本申請涉及電磁屏蔽設備技術領域,尤其涉及一種基于石墨烯復合吸波材料的汽車電子專用屏蔽箱。
背景技術:
汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱,由于在汽車電子空間環境中充滿了電磁波,在汽車電子產品出廠之前需要對其電磁兼容性進行測試,以確定其在正常使用環境下的各項性能,在該測試過程中,汽車電子產品需要接入高壓直流電源,通常可達到800v,1000v,1200v甚至更高,若出現接線不良、電磁干擾等情況,則會存在較大的安全隱患及較大的測量誤差。
而吸波材料是指能夠通過自身對微波的吸收作用,使入射電磁波的電磁能變為熱能或因干涉而消失的材料,吸波材料一般是吸收劑和基體材料復合而成,涉及吸波材料的技術方案通常在基體材料、吸波劑和復合材料成型工藝方面,而吸波劑的性能、數量及匹配條件是該類技術方案的研究重點。
理想的吸波材料具有厚度薄、密度低、吸波頻帶寬和性能可設計等優勢,金屬和磁性材料等傳統的吸波材料,雖然具有良好的微波吸收性能,但是其密度大、耐腐蝕性能差等缺點限制了其應用。
因此,如何提供一種能夠使得汽車電子產品在電磁兼容性測試中,更加安全可靠、測試結果更加準確的汽車電子專用屏蔽箱是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。
技術實現要素:
本發明旨在提供一種基于石墨烯復合吸波材料的汽車電子專用屏蔽箱,以解決上述提出問題。
本發明的實施例中提供了一種基于石墨烯復合吸波材料的汽車電子專用屏蔽箱,包括箱體及與所述箱體匹配的上蓋,在該箱體的開口處的外邊緣均勻鑲嵌有若干彈片,上述的上蓋內側邊緣設有與所述彈片匹配的卡槽;在該箱體的前后兩側分別設有兩個圓孔,高壓直流電源從所述圓孔中穿過;在該箱體的一個側面還設有一接線端子,該接線端子與電磁兼容性測試系統連接;該卡槽內涂覆有一層吸波材料,該吸波材料為一種三元復合吸波材料,具體為聚苯胺/石墨烯/fe3o4吸波材料;
優選地,在上述卡槽內涂覆的三元復合吸波材料中,還包含有載體,該載體為tio2空心球,該tio2空心球表面呈現多孔結構,該tio2空心球是以花粉為模板、水熱法制備的。
本發明的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果:
1.本技術方案中,利用彈片及卡槽的配合實現箱體與上蓋的密封連接,從而改善屏蔽效果;
2.本技術方案中,高壓直流電源從圓孔中穿過,確定了高壓直流電源的位置,增加測試的安全性;利用接線端子與電磁兼容性測試系統連接,避免接線不良;
3.本技術方案中,該卡槽內涂覆有三元復合吸波材料,該三元復合吸波材料中,還包含有載體,該載體為tio2空心球,其能夠保證fe3o4納米粒子的均勻分布,避免了納米團聚效應,表現良好的吸波效果。
本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本申請的實踐了解到。應當理解的是,以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的,并不能限制本申請。
附圖說明
利用附圖對本發明作進一步說明,但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制,對于本領域的普通技術人員,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發明屏蔽箱的結構示意圖;
其中,1-箱體,2-上蓋,3-彈片,4-圓孔,5-接線端子,6-把手。
具體實施方式
這里將詳細地對示例性實施例進行說明,其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時,除非另有表示,不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反,它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
本申請的技術方案涉及一種基于石墨烯復合吸波材料的汽車電子專用屏蔽箱,結合圖1,該屏蔽箱包括箱體1及與該箱體匹配的上蓋2,在該箱體1的開口處的外邊緣均勻鑲嵌有若干彈片3,上述的上蓋2內側邊緣設有與所述彈片3匹配的卡槽;在該箱體1的前后兩側分別設有兩個圓孔4,高壓直流電源從所述圓孔4中穿過,在該箱體1的一個側面還設有一接線端子5,該接線端子5與電磁兼容性測試系統連接。本技術方案中,利用彈片3與卡槽的配合實現箱體1與上蓋2的密封連接,從而改善電磁屏蔽效果;高壓直流電源從圓孔4中穿過,確定高壓直流電源的位置,增加測試的安全性;利用接線端子與電磁兼容性測試系統連接,避免接線不良。本技術方案使汽車電子的電磁兼容性測試更加安全準確。
