Abschirmende Materialien

Auf der Suche nach abschirmenden MWNT-Gehäusematerialien

In aktuellen Arbeiten des TITK werden besonders Verbunde mit Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) für Schirmdämpfungsaufgaben für den Spritzguss favorisiert, weil die Systeme im Frequenzbereich oberhalb 1 GHz eine effiziente Abschirmung gegenüber Mikrowellen erreichen können.

CNT-haltige Verbunde sollten in einem Entwicklungsvorhaben des TITK auf Basis binär zusammengesetzter Polymer-CNT-Kompositen oder speziellen Kunststoff-CNT-Hybride mit einer Metallkomponente sowie einem weichmagnetischen Füllstoff zu Mikrowellen-abschirmenden Gehäusematerialien verarbeitet und dann im Hochfrequenzbereich (HF-Bereich) oberhalb 1 GHz bis 18 GHz charakterisiert werden.

Die untersuchten Polymersysteme erreichen nach dem Spritzguss bei Füllgraden zwischen 6 und etwa 12 Prozent der mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren (MWNT) noch eine hinreichende Zugfestigkeit und Charpy-Schlagzähigkeit, wobei die elektrischen Durchgangswiderstände der Verbunde bei Werten kleiner 10 Ωcm (L> 0,1 S/cm) bereits im elektrisch leitfähigen Bereich schirmdämpfender Kunststoffmaterialien angesiedelt sind. Die Schirmdämpfung der Polyamid-MWNT-Komposite ist im HF-Bereich auch vergleichsweise höher als bei den russgefüllten Referenzproben.

Bei den Untersuchungen im Absorberraum zwischen 30 MHz und 2 GHz zeichnen sich die Gehäuse aus PBT-MWNT im Vergleich zu Halbzeugen aus PBT-SF durch erheblich höhere Schirmdämpfung aus. Das sei die Folge der stärkeren Neigung zur Entmischung der Stahlfaserfibrillen in den Spritzgussgehäusen gegenüber einem MWNT-Additiv. Oberhalb 1 GHz ist die Schirmdämpfung des ferritgefüllten Polymer-MWNT-Hybrid-Gehäuses gegenüber Spritzgusshalbzeugen aus Polymer-MWNT oder aus einem russgefüllten Polymer-System deutlich höher.

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In den Untersuchungen des TITK wurden Verbundmaterialien aus Polymer-MWNT-Kompositen und aus weichmagnetisch gefüllten Polymer-MWNT-Hybriden für die Abschirmung elektronischer Systeme entwickelt, die für die Schirmdämpfung im Frequenzbereich zwischen 0,5 und 18 GHz einsetzbar sind und deren hohe Schirmwirkung an Gehäusen zwischen 30 MHz und 2 GHz nachgewiesen wurde. Gefördert wurde das Projekt „Schirmdämpfende Polymer-Nanokomposite auf Basis von CNT“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie.


Fakuma, Halle B3, Stand 3201

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