CN105431979B - 用于吸收电磁干扰(emi)的粉末涂覆方法和装置 - Google Patents

Abstract

于此描述了用于制作磁谐振频率(MRF)吸收器的方法和用于MRF吸收器的装置。该方法包括：处理诸如包括80％镍、18％铁、2％钼的坡莫合金之类的高渗透率材料以创建诸如薄片、球体，或棒之类的特定几何形状因子。然后可以将几何形状因子封装在绝缘基体中。绝缘基体可以是硅酸钾(SiO₃K₂)。可以将绝缘薄片、球体或棒形状因子引入到粉末涂覆处理。然后可以以基于吸收电磁干扰(EMI)的期望性能的重量比将绝缘薄片、球体或棒形状因子与聚合物涂覆粉末混合。

Description

用于吸收电磁干扰(EMI)的粉末涂覆方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请序列号61/791,098的权益，据此该临时申请的内容通过引用被合并于本文。

背景技术

由于技术继续改进并且在所有产业中越来越多的电子设备变得越来越常见，对电磁干扰(EMI)的关注变得极其重要。也被称为射频干扰(RFI)的电磁干扰是可能由于电磁感应或者从外部源发出的辐射而影响电子电路的扰动。外部源可以是人造的或自然的，这使得这变为由于EMI可能的发源处的大量的变化所引起的要解决的极其困难的问题。诸如蜂窝电话、平板机和计算机之类的设备是EMI的一些主要发射器。诸如这些的电子仪器可能通过干扰过载最终导致电路的执行的破坏、劣化，或中断，使它们无用，或者使它们完全地毁坏。每个电子设备发出可能潜在地有害的一类型的EMI。因而，这就是为什么必须利用新技术来解决该该问题的原因。

任何电气或电子设备具有生成传导和辐射干扰的可能。传导干扰的典型源可以包括开关电源、交流(AC)电机、微波炉和微处理器。

EMI从第一电路(例如，无线电装置、计算机芯片、计算台，等等)生成可能由第二电路捡取的无用的信号。这可能使第二电路与期望相比较低效地操作。在最简单的情况中，第二电路可能在其操作中具有“假信号(glitch)”——尽管这也可能扩展到使第二电路产生不正确的数据。

典型地，EMI已经在“箱(box)”级设备被约束(如通过政府健康和环境安全条例所指导的)，或充其量利用特定组件或组件集合的周围的接地屏蔽被约束。在其最极端的形式(即，高保密性/加密环境)中，可以将整个设备封闭在屏蔽室内。

尽管存在许多类型的吸收器，但所有都是通过将无用的电和磁发射转换为少量热的处理进行工作。“吸收”策略是衰减之一，并且与可以被视为隔离的策略的“屏蔽”的不同之处在于，其利用导电材料通过将无用发射反射回它们的源来约束EMI。

为了屏蔽和约束EMI而由电子产业所使用的一些金属产品包括；金属垫片、导电涂层、屏蔽带、指状物支架(finger stock)和包括珠子、环状线圈、扼流圈和感应器的一系列铁氧体产品。

快速变得明显的是，随着时钟速度继续增加，发射的频率也将攀升。这将为EMI管理带来不断增长的问题。将证明诸如指状物支架、导电布包覆泡棉(fabric-over-foam)和板级屏蔽之类的传统屏蔽方法在这些环境中越来越低效。具有讽刺意味的是，往往是这些传统材料促成了谐振问题。它们提供能量的导通路径，这进而将能量保持在腔内。该被约束的能量可能不利地影响板上的其他组件并且可能保持板适当地运行。除约束相关的问题外，传统反射类型屏蔽技术的确不再能保持波形。对于这些更高频率，这的确太小。

电磁干扰的破坏效应可能在许多技术领域中造成不能接受的风险，并且希望控制这样的干扰并且将风险降低到可接受水平。

发明内容

于此描述了用于制作磁谐振频率(MRF)吸收器的方法和用于MRF吸收器的装置。该方法包括：处理诸如包括80％镍、18％铁、2％钼的坡莫合金之类的高渗透率材料以创建诸如薄片、球体，或棒之类的特定几何形状因子(factor)。然后可以将几何形状因子封装在绝缘基体(matrix)中。绝缘基体可以是硅酸钾(SiO₃K₂)。可以将绝缘薄片、球体，或棒形状因子引入到粉末涂覆处理。然后可以以基于吸收电磁干扰(EMI)的期望性能的重量比将绝缘薄片、球体或棒形状因子与聚合物涂覆粉末混合。

附图说明

可以根据结合附图以示例方式给出的以下描述而具有更详细的了解，在附图中：

图1是当在反射波和出射波之间存在异相状况时磁谐振频率(MRF)吸收器进行操作的方法的示例；

图2是炼金薄板吸收器(TSA)内的堆叠的“薄片”的示例；

图3是静电流化床的示例；以及

图4是通过其高渗透率金属可以被处理以创建支持MRF吸收器设计的原理的几何形状因子的示例处理的流程图。

具体实施方式

于此描述了当被应用于磁谐振频率(MRF)吸收器材料的创建时会平衡(leverage)粉末涂覆的有利的物理属性和处理参数的方法和装置。

磁性材料(例如，坡莫合金、μ金属(mu-metal)，等等)可以被变换为将适用于适当的粘合剂并且用于于此描述的任何实施例中的物理格式。典型地，可以将磁性材料从块体金属处理为球体、棒或薄片。在吸收器中使用的磁性材料几何结构可以表明，在构建成功的吸收器中，相比其他几何结构，薄片几何形状因子具有独特的优势。另外地，对于取得最大电容率和渗透率，任何几何结构中的材料的长宽比可能是关键的。除了别的以外，这已经被归因于磁矩耦合的增加随着表面积而增加。另外地，用于创建薄片的铣削(milling)处理也可以增加矫顽性，这归因于由物理处理引起的无序晶体结构。

