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고효율 전자파 차폐를 위한 이종금속 코팅 탄소섬유 개발
Development of Hybrid Metals Coated Carbon Fibers for High-Efficient Electromagnetic Interference Shielding 원문보기

Composites research = 복합재료, v.33 no.4, 2020년, pp.191 - 197  

문재정 (Advanced Materials Research Institute for BIN Convergence Technology & Department of BIN Convergence Technology, Jeonbuk National University) ,  박옥경 (Carbon Nano Convergence Technology Center for Next Generation Engineers (CNN), Jeonbuk National University) ,  이중희 (Advanced Materials Research Institute for BIN Convergence Technology & Department of BIN Convergence Technology, Jeonbuk National University)

초록
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본 연구에서는 향상된 내구성을 가진 고효율 전자파차폐용 랜덤배향 시트 소재를 개발하기 위해 구리(Copper: Cu)와 니켈 (Nickel: Ni)이 코팅된 탄소섬유(Carbon fiber: CF)와 같은 하이브리드 소재를 습식공정을 통해 제조 하였다. 제조된 시트 소재는 69.4~93.0 dB의 높은 전자파 차폐효율을 보여주었다. 또한 하이브리드 금속으로 코팅된 Ni-Cu/CFs 시트는 Ni표면의 유효한 부식저항성과 기계적 저항성 때문에 가혹한 화학적/열적 환경하에서 매우 우수한 내구성을 보여주었다. 이와 관련하여 Ni-Cu/CF 시트는 Cu/CF 시트와 비교하여 1.7배 긴 수명을 가지는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a hybrid metals such as copper (Cu) and nickel (Ni) coated carbon fibers (Ni-Cu/CFs) was prepared by wet laid method to develop a randomly oriented sheet material for high-efficiency electromagnetic interference shielding with the enhanced durability. The prepared sheet materials show...

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 전자소재 및 소자 분야에서 우수한 내구성은 상업화 및 제품화를 위해 고려해야 할 중요한 요인이다. 따라서 본 연구에서는 Ni-Cu 이중 코팅 금속층을 형성한 전자파 소재의 내구성에 영향을 미치는 환경적 요인인 수분과 부식에 대한 개발소재의 안정성을 평가하기 위해서 내식성 평가와 내습성 평가를 각기 수행하였으며 측정된 결과는 Fig. 5에서 확인할 수 있다. Ni-Cu/CF 시트를 염수에서 6시간 노출시킨 후 건조한 샘플의 전자파 차폐 효율을 재 측정한 결과 약 77.
  • 본 연구에서는 전도성 및 열안정성이 매우 우수한 탄소섬유(Carbon fiber: CF) 표면에 무전해 내지 전해 연속공정을 통해 Cu와 Ni이 연속적으로 코팅된 하이브리드 소재를 개발하여 내구성 및 전자파 차폐 성능을 크게 향상시킨 전자파차폐용 랜덤배향 시트 소재를 개발하고자 하였다. 전자파 차폐는 반사, 흡수 및 다중반사에 의해서 손실에 의해 발생하며 전자파가 차폐제를 통과하는 동안 반사 및 흡수된 에너지 손실이 많을수록 높아진다.
  • 본 연구에서는 탄소섬유(CF) 표면에 무전해 내지 전해 연속공정을 통해 Cu와 Ni이 연속적으로 코팅된 하이브리드 소재를 개발하여 내구성 및 전자파 차폐 성능을 크게 향상시킨 전자파차폐용 랜덤배향 시트 소재를 개발하고자 하였다. Cu 단일 금속 코팅층을 형성한 CF 시트와 비교하여 Ni-Cu을 동시에 코팅한 CF를 사용하여 제조한 시트가 2중 차단 효과로 인해 향상된 전자파 차폐 효율을 보여주었으며 69.
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참고문헌 (16)

  1. Lee, S.-H., and Oh, I.-K., "Hybrid Carbon Nanomaterials for Electromagnetic Interference Shielding," Composites Research, Vol. 29, No. 4, 2016, pp. 138-144. 

