《木基电磁屏蔽复合材料：制备·性能·应用》围绕木材功能化及电磁屏蔽性能优化展开研究，通过化学镀金属（Ni、Cu）及复合材料设计，探索木基金属复合材料的制备工艺与性能调控机制。研究以木材为基材，通过调控化学镀金属的时间、次数及沉积顺序，分析金属粒子沉积量、镀层形貌及电阻梯度变化对电磁屏蔽性能的影响；在此基础上，构建Cu/Ni复合镀层及“三明治”结构，优化电磁梯度设计，并探究热处理温度、孔隙结构及特殊界面极化对电磁波损耗的作用机制；然后进一步以炭化木材为载体，结合Fe3O4-石墨烯增强和化学镀Ni工艺，提升复合材料的综合性能；最终提出柔性层状结构设计策略，实现X波段高吸收与低反射的协同效应，为高性能木基电磁屏蔽材料的开发提供理论支撑与技术指导。
本书可供材料科学与工程专业的本科生、研究生学习，也可供从事生物质复合材料、生物质基功能材料、电磁屏蔽材料研究的科研工作者参考。

第1篇 导言
第1章 绪论
1.1 木材的特性 002
1.2 木材功能化及电磁屏蔽研究现状 002
1.3 层状结构电磁屏蔽材料研究现状 003
1.4 木质电磁屏蔽材料研究现状 004
1.5 本书导读 005
参考文献 006


第2篇 木材表面化学镀Ni 和化学镀Cu
第2章 木材表面化学镀Ni
引言 010
实验原理与方法 011
2.1 木材表面化学镀Ni 镀层形貌 011
2.2 不同化学镀Ni 时间复合材料SEM 形貌及木材表面Ni 粒子的生长规律 012
2.3 不同化学镀Ni 时间与复合材料电阻的关系 013
2.4 不同化学镀Ni 时间复合材料XRD 014
2.5 疏水性能分析 014
2.6 复合材料电磁屏蔽性能分析 015
2.7 电阻梯度结构木基复合材料电磁屏蔽机制 016
小结 017
参考文献 017

第3章 木材表面多次化学镀Ni
引言 020
实验原理与方法 020
3.1 不同化学镀Ni 次数木材形貌 021
3.2 不同化学镀Ni 次数木材表面SEM 形貌 021
3.3 不同化学镀Ni 次数木材界面SEM 形貌 023
3.4 XRD 025
3.5 多次化学镀Ni 单板性能 026
小结 027
参考文献 028

第4章 化学镀Ni 时间对木材金属复合材料电磁屏蔽性能的影响
引言 029
实验原理与方法 030
4.1 化学镀Ni 镀层形貌 030
4.2 化学镀Ni 复合材料SEM 形貌 032
4.3 不同化学镀Ni 次数与复合材料电导率的关系 037
4.4 疏水性能分析 038
4.5 复合材料电磁屏蔽效能分析 039
4.6 电导梯度结构木基复合材料电磁屏蔽机制 042
小结 043
参考文献 044

第5章 木材表面化学镀Cu
引言 045
实验原理与方法 045
5.1 化学镀Cu 镀层形貌 046
5.2 化学镀Cu 复合材料SEM 形貌 048
5.3 复合材料电导率 051
5.4 化学镀Cu 复合材料XRD 052
5.5 疏水性能分析 053
5.6 复合材料电磁屏蔽效能分析 054
5.7 木基复合材料电磁屏蔽机制 057
小结 058
参考文献 058


第3篇 木材表面化学镀复合金属材料
第6章 木材表面化学镀Cu/Ni
引言 060
实验原理与方法 061
6.1 表面形貌分析 061
6.2 SEM 分析 062
6.3 XRD 分析 063
6.4 疏水性能分析 063
6.5 电导率分析 064
6.6 电磁屏蔽效能分析 065
6.7 最优条件不同化学镀Ni 时间复合镀层疏水性能分析 067
6.8 复合镀层形成机理 067
小结 068
参考文献 068

第7章 木材表面多次化学镀Cu/Ni
引言 070
实验原理与方法 071
7.1 表面形貌 071
7.2 界面形貌 072
7.3 电学性质 074
7.4 疏水性能 075
7.5 XPS 分析 076
7.6 XRD 分析 077
7.7 电磁屏蔽效能 078
7.8 电磁屏蔽效能增强机理 080
小结 082
参考文献 082


第4篇 木材表面电磁梯度结构的设计
第8章 木材表面化学镀Cu/Ni 组合设计
引言 087
实验原理与方法 088
8.1 化学镀Ni 镀层形貌 089
8.2 不同化学镀Ni 时间复合材料SEM 形貌 090
8.3 不同化学镀Ni 时间与复合材料电导率的关系 093
8.4 不同化学镀Ni 时间复合材料XRD 093
8.5 疏水性能分析 095
8.6 复合材料XPS 分析 095
8.7 复合材料磁性能分析 097
8.8 复合材料电磁屏蔽效能分析 097
8.9 电导梯度结构木基复合材料电磁屏蔽机制 099
小结 100