一旦已经完成了转换，可以对材料进行退火以便恢复或提高渗透率。大概地，退火步骤可以将矫顽性恢复到正常值。通过对用于坡莫合金材料的材料的晶体结构重定方向以创建NiFe₃超晶格结构，这可以发生。利用其他磁性材料，类似的效果也可以出现。

图1是当在反射波和出射波之间存在异相状况时磁谐振频率(MRF)吸收器100进行操作的方法的示例。对于理想吸收器(即，理论上最大吸收)，吸收器的厚度可以是入射波102的波长101的四分之一(1/4)，借此，可以从“空气/吸收器”边界103反射104入射波102的一部分，并且从吸收器内的金属导电反射器108表面反射106入射波的其余部分。结果，反射波和出射波105相互地抵消107。

图2是炼金薄板吸收器(TSA)200内的堆叠的“薄片”的示例。吸收器的金属组件包括坡莫合金薄片202，使得介质(dielectric)/金属边界可以出现在TSA薄片的第一若干原子层中。与薄片的厚度尺寸相比，TSA可以实际上显著地更厚，这可以允许在TSA内堆叠多层薄片203。这可能引起多个入射波被拦截，引起TSA内的全部薄片上的异相反射的整合与来自空气/介质边界的反射的整合的组合，这可以引起波被吸收。

在另一个实施例中，为了最大衰减，利用嵌入至介质中的“薄片”制作的谐振吸收器可以典型地被调谐至单频。可以通过改变薄膜的物理性质以及通过包括多于一个介质来实现多频能力。

在另一个实施例中，使用高温或超高温陶瓷的替换退火处理可以在退火之前将单独的组件封装到隔热罩中。多晶Si或SiC可以是针对该类型的高温绝缘体所选择的材料。可替换地，也可以使用诸如过渡金属的氮化物之类的更特殊的材料。

例如，可以实施以上描述的方法来构建对于2.4GHz应用领域可使用的吸收器材料。不同的几何结构和长宽比可以允许解决不同的频域。除仅仅构建吸收器材料之外，吸收器材料可以是直接地合并的形状因子，包括但不限于以下项：印刷电路板(PCB)夹层、PCB卡片导引、电缆、注塑部件、墙壁覆盖物、粉末涂覆构件和/或部件、粘性吸收片材料。

如果人们考虑用于入射辐射的波长(例如WiFi@2.4GHz)，“自由空气”波长可以大致为124mm，其可以引起产品上的极其厚的涂层。可以通过将磁性材料插入到基体(具有已知的介质常数)中来降低该厚度，因此可以利用是l/με的材料来获取相同的吸收。这考虑了“堆叠薄片”效果。

也可行的是，使用粉末涂覆技术将薄片/介质直接地施加到产品的表面，诸如汽车或面板，该汽车或面板用于出于包括但不限于以下的原因创建用于必须免受无用的电磁发射的环境的“屏蔽室”：EMC规范、保证设备功能的完整性或特定频率的选择性阻断和接收。另外地，用于电子机架的表面的直接涂覆可以大大地降低制造符合各种环境规范的这些种类的安装的复杂性和费用。

粉末涂覆是借助于其经由静电子枪或流化床将干燥粉施加到导电部件的工业过程。粉末承载电荷，并且附着到已经电学地接地的部件上。带电粉末粒子附着到这些部件并且可以保持在那里，直到在固化炉中被熔化和熔合到平滑涂层中。在涂覆之前，可以与常规液体涂覆的部件类似地首先预先处理要被涂覆的部件。预处理过程可以与涂覆和固化操作连续地进行。然后在大致200摄氏度在烤箱中将该部件烘烤10-20分钟。可以由热固性聚合物树脂、填料、颜料和其他添加剂的混合物组成的粉末可以被熔化到产品上并且经历交联的处理，这使其变硬、使其抗损坏并且也防止其再熔化。该处理可以用作为金属部件涂色并且提供耐久的、有吸引力的各种色彩和光泽的表面的划算的方式。对于环境这也是更好的，这是因为粉末不包含挥发性有机化合物(VOC)并且这是因为由于能够重新使用没能施加到部件上的任何粉末，所述处理产生非常少的浪费。

通常，粉末涂料可以包含聚合物、硬化剂、填料、颜料和添加剂的混合物。举例来说，一个配方可以包含50％树脂/聚合物、4％硬化剂、1％催化剂、40％填充符、1％颜料和4％添加剂。粉末涂覆聚合物粉末可以具有在2和100微米之间的总分布尺寸，其中分布的峰值在30或40微米。被有规则地添加到粉末涂料的填料的示例和它们的平均尺寸可以是7微米的硅灰石、3微米的碳酸钙及1微米的粘土。另外地，可以添加陶瓷微球体(1-38微米)来作为填料。

可以根据一个实施例来实施粉末涂覆MRF吸收器。