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镀镍尼龙三明治薄膜/碳纤维增强树脂（NFNi/CFRP）复合材料的雷击防护和电磁屏蔽性能研究

镀镍尼龙薄膜；雷击防护；电磁屏蔽；碳纤维增强聚合物

近年来，碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因其轻质，高比强度、模量和可设计性强等优势逐步取代金属应用于先进航空器，然而，雷击产生的超高强电流对低电导率的CFRP在雷击防护和电磁屏蔽方面造成了极大的威胁。本文通过化学沉积方法制备了一种高导电、低成本镀镍尼龙(NFNi)三明治复合薄膜。然后，利用环氧胶膜通过热压成型方法将NFNi薄膜粘接到每层平均厚度为0.19毫米的CFRP层合板表面，实现了优异的雷击防护和电磁屏蔽性能。同时，与市售巴基纸(BP)和铜网对CFRP的雷击防护及电磁屏蔽性能进行了比较。通过峰值电流为100 kA的模拟雷击试验证明了复合薄膜雷击防护的有效性。结果发现，雷击试验后，得益于NFNi薄膜的保护，CFRP的损伤面积和深度分别减少了20.29％和37.5％。另外，压缩测试得出，NFNi薄膜保护下，CFRP的残余极限强度维持率与铜网保护相当为95.63％。但值得注意的是，NFNi薄膜的面密度比铜网轻了11.3％。除此之外，NFNi薄膜保护下的CFRP在8.2-12.4 GHz频率范围内表现出了远优于铜网和BP的优异电磁屏蔽性能(63.1 dB)，这主要得益于NFNi薄膜独特的三明治结构，有效增加了对电磁波的反射损耗。本文为航空碳纤维复合材料雷击防护、电磁屏蔽涂层的制备提供了新的策略。