第9章 木材表面化学镀Cu/Ni 次数组合设计
引言 101
材料制备 102
9.1 复合材料显微形貌 102
9.2 复合材料SEM 形貌 103
9.3 复合材料电导率 106
9.4 复合材料疏水 107
9.5 复合材料磁性能 108
9.6 复合材料电磁屏蔽 109
9.7 复合材料电磁屏蔽机制 111
小结 111

第10章 木材表面化学镀Cu-Fe3O4@ 石墨烯/Ni 组合设计
引言 113
实验原理与方法 113
10.1 复合材料显微形貌 116
10.2 复合材料SEM 形貌 116
10.3 复合材料电导率 118
10.4 复合材料XRD 118
10.5 疏水性能分析 120
10.6 复合材料电磁屏蔽效能分析 120
10.7 电磁梯度结构木基复合材料电磁屏蔽机制 122
小结 122

第11章 木材表面化学镀Cu-改性Fe3O4@ 石墨烯/Ni 组合设计
引言 124
材料制备 125
11.1 复合材料显微形貌 125
11.2 改性Fe3O4@ 石墨烯复合材料SEM 形貌 126
11.3 不同含量木材的界面形态改性Fe3O4@ 石墨烯复合材料与电导率的关系 129
11.4 XRD 130
11.5 复合材料疏水性能分析 131
11.6 磁性分析 131
11.7 复合材料电磁屏蔽效能分析 132
11.8 复合材料电磁屏蔽机理分析 134
小结 134
参考文献 135


第5篇 热处理与电磁屏蔽的关系
第12章 热处理对木材金属复合材料电磁屏蔽性能的影响
引言 142
材料制备与实验设计 143
12.1 热处理镀层形貌 144
12.2 复合材料SEM 形貌 147
12.3 复合材料SEM 界面形貌 150
12.4 不同热处理温度与复合材料电导率的关系 152
12.5 疏水性能分析 152
12.6 复合材料电磁屏蔽效能分析 153
12.7 电导梯度结构木基复合材料电磁屏蔽机制 157
小结 159
参考文献 159

第13章 高温热处理对木材化学镀Cu/Ni 层电磁屏蔽性能的影响
引言 162
材料制备与实验设计 163
13.1 复合材料显微形貌 164
13.2 化学镀Cu 次数及时间变化与电导率的关系 175
13.3 木基复合材料红外光谱和XRD 分析 176
13.4 木基复合材料电磁屏蔽性能分析 177
13.5 接触角测试分析 181
13.6 复合材料法拉第线圈测试分析 182
13.7 电磁屏蔽机理分析 184
小结 185
参考文献 185


第6篇 木材多孔碳化学镀Cu/Ni 复合材料制备与研究
第14章 木材多孔碳化学镀Cu-Fe3O4@ 石墨烯/Ni 复合材料制备及性能研究
引言 191
材料制备与实验设计 192
14.1 化学镀Ni 镀层形貌 192
14.2 化学镀Ni 镀层SEM 形貌 194
14.3 复合材料电导率 197
14.4 复合材料阻燃特性 198
14.5 复合材料疏水特性 200
14.6 复合材料电磁屏蔽效能 200
14.7 复合材料实际应用 201
小结 202
参考文献 202

第15章 木材多孔碳化学镀Cu 制备及性能研究
材料制备 206
15.1 化学镀Cu 镀层形貌分析 207
15.2 化学镀Cu 材料SEM 形貌 211
15.3 不同化学镀Cu 次数与复合材料电导率的关系 215
15.4 FT-IR 分析 215
15.5 复合材料电磁屏蔽性能分析 217
15.6 复合材料阻燃性能分析 217
15.7 复合材料实际应用 218
15.8 复合材料电磁屏蔽机理 219
小结 220
参考文献 220

第16章 木材多孔碳化学镀Cu/Ni 制备及性能研究
材料制备 221
16.1 化学镀Cu/Ni 复合材料镀层形貌 221
16.2 化学镀Cu/Ni 复合材料SEM 226
16.3 化学镀Cu/Ni 复合材料电导率测试 229
16.4 化学镀Cu/Ni 复合材料阻燃特性 229
16.5 化学镀Cu/Ni 复合材料疏水性能分析 231
小结 233
参考文献 233

