在复合材料中，有哪些不同的纤维类型可以用作增强相？
碳纤维是直径约0.005-0.010毫米的长而细的材料，主要由碳原子组成（含量超过90%）。碳原子在微观晶体中键合在一起，这些晶体或多或少地平行于纤维的长轴。晶体对准使光纤的尺寸非常坚固。
玻璃纤维是由极细的玻璃纤维制成的非金属材料。玻璃纤维的基本成分是二氧化硅的形式，主要是沙子，石灰石，石灰和硼砂。它也被认为是最古老，最熟悉的高性能纤维。
芳纶（“芳香族聚酰胺”的缩写）纤维是合成纤维，其中纤维形成物质是长链合成聚酰胺，其至少85%的酰胺键直接连接到两个芳环上。它的分子通过强氢键连接，这些氢键非常有效地传递机械应力，使得可以使用相对较低分子量的链。最著名的芳纶纤维是杜邦的芳纶纤维。
聚合物纤维是人造纤维的一个子集，人造纤维基于合成化学物质，而不是通过纯物理过程从天然材料中产生。例如：聚乙烯纤维（迪尼玛，光谱），PP纤维（英尼格拉），PET纤维，聚酯纤维和许多其他纤维。芳纶纤维也被认为是聚合的。

方楠 | 电磁屏蔽用连续碳纤维复合材料

加拿大多伦多大学的研究人员通过机器人3D打印制备出一系列连续碳纤维复合材料，电磁屏蔽效能最高可达52.11 dB。

在电磁屏蔽材料中，连续碳纤维复合材料在密度、耐蚀性、比强度等方面均优于金属。然而，传统的热压或编织工艺无法制成几何形状复杂的电磁屏蔽结构，限制其广泛应用。研究人员以低熔点聚芳醚酮和连续碳纤维为原料，利用机器人3D打印制成具有不同层数和纤维取向的连续碳纤维复合材料。实验结果表明：这些连续碳纤维复合材料在X波段（8.2~12.4 GHz）的电磁屏蔽效能与层数呈线性关系，最大总屏蔽效能得到52.11 dB；随着电场和纤维取向夹角的减小，最大总屏蔽效能随屏蔽层厚度的增加，最高达到158.4 dB/mm，高于此前报道结果。此外，连续碳纤维复合材料的总电磁屏蔽效能是低熔点聚芳醚酮的39倍，但电阻率仅为其1/47。

这项研究提出了一种制备高性能碳纤维复合材料的新方法，有望促进碳纤维复合材料在电磁屏蔽领域的应用。

论文：Evaluation of electromagnetic shielding properties of high-performance continuous carbon fiber composites fabricated by robotic 3D printing

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方楠 | 电磁屏蔽用连续碳纤维复合材料

加拿大多伦多大学和瑞尔森大学的研究人员合作，利用机器人3D 打印技术，制备出聚芳醚酮-连续碳纤维复合材料，在 X 波段（8.2~12.4 GHz）表现出优异的电磁屏蔽性能。

在聚合物基体中加入连续碳纤维，在提高材料的力学性能的同时，通过构建导电网络还可增强其电磁屏蔽效能。然而，传统的制造技术无法制造出具有复杂几何形状的部件，也难以调整纤维铺层达到理想的电磁屏蔽效果。研究人员以低熔点聚芳醚酮的连续碳纤维丝束预浸料为原料，打印出具有不同纤维取向和层数的连续碳纤维复合材料，并测试了其在X波段范围的电磁屏蔽效能。聚芳醚酮基体的电导率仅0.05 S/m，而连续碳纤维复合材料的电导率达到2.37  S/m。研究发现：连续碳纤维复合材料的电磁屏蔽效能与纤维铺层的层数成线性关系，最高达到52.11 dB，而聚芳醚酮基体仅为1.365  dB；随着电场方向与纤维之间角度的减小，材料单位厚度的屏蔽效能增加，最大为158.4  dB/mm。

这项研究为制备高性能电磁屏蔽材料提供了新方法，这种连续碳纤维复合材料有望用于航天器、机载电子设备等。

论文：Evaluation of electromagnetic shielding properties of high-performance continuous carbon fiber composites fabricated by robotic 3D printing

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