臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
學號：M8812014
論文題目：電磁波遮蔽性木材單板複合材之研究　　　　　總頁數：61
學校名稱：國立屏東科技大學 系（所）別：森林系碩士班
畢業時間及摘要別：九十三學年度第二學期碩士學位論文摘要
研究生：陳明哲 指導教授：林正榮 博士
黃耀富 博士
論文摘要內容：
本研究之主要目的在開發電磁波遮蔽性木材單板複合材之製造方法。實驗主要分成二部分，第一部分是以導電性薄材料銅網(50、100及150 mesh)、碳纖維織布、銅箔及鋁箔等與不同樹種之單板(紅櫟木鋸切單板、木油桐鋸切單板及桂蘭旋切單板)複合製板，探討其理、力學性質及電磁波遮蔽效果。第二部分則以銅粉、鋁粉、氧化鐵粉及不同溫度(900、1100、1300及1500℃)燒製的竹炭粉與碳黑等取代麵粉作為膠合劑之填充劑，探討所製單板複合材之理、力學性質及電磁波之遮蔽性能。
結果以導電性薄層材料與木材單板複合製造複合材時，紅櫟木鋸切單板及桂蘭旋切的複合材之MOR、MOE及衝擊強度有增強效果，但木油桐鋸切單板者強度降低。以一層導電性薄材料與單板複合的複合材中，以桂蘭複合材之電磁波介入衰減值最大，在1.5-2.7 GHz測定頻率範圍內可達30~40 dB，而二層銅網者比一層者佳，可達40~60 dB；但所有導電性薄層材料的複合材的反射衰減值均很小，故知，此等薄材料的複合材之電磁波遮蔽效果來自電磁波之反射而非吸收。
以導電性粉末取代膠合劑中傳統使用的麵粉為填充劑，在傳統使用量10~20﹪之情況下，對層積材之強度性質並無甚麼影響；對電磁波之介入衰減值，則有隨著添加量之增加而增大之現象，亦比對照組大；反射衰減值則隨添加量之增加而減小，比對照組小。
關鍵詞：介入衰減，反射衰減，木材單板複合材，電磁波遮蔽效果

Abstract
Student ID:M8812014
Title of thesis:Electromagnetic Shielding Wood Veneer Composites Total page:61
Name of Institute:Department of Forestry
Graduate date:June, 22 2005 Degree Conferred:Master
Name of student:Chen, Ming-Jer Adviser:Lin, Cheng-Jung
Huang, Yaw-Fuh
The contents of abstract in this thesis:
The main purpose of this study was aimed at developing a method for manufacturing electromagnetic interference shielding wood veneer composites (WVC). In the study, the thin film type of electro-conductive materials (copper web, copper foil, aluminum foil and carbon fiber woven cloth) were selected for composing with sawn veneer of wood oil tree and red oak, and with rotary cut veneer of mersawa to fabricate wood veneer composites (WVC), firstly. Then, electro-conductive powder of carbon black, ferric oxide, copper powder, aluminum powder and bamboo charcoal powder prepared with different carbonization temperature of 900, 1100, 1300 and 1500℃ were applied to replace of wheat flour in the glue formulation. And, three types of veneer mentioned above were used to fabricate WVC again. Finally, the physical properties and electromagnetic interference shielding properties of WVC were evaluated, also.
The results show that the MOR, MOE and impact strength of WVC which was composed with the thin sheet of electro-conductive material and mersawa rotary cut veneer or red oak sawn veneer were enhanced but the one of wood oil tree. The electromagnetic interference shielding effectiveness (insertion loss) of the WVC composed with one sheet of the thin electro-conductive material and mersawa veneer has the largest insertion loss value from 30-40 dB between the measuring frequency range of 1.5-2.7 GHz. Meanwhile, the WVC composed with two sheets of metal materials has higher electromagnetic interference shielding effectiveness (about 40-60 dB). But, the return loss of WVC mentioned above was very small. Therefore, the mechanism of electromagnetic interference shielding effectiveness of those materials was to reflect the wave back, not to absorb them.
The physical properties of LVL bonded with glue which was formulated with UF and electro-conductive powder instead of wheat flour are not influenced at all as the filler dosage between the general level of 10 to 20%. As for the electromagnetic interference shielding effectiveness of this type of LVL, the insertion loss is increased with the filler dosage and larger than that of the controlled one. The return loss is decreased with the filler dosage and smaller than that of the controlled one.

Key words： Insertion loss, return loss, wood veneer composites, electromagnetic interference shielding effectiveness.

