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研究生: 陳亞群
Chen, Ya-Chun
論文名稱: 多壁奈米碳管填充之導電高分子材料電磁波屏蔽效能研究
Electromagnetic interference shielding effectiveness of Multi-Walled Carbon Nanotubes-Polymer materials
指導教授: 徐文光
Hsu, Wen-Kuang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 材料科學工程學系
Materials Science and Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 44
中文關鍵詞: 電磁波干擾屏蔽效應奈米碳管聚苯乙烯阻抗匹配
外文關鍵詞: electromagnetic interference, shielding effecitveness, carbon nanotube, polystyrene, matching impedance
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  • 本論文研究之目的是以聚苯乙烯為基材,加入若干種不同濃度的純化多壁奈米碳管製成試片,並根據ASTM D4935-99之規範,進行材料電磁波屏蔽效應之測量。
    我們發現經過純化後的多壁奈米碳管製成之高分子導體試片,的確可以在低濃度之下即獲得不錯的屏蔽效果。我們並試著以介電常數、阻抗等數值來分析、探討多壁奈米碳管-聚苯乙烯導電高分子所造成的屏蔽效應。
    關於本論文的編排,第一章為文獻回顧,第二章為實驗步驟,第三章為實驗結果與討論,第四章為結論,最後則為參考文獻。


    In this study, excellent electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness is obtained by multi-walled carbon nanotube(MWNT)-polystyrene (PS) composites. A better EMI shielding effectiveness by controlling different proportion of MWNT in PS matrix is detected. Furthermore, a high EMI shielding efficiency is presented with mixing only low percentage MWNT in PS. Shielding phenomenon is explained based on MWNT-PS composites permittivity and impedance. We discuss and analyze the result in the last section.

    總目錄 中文摘要I 英文摘要II 誌謝III 總目錄VI 圖目錄VIII 表目錄X 第一章 文獻回顧1 1-1 奈米碳管的基本介紹及其結構1 1-2 奈米碳管的基本電性4 1-3 奈米碳管的合成7 1-3.1 化學氣相沉積流動觸媒法7 1-3.2 電弧法8 1-3.3 雷射蒸發法9 1-4 電磁波屏蔽理論10 1-5 導電高分子簡介14 1-6 實驗動機15 第二章 實驗步驟16 2-1 實驗儀器16 2-2 實驗流程17 2-3 實驗步驟18 第三章 實驗結果與討論25 3-1 EMI測試結果25 3-2 特徵濃度之現象討論31 3-2.1 複合材料結構的成因與對EMI之影響31 3-2.2 平面波的吸收與反射34 3-3 介電常數的相關討論36 第四章 結論40 參考文獻41 圖目錄 圖1.1 單層奈米碳管的結構圖2 圖1.2 依螺旋性區分不同的奈米碳管結構2 圖1.3 多壁碳管的捲曲示意圖3 圖1.4 電子顯微鏡下的多壁碳管的管徑3 圖1.5 穿透式電子顯微鏡下碳管末端封口的影像3 圖1.6 半導體型碳管能階相關圖-6 圖1.7 金屬型碳管能階相關圖6 圖1.8 電弧放電法合成奈米碳管之機台示意圖8 圖1.9 雷射蒸發法合成奈米碳管之機台示意圖9 圖1.10 電磁波入射屏蔽材料後的行為13 圖2.1 實驗流程說明圖17 圖2.2 使用加熱器及載具和玻璃熱壓成型示意圖20 圖2.3 試片成品(2%)20 圖2.4 1%試片截面之高倍率SEM照片21 圖2.5 1%試片表面之低倍率SEM照片21 圖2.6 3%試片截面之高倍率SEM照片22 圖2.7 3%試片邊緣之高倍率SEM照片22 圖2.8 3%試片表面之低倍率SEM照片23 圖2.9 5%試片斷面之高倍率SEM照片23 圖2.10 5%試片截面低倍率之SEM照片24 圖2.11 5%試片表面之低倍率SEM照片-24 圖3.1 ASTM-4935-99測試設備圖26 圖3.2 EMI屏蔽測量圖26 圖3.3 tanh(x)函數圖形27 圖3.4 輸入阻抗測量值示意圖28 圖3.5 為圖3.2之微分30 圖3.6 試片因均勻度不足,與圖3.2相比其屏蔽效應減少許多31 圖3.7 碳管於高分子基材中分布不均之TGA圖32 圖3.8 各種不同濃度試片之TGA分析33 圖3.9各種不同濃度試片之DTA分析34 圖3.10 介電常數實部圖37 圖3.11 介電常數實部圖-局部放大(區間:1.3GHz~1.8GHz)37 圖3.12 介電常數虛部38 圖3.13 損耗因子圖38 表目錄 表3.1 不同濃度碳管含量於頻率30MHz~1.5GHz下測量之dB值25 表3.2 輸入阻抗測量結果(單位:Ω)28

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