlemeli rGO maliyet avantajları sunar, ancak sert bisikletli ortamlarda (humdüşük sıcaklığında)

Gelişmekte olan araştırmalar bu zorlukların yenilikçi yaklaşımlar aracılığıyla ele alınmaktadır.ETHFLT:0) Gelişen 2D malzemelerle (FLT:1) Fütens (titanyum, 3C2Tx) dikkat çekiyor; MXenes, optik iletkenlik ve mükemmel absorpsiyon özellikleriyle kombinasyon halindeki kristalleri kullanarak, harici yüzeylerde degistirerek, dBT:2)

Ayrıntılı bir inceleme, [[Doğa:0) Yorumlar Malzemeler), en iyi performans koruyucularının, yüksek performanslı koruyucuların 10 kat daha az ağırlığındayken elde ettikleri gibi, yüksek performanslı koruyucuların keşfini tartışır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Grafik tabanlı malzemeler, modern elektroniklerin baskı taleplerini ele alan elektromanyetik müdahale kalkan çözümlerini tasarlamak için çok yönlü bir platform sunuyor.Perzen'in olağanüstü elektrik, mekanik ve termal özellikleri kullanarak ve çok işlevli entegrasyonlar, çok katmanlılar, köpükler ve hibritler -araştırmacılar, daha küçük, daha güçlü ve daha da karmaşık malzemelerdeki gibi, gelişmiş koruyucu malzemelerin bir kısmını kullanacaklardır.