目 錄
摘要----------------------------------------------------------------------------------- Ι
Abstract----------------------------------------------------------------------------- III
誌謝--------------------------------------------------------------------------------- V
目錄-------------------------------------------------------------------------------- VI
圖目錄-----------------------------------------------------------------------------VIII
表目錄------------------------------------------------------------------------------XI
壹、前言-----------------------------------------------------------------------------1
貳、文獻回顧-----------------------------------------------------------------------4
一、炭材料對電的特性------------------------------------------------------4
二、炭材料對電磁波性質---------------------------------------------------4
三、電磁波之定義------------------------------------------------------------4
四、電磁波發生來源---------------------------------------------------------5
五、減少電磁波發生之對策方向------------------------------------------6
六、電磁波遮蔽的機制------------------------------------------------------7
七、電磁波遮蔽的相關研究------------------------------------------------8
參、材料與方法------------------------------------------------------------------ 10
一、材料---------------------------------------------------------------------- 10
（一）木材種類------------------------------------------------------------ 10
（二）膠合劑--------------------------------------------------------------- 10
（三）層狀複合材--------------------------------------------------------- 10
（四）填充劑--------------------------------------------------------------- 11
二、方法---------------------------------------------------------------------- 11
（一）試材製備------------------------------------------------------------ 11
（二）性質測定------------------------------------------------------------ 14
肆、結果與討論------------------------------------------------------------------ 17
一、導電薄層材料複合製板之性質------------------------------------ 17
二、導電性填充劑配膠製板之性質------------------------------------ 34
伍、結論--------------------------------------------------------------------------- 57
參考文獻--------------------------------------------------------------------- 58
作者簡介--------------------------------------------------------------------- 61

















