成果與項目的背景及主要用途：

吸波材料即雷達吸波材料（RAM），是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并

將其電磁能轉換成熱能而消耗掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料。目前，隨

著電磁波污染的日益嚴重，吸波材料在民用領域具有極大的發展潛力。許多研究

已證明，持續、高強度的電磁波照射會誘發細胞變異、誘發腫瘤、癌癥等疾病，

電磁波污染已成為世界各國本世紀重點治理的環境污染之一。不讓電子設備發射

電磁波是不可能的，所以消除電磁波污染最有效的辦法就是使用吸波材料。這項

屬于電磁干擾（EMI）范疇的研究已在世界各國得到廣泛重視和應用。

技術原理與工藝流程簡介：

107天津大學科技成果選編

本項目研究制備含有不同含量及分布的碳纖維(氈)樹脂基復合吸波材料，主

要研究碳纖維(氈)排布方式、含量對于材料吸波性能的影響，通過調整參數，實

現材料對電磁波的寬頻吸收、高效吸收、選擇吸收的目的；其次，通過對纖維(氈)

表面改性、添加電磁損耗劑、改變基體種類等制備具有剛性和柔性基體吸波材料，

同時對吸波機理進行研究，以求開發一種低成本、寬頻、高效、輕質的吸波材料。

試樣的制備采用復合材料成型工藝壓縮模塑。將環氧樹脂與低分子量聚酰胺

按質量比 2：1 攪拌均勻（E-44 型環氧樹脂：低分子量聚酰胺樹脂=100：50～100：

100 質量比），在真空干燥箱中脫泡，然后澆注到事先預熱的半溢式模具中，模

具中預置碳纖維或碳氈。在透波層表面加一層 S-玻璃布，目的是達到與自由空

間的阻抗匹配，在模具底部也加一層玻璃布，目的是抵消由透波層玻璃布引起的

應力，使試樣不致彎曲而造成測量誤差。然后將澆注好的模具在 60℃，10MPa

的壓力下固化 2 個小時，得到所需的 180mm×180mm，厚度為 4mm 的正方標準

試樣。

技術水平及專利與獲獎情況：

本研究通過兩年多的大量實驗，獲得具有良好吸波性能和商用價值的環境功

能材料。可用于消除環境空間中的有害電磁波。本課題組制備了材料樣品，完成

了 4 個專題的研究報告，發表論文 12 篇，申請專利兩項。本研究已達到國際先

進水平。

應用前景分析及效益預測：

隨著電信業的飛速發展，吸波材料的應用已深入到通訊抗干擾、環保及人體

防護等諸多領域。

成本估算：

環氧樹脂/碳纖維復合吸波材料

E-44 環氧樹脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺樹脂：24 元/公斤。

碳纖維：300 元/公斤 每塊試樣用碳纖維：0.36 克

其他費用：電費，模具費，人工費

每塊試樣成本：約 4 元（180×180mm）

折合成本：約 120 元/平方米

108天津大學科技成果選編

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應用領域：電磁波污染的防護，構筑微波暗室。

2、 連續碳納米管纖維

成果與項目的背景及主要用途：

碳納米管被譽為超級纖維，是 21 世紀的基礎材料，具有優異的物理化學性

質，其密度只有鋼的六分之一，強度超過鋼 100 倍，具有高導電導熱性，導熱性

是銅的 5-8 倍，在高性能復合材料，能源電極，電場發射等多方面有重要的應用

前景，世界各國和大公司都爭先投入搶占碳納米管市場，近年來產業發展迅猛。

連續碳納米管纖維是無數碳納米管構成的長紗線，輕于碳纖維，有高柔性，

具有碳納米管所有結構和功能特性，可編織和成型，較碳納米管更接近應用，在

制備高性能復合材料方面，極具潛力，可用于宇航、汽車用高性能復合材料、風

力發電葉片、導電導熱材料、電力傳輸電纜、高強編織物，智能紡織和柔性光電

器件等。

基于天津大學的氣相法制備連續碳納米管纖維技術，研發碳納米管纖維量產

化技術，制備萬米連續碳納米管纖維材料, 研發碳納米纖維復合材料和相關新材

料，在國內率先推出碳納米纖維新產品，主導國內市場，開拓國際市場。

技術原理與工藝流程簡介：

本方法是一步制備連續碳管纖維的方法，具有工業化應用前景。2010 年天

津大學技術團隊取得關鍵制備技術的突破，紡出千米連續的碳納米管纖維，為產

業化提供了基礎。

氣相紡絲法是以含碳原理和催化劑輸入到高溫爐中，在氣流中生長碳納米管

并組裝成絲，用機械的方法紡出碳納米管纖維的新方法。主要成果包括發明了乙

醇/丙酮混合碳源，發明了水密封反應器和致密碳管纖維的紡絲方法。目前已經

取得連續紡絲數小時數千米連續碳管纖維，在方法、技術和材料性能方面處于國

際領先水平。

應用前景分析及效益預測：

碳納米管的價格范圍較大 2-20000 元/克，價格取決于碳管種類和純度，有

些容易合成，有些受制備限制，尚未量產化。目前市場上多壁管 2000 元/公斤，天津大學科技成果選編

高純碳管價格十倍以上。高純單壁碳管尚未量產，目前仍以克量計，純度 80%

的單壁管價格為 60 美元/克，高純（>90%）單壁管在 1000-2000 美元/克以上。

連續碳管纖維為雙壁管，純度 90%，短期可參考單壁管價格 60-2000 美元/克。

應用領域：

高性能復合材料、導電導熱材料、儲能材料、功能電子和織物，產業領域航

空航天、能源、環境、化工和紡織等。

合作方式及條件：

技術合作與專利轉讓

與國際知名企業和研究單位建立合作,引領碳納米管纖維新產業的發展