本技術方案中,該卡槽內涂覆有一層吸波材料,厚度為0.8mm,該吸波材料為一種三元復合吸波材料,具體為聚苯胺/石墨烯/fe3o4吸波材料。
吸波材料是指能夠通過自身對電磁波的吸收作用,使入射的電磁波變為熱能或因干涉而消失的一類材料;聚苯胺具有結構多樣性、成本低、環境友好、熱穩定性和高導電性等性質,其能夠和某些無機物或有機物構成復合材料,其中,聚苯胺與石墨烯都是電損耗型吸波材料,聚苯胺與石墨烯復合材料具有較大的比表面積,較強的機械性能及優異的導電性,一般將其應用于超級電容器、電極材料領域,很少有技術方案將其作為吸波材料;而本申請的技術方案中,將聚苯胺與石墨烯復合,同時加入fe3o4作為填料,制備了一種三元復合吸波材料,表現良好的吸波效果。
本技術方案中,在上述卡槽內涂覆的三元復合吸波材料中,還包含有載體,該載體為tio2空心球,該tio2空心球是以花粉為模板、水熱法制備的,然后經過退火過程將花粉模板去除,從而形成tio2空心球,由于花粉的影響,該tio2空心球表面呈現多孔結構,有利于納米粒子的吸附。
由于在所述的三元復合吸波材料中,該填料fe3o4為納米顆粒,當將fe3o4添加到聚苯胺/石墨烯復合材料中時,由于納米團聚效應,會使得上述納米粒子產生物理團聚,從而影響各吸波層對電磁波的吸波效果,為解決該問題,本申請的技術方案中,采用多孔的tio2空心球作為載體,一方面,其能夠均勻吸附上述納米粒子,另一方面,該tio2空心球能夠在聚苯胺/石墨烯復合材料中均勻分布,進而使得上述納米粒子均勻分布,降低了上述納米粒子的團聚效應,對于所述三元復合吸波材料吸波效果的發揮產生積極作用;同時,二氧化鈦是一種化學性質穩定的半導體材料,一般表現為光催化性能,用于光催化自清潔材料,或者用于造紙、橡膠等制品中,作為填充劑、著色劑使用,而本申請中,采用水熱法以花粉為模板制備了tio2空心球,并將其創造性的作為納米填料的載體使用,得益于其特殊的表面結構,在本申請中對于三元復合吸波材料的吸波效果的發揮起到關鍵作用。
在一種優選地實施方式中,該彈片采用銅質材料制成,一方面避免了電磁波的屏蔽信號泄漏,提高密封效果,另一方面,銅具有良好的導電性,改善接地效果。
在一種優選地實施方式中,該圓孔4的直徑為3±0.1mm,當然,該圓孔的位置可經過精密測量予以確定,以確保高壓直流電源安全通過。
在一種優選地實施方式中,該接線端子5為n型端子(母頭對母頭),所述n型端子對應的頻率范圍為dc~6ghz,便于與所述電磁兼容性測試系統連接,以提高電磁兼容測試結果準確性,減少干擾信號的影響。
在一種優選地實施方式中,該上蓋2的上表面固定設有兩個把手6,便于上蓋的打開和關閉。
在一種優選地實施方式中,該三元復合吸波材料中,聚苯胺與石墨烯的質量比為5:1,fe3o4的質量含量為13%。
在一種優選地實施方式中,該三元復合吸波材料中,該tio2空心球粒徑為30微米,該tio2空心球與fe3o4的物質的量之比為1:5。
同時,本申請的技術方案還涉及上述所述的三元復合吸波材料的制備方法:
步驟1,制備石墨烯:
首先,將0.5g石墨粉放入三口燒瓶中,并將三口燒瓶放入冰浴條件下,保持溫度為0℃±5℃;然后向燒瓶中緩慢加入濃硫酸,攪拌30min,緩慢加入2g的高錳酸鉀,攪拌1小時;將反應體系溫度升高至35℃,攪拌30min;然后用燒杯取500ml的去例子水,將上述燒瓶中液體倒入燒杯中,在60℃下反應30min,再向燒杯中加入雙氧水,直至沒有氣泡產生為止,將反應物用6%的hcl離心洗滌至濾液加入bacl2后無沉淀,再用去例子水洗滌離心若干次至金黃色,將產物超聲后冷卻干燥50h,即得石墨烯;
步驟2,制備聚苯胺/石墨烯復合材料:
取5g聚苯胺粉末,7g樟腦磺酸,1g石墨烯混合置于研缽中,研磨50min,將充分研磨后的混合粉末加入到500ml的n-甲基吡咯烷酮中,磁力攪拌50h,然后將反應物離心分離,80℃真空干燥48h,即得聚苯胺/石墨烯復合材料;
步驟3,制備載體:
首先,篩選出直徑30μm的油菜花花粉,取20g用酒精漂洗、干燥;然后,向300ml的去例子水中加入9g的ti(so4)2,攪拌20min,再向上述去離子水中加入1.2g的氟化銨和3.8g的尿素,攪拌60min,再向上述去離子水中加入20g油菜花花粉,攪拌20min,將上述去離子水轉移到水熱釜中,將其在180℃水熱反應20h,反應結束后,收集水熱釜中白色沉淀,并將其清洗干凈,在干燥箱中60℃下干燥15h,然后將其放入馬弗爐中460℃退火2h,490℃退火1h,升溫速率為2℃/min,退火過程中會將花粉顆粒去除,退火結束后,得到tio2空心球,即為載體;
步驟4,制備三元復合吸波材料:
聚苯胺/石墨烯復合材料、載體和fe3o4納米粒子按照比例混合,采用溶液共混法制備漿料,將該漿料涂覆在卡槽內即可。
以上所述僅為本發明的較佳方式,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。