第17章 木材多孔碳化学镀Ni-Fe3O4@ 石墨烯制备及性能研究
引言 234
材料制备与实验设计 235
17.1 镀层表面形貌 236
17.2 复合材料SEM 237
17.3 复合材料FT-IR 242
17.4 复合材料拉曼测试 242
17.5 复合材料电导率测试 243
17.6 复合材料磁性能 243
17.7 复合材料阻燃特性 243
17.8 复合材料疏水性能分析 246
17.9 复合材料力学性能分析 247
17.10 复合材料电磁屏蔽性能分析 249
17.11 复合材料电磁屏蔽实际应用 252
17.12 复合材料电磁屏蔽机理分析 252
小结 253
参考文献 254


第7篇 柔性木材电磁屏蔽材料的制备及性能研究
第18章 木材厚度对木材化学镀Cu 层电磁屏蔽性能的影响
引言 259
材料制备 259
18.1 镀层表面形貌 260
18.2 SEM 形貌 261
18.3 FT-IR 263
18.4 电导性能 264
18.5 疏水性能 264
18.6 电磁屏蔽性能 265
18.7 电磁屏蔽实际应用 274
小结 275

第19章 浸渍的Fe3O4浓度对木材化学镀Cu层电磁屏蔽性能的影响
材料制备与实验设计 276
19.1 镀层表面形貌 278
19.2 SEM 形貌 280
19.3 FT-IR 282
19.4 电导性能 283
19.5 磁性能 283
19.6 电磁屏蔽性能 284
19.7 电磁屏蔽机理分析 285
19.8 电磁屏蔽实际应用 285
小结 286

第20章 化学镀Ni 时间对木材化学镀Ni 层电磁屏蔽性能的影响
引言 287
材料制备 290
20.1 表面形貌 290
20.2 SEM 形貌 292
20.3 性能表征 294
20.4 电磁屏蔽性能 296
20.5 电磁屏蔽机理分析 298
小结 298


参考文献 298

随着科技的高速发展，当下以新兴5G 无线系统为代表的电子设备和通信技术不断发展，6G 时代也将很快到来。以电磁波为载体的现代通信技术极大地方便了人们的日常交流，使世界变成了“地球村”。但人类在享受电磁波带来的通信便利的同时，也承受着电磁辐射的伤害。随着电子设备小型化、高度集成化的发展，人类所处的电磁环境越来越复杂。如何有效地防止电磁辐射对人体的伤害，已成为目前研究和开发防电磁辐射产品的重点。为了解决由电磁辐射引起的污染问题，各方已投入大量的人力、物力研制高效的电磁波衰减和电磁屏蔽材料，有关木基电磁屏蔽材料的研究及开发已成为电磁领域的研究热点。
本书以木材为骨架，采用连续化学镀Cu/Ni 方法，构建可控电磁梯度“三明治”结构和特殊界面极化机制；调控正向电导梯度和负向磁梯度两者的电磁协同效应，实现穿透电磁波经历一个特定的“吸收→反射→吸收”路径，促使具备可控电磁梯度的层状结构——Cu/Ni 木基复合材料的研究成果走向应用。
本书中的科学问题源于材料科学、林学和物理学科领域交叉的共性难题，具有鲜明的学科交叉特征，旨在通过以木材为模板制备多层结构，进而寻求高吸收与低反射的轻质电磁屏蔽材料领域的突破，促进材料科学、林学和物理学知识融通发展为完整的知识体系。
本书围绕木材功能化及电磁屏蔽展开研究，主要探讨了以木材（含碳化木材）为基材，通过化学镀Ni 和化学镀Cu 方法制备木基金属复合材料的相关研究。研究中以施镀时间、次数、金属粒子沉积量、镀层沉积顺序、热处理等为变量，分析了这些因素对复合材料的微观形貌、电阻梯度、电磁屏蔽性能等的影响；同时涉及电磁梯度结构设计、“三明治”等层状结构构建，以及孔隙结构、电磁波传输路径与损耗机制等内容，旨在探究木基复合材料的电磁屏蔽规律与性能优化。
本书由内蒙古农业大学潘艳飞副教授主编。本书所介绍的成果源自中央引导地方科技发展资金项目、内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目、2025 年内蒙古自治区沙生灌木资源纤维化和能源化开发利用重点实验室——沙柳纤维素异质结构吸附与光催化协同化功能材料研究及内蒙古自治区自然科学基金面上项目（项目编号：2023ZY0010、BR230113、2025KYPT0039、2025MS03054），内蒙古农业大学在读硕士研究生董洁，在读本科生高玥、李佳栋、杨文宇、南奔在文字校对和图片修饰方面做了大量工作，在此表示衷心的感谢。
相信本书的出版将为木基金属电磁屏蔽复合材料的研发和利用提供思路，并为进一步的生产利用提供基础数据和理论支撑。
限于写作水平，本书疏漏和不足之处在所难免，恳请读者指正。

著者
2025 年3 月