圖 目 錄
圖1 台灣近年來木材製品之進出口金額統計----------------------------- 3
圖2 電磁波遮蔽機制示意圖-------------------------------------------------- 7
圖3 電磁波干擾測定系統.---------------------------------------------------- 16
圖4 不同導電性薄層材料複合製造的單板複合材之靜曲破壞係數-- 21
圖5 不同導電性薄層材料複合製造的單板複合材之靜曲彈性係數-- 21
圖6 導電性薄層材料複合的單板複合材之衝擊強度-------------------- 22
圖7 導電性薄層材料複合的單板複合材之內聚強度-------------------- 22
圖8 對照組層積材的電磁波介入衰減值----------------------------------- 23
圖9 對照組層積材的電磁波反射衰減值----------------------------------- 24
圖10不同網目銅網複合的木油桐複合材之介入衰減值---------------- 25
圖11不同網目銅網複合的木油桐複合材之反射衰減值----------------- 25
圖12不同網目銅網複合的紅櫟木複合材之介入衰減值---------------- 26
圖13不同網目銅網複合的紅櫟木複合材之反射衰減值---------------- 26
圖14一層不同網目銅網複合的桂蘭複合材之介入衰減值------------- 27
圖15一層不同網目銅網複合的桂蘭複合材之反射衰減值------------- 27
圖16二層不同網目銅網複合的桂蘭複合材之介入衰減值------------- 28
圖17二層不同網目銅網複合的桂蘭複合材之反射衰減值------------- 28
圖18以一層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的木油桐複合材之電磁
波介入衰減值------------------------------------------------------------- 30
圖19以一層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的木油桐複合材之電磁
波反射衰減值------------------------------------------------------------- 31
圖20以一層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的紅櫟木複合材之電磁
波介入衰減值------------------------------------------------------------- 31
圖21以一層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的紅櫟木複合材之電磁
波反射衰減值------------------------------------------------------------- 32
圖22以一層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的桂蘭複合材之電磁波
介入衰減值---------------------------------------------------------------- 32
圖23以一層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的桂蘭複合材之電磁波
反射衰減值---------------------------------------------------------------- 33
圖24以二層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的桂蘭複合材之電磁波
介入衰減值---------------------------------------------------------------- 33
圖25以二層銅箔、鋁箔或碳纖維織布複合的桂蘭複合材之電磁波
反射衰減值---------------------------------------------------------------- 34
圖26填充劑碳化溫度對木油桐層積材電磁波介入衰減損失之影響- 42
圖27填充劑碳化溫度對木油桐層積材電磁波反射衰減損失之影響- 42
圖28填充劑碳化溫度對木油桐層積材電磁波介入衰減損失之影響- 43
圖29填充劑碳化溫度對木油桐層積材電磁波反射衰減損失之影響- 43
圖30填充劑碳化溫度對木油桐層積材電磁波介入衰減損失之影響- 44
圖31填充劑碳化溫度對木油桐層積材電磁波反射衰減損失之影響- 44
圖32填充劑碳化溫度對紅櫟木層積材電磁波介入衰減損失之影響- 45
圖33填充劑碳化溫度對紅櫟木層積材電磁波反射衰減損失之影響- 45
圖34填充劑碳化溫度對紅櫟木層積材電磁波介入衰減損失之影響- 46
圖35填充劑碳化溫度對紅櫟木層積材電磁波反射衰減損失之影響- 46
圖36填充劑碳化溫度對紅櫟木層積材電磁波介入衰減損失之影響- 47
圖37填充劑碳化溫度對紅櫟木層積材電磁波反射衰減損失之影響- 47
圖38填充劑碳化溫度對桂蘭層積材電磁波介入衰減損失之影響---- 48
圖39填充劑碳化溫度對桂蘭層積材電磁波反射衰減損失之影響---- 48
圖40填充劑碳化溫度對桂蘭層積材電磁波介入衰減損失之影響---- 49
圖41填充劑碳化溫度對桂蘭層積材電磁波反射衰減損失之影響---- 49
圖42填充劑碳化溫度對桂蘭層積材電磁波介入衰減損失之影響---- 50
圖43填充劑碳化溫度對桂蘭層積材電磁波反射衰減損失之影響---- 50
圖44填充劑碳黑（KJ-300）添加量對桂蘭層積材之電磁波介入衰
減損失之影響------------------------------------------------------------- 52
圖45填充劑碳黑（KJ-300）添加量對桂蘭層積材之電磁波反射衰
減損失之影響------------------------------------------------------------- 52
圖46填充劑碳黑（XE-2B）添加量對桂蘭層積材之電磁波介入衰
減損失之影響------------------------------------------------------------- 53
圖47填充劑碳黑（XE-2B）添加量對桂蘭層積材之電磁波反射衰
減損失之影響------------------------------------------------------------- 53
圖48填充劑氧化鐵粉添加量對桂蘭層積材之電磁波介入衰減損失
之影響---------------------------------------------------------------------- 54
圖49填充劑氧化鐵粉添加量對桂蘭層積材之電磁波反射衰減損失
之影響---------------------------------------------------------------------- 54
圖50填充劑銅粉添加量對桂蘭層積材之電磁波介入衰減損失之影
響---------------------------------------------------------------------------- 55
圖51填充劑銅粉添加量對桂蘭層積材之電磁波反射衰減損失之影
響---------------------------------------------------------------------------- 55
圖52填充劑鋁粉添加量對桂蘭層積材之電磁波介入衰減損失之影
響--------------------------------------------------------------------------- 56
圖53填充劑鋁粉添加量對桂蘭層積材之電磁波反射衰減損失之影
響---------------------------------------------------------------------------- 56

















表 目 錄
表1電磁波之分類--------------------------------------------------------------- 5
表2層狀材料之複合製板製板之條件--------------------------------------- 12
表3導電性材料粉末作為配膠填充劑之製板之條件--------------------- 13
表4鋸切單板及一層導電薄層材料所製單板複合材之性質------------ 19
表5桂蘭旋切單板及導電薄層材料所製單板複合材之性質------------ 20
表6填充劑孟宗竹炭粉之碳化溫度及用量對木油桐層積材性質之
影響--------------------------------------------------------------------------- 36
表7填充劑孟宗竹炭粉之碳化溫度及用量對紅櫟木層積材性質之
影響--------------------------------------------------------------------------- 37
表8填充劑孟宗竹炭粉之碳化溫度及用量對桂蘭層積材性質之影
響------------------------------------------------------------------------------ 38
表9導電性粉末填充劑種類及用量對桂蘭層積材性質之影響--------- 39