  2. Xing, D., Lu, L., The, K.S., Wan, A., Xie, Y., and Tang, Y., "Highly Flexible and Ultra-thin Ni-plated Carbon-Fabric/Polycarbonate Film for Enhanced Electromagnetic Interference Shielding," Carbon, Vol. 132, 2018, pp. 32-41. 

  3. Lee, K., Lee, J., Jung, B.M., Lee, S.B, and Kim, T., "Dispersion Characteristics of Magnetic Particle/Graphene Hybrid Based on Dispersant and Electromagnetic Interference Shielding Characteristics of Composites", Composites Research, Vol. 31, No. 3, 2018, pp. 111-116. 

  4. Choi, J.R., Jung, B.M., Choi, U.H., Cho, S.C., Park, K.H., Kim, W.-J., Lee, S.-K, and Lee, S.B., "Characterization of FeCo Magnetic Metal Hollow Fiber/EPDM Composites for Electromagnetic Interference Shielding", Composites Research, Vol. 28, No. 6, 2015, pp. 333-339. 

  5. Singh, S., and Kappor, N., "Health Implications of Electromagnetic Fields, Mechanisms of Action, and Research Needs," Advances in Biology, Vol. 2014, 2014, pp. 198609. 

  6. Zhang, J., Li, J., Tan, G., Hu, R., Wang, J., Chang, C., and Wang, X., "Thin and Flexible Fe-Si-B/Ni-Cu-P Metallic Glass Multilayer Composites for Efficient Electromagnetic Interference Shielding," ACS Applied Materials & Interfaces, Vol. 9, No. 48, 2017, pp. 42192-42199. 

  7. Wang, L., Qiu, H., Liang, C., Song, P., Han, Y., Han, Y., Gu, J., Kong, J., Pan, D, and Guo, Z., "Electromagnetic Interference Shielding MWCNT- $Fe_3O_4$ @Ag/Epoxy Nanocomposites with Satisfactory Thermal Conductivity and High Thermal Stability," Carbon, Vol. 141, 2019, pp. 506-514. 

  8. Ji, K., Zhao, H., Zhang, J., Chen, J., and Dai, Z., "Fabrication and Electromagnetic Interference Shielding Performance of Open-Cell Foam of a Cu-Ni Alloy integrated with CNTs," Applied Surface Science, Vol. 311, 2014, pp. 351-356. 

  9. Chen, Z., Xu, C., Ma, C., Ren, W., and Cheng, H.-M., "Lightweight and Flexible Graphene Foam Composites for High-Performance Electromagnetic Interference Shielding," Advanced Materials, Vol. 25, No. 9, 2013, pp. 1296-1300. 

  10. Sankaran, S., Deshmukh, K., Ahamed, M.B., and Pasha, S.K.K., "Recent Advances in Electromagnetic Interference Shielding Properties of Metal and Carbon Filler reinforced Flexible Polymer Composites: A Review," Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Vol. 114, 2018, pp. 49-71. 

  11. Tzeng, S.-S, and Chang, F.-Y., " EMI Shielding Effectiveness of Metal-coated Carbon Fiber-reinforced ABS Composites," Materials Science and Engineering: A, Vol. 302, No. 2, 2001, pp. 258-267. 

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  14. Zhang, W.X., Jing, Z.H., Li, G.Y., Jiang, Q., and Lain, J.S., "Electroless Ni-P/Ni-B Duplex Coating for Improving the Hardness and the Corrosion Resistance of AZ91D Magnesium Alloy," Applied Surface Science, Vol. 254, No. 16, 2008, pp. 4949-4955. 

  15. Liu, Y., and Zhao, Q., "Study of Electroless Ni-Cu-P Coating and Their Anti-Corrosion Properties," Applied Surface Science, Vol. 228, No. 1-4, 2004, pp. 57-62. 

  16. Caranza, R.M., and Robriguez, M.A., "Crevice Corrosion of Nickel-based Alloys Considered as Engineering Barrier of Geological Repositories," npj Materials Degradation, Vol. 1, 2017, pp. 9. 

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