參考文獻

林正榮、黃耀富 (1998a) 電磁波遮蔽性粒片板之研究(I)木材粒片與碳材料複合製板。林產工業17(4)：613-630。
林正榮、黃耀富 (1998b) 電磁波遮蔽性粒片板之研究(II)木材粒片與金屬材料複合製板。林產工業17(4)：631-646。
范振德、陳載永 (1998) 木陶瓷複合材之研製。林產工業17(4)：647-658。
洪崇彬、王松永 (1998) 木質廢料之碳化物的基本性質及其用途。林產工業17(3)：595-606。
黃耀富、林正榮 (1998) 電磁波遮蔽性粒片板之研究(II)木材粒片與金屬材料複合製板。林產工業17(4)：631-646。
黃耀富、林正榮 (2000) 電磁波遮蔽性纖維板之研究。林產工業19(2)：209-218。
黃耀富、林正榮 (2001) 電磁波遮蔽性纖維板之研究。林產工業20(2)：123-130。
黃耀富、林正榮 (2001) 廢輪胎粒片與木材粒片之複合板研製。林產工業20(1)：55-62。
蔡旭芳 (2002) 木炭粉層積定向粒片複合板之電磁波屏蔽效應、耐燃性及熱特性探討。國立台灣大學森林學研究所碩士論文第1-55頁。
錢逢麟、竺玉書 (1998) 塗料助劑－性能與應用技術手冊。高立出版第402-408頁。
井出 勇、石原茂久、川井秀一、吉田彌壽郎、中路 誠、高松淳久 (1991)耐火性炭素複合材料の製造と開發(第1報)グラファイト˙フェノ－ル˙ホルムアルデビド樹脂熱硬化性粉粒體(GPS)をオ－バ－レイしたパ－ティクルボ－ドの耐火性能と電磁波遮蔽性能。木材学会誌38(8)：777-785。
井出 勇、石原茂久、川井秀一、吉田彌壽郎、中路 誠、高松淳久 (1991)耐火性炭素複合材料の製造と開發(第1報)グラファイト˙フェノ－ル˙ホルムアルデビド樹脂熱硬化性粉粒體(GPS)をオ－バ－レイしたパ－ティクルボ－ドの耐火性能と物性。木材学会誌37(11)：1026-1033。
井出 勇、石原茂久、川井秀一、吉田彌壽郎、中路 誠、高松淳久 (1992)耐火性炭素複合材料の製造と開發(第2報)グラファイト˙フェノ－ル˙ホルムアルデビド樹脂熱硬化性粉粒體（GPS）をオ－バ－レイしたパ－ティクルボ－ドの耐火性能と電磁波遮蔽性及び遮音性能。木材学会誌38(8)：777-785。
井出 勇、石原茂久、樋口尚登、西川昌信 (1994) 竹炭からの機能性炭素複合材料の開發とその应用。材料 43(485)：147-152。
石原茂久、井出勇、長澤長八郎、川井秀一 (1993) 炭素複合材料の耐火性と電磁波遮へい性能。材料 42(473)：147-152。
石原茂久 (1996) 木質系炭素材料素材開発の新しい展開。木材学会誌 42(8)：717-723。
石原茂久 (1996) 木材から木炭らへ。木材工業56(9)：406-410。
石原茂久 (2002) 新しい機能性炭素材料素材としての木炭の利用(I)。木材工業57(1)：2-7。
岩井善弘 (1996) 全解明電磁波障害と對策。東洋經濟新報社第1-191頁。
長澤長八郎、熊谷八百三 (1989) 木質系炭素材料素材開発の新しい展開。木材学会誌 42(8)：717-723。
長澤長八郎、熊谷八百三 (1989) Niめっき木片を用いた木質系電磁波 シ-ルド材。木材学会誌 35(12)：1092-1099。
長澤長八郎、熊谷八百三、卜部　啟 (1990) Niめっき木片をコアにもつ成形体の電磁波シ-ルド特性の評價。木材学会誌 36(7)：531-537。
長澤長八郎、熊谷八百三、卜部　啟 (1991) Niめっき板の及び電磁波シ-ルド特性。木材学会誌 37(2)：158-163。
長澤長八郎、熊谷八百三、越崎直人、神戶德藏 (1992) 前處理工程によるニッケル披覆木材小片を用いた電磁波シ-ルド材の特性變化。木材学会誌 38(3)：256-263。
長澤長八郎、梅原博行、越崎直人、卜部　啟、熊谷八百三、神戶德藏 (1994)無電解ニッケルめっき單板の電磁波遮蔽性に及ぼす樹種の影響。木材学会誌 40(10)：1092-1099。
岡部敏弘、齋藤幸司、戶川 齊、熊谷八百三 (1995) 多孔質炭素材料ウッドセラミックスの開發－電磁シ－ルド特性。材料 44(498)： 288-291。
Asada, T., S. Ishihara, T. Yamane, A. Toba, A. Yamada and K. Oikawa (2002) Science of bamboo charcoal: Study on carbonizing temperature of bamboo charcoal and removal capability of harmful gases. J. Health Sci. 48(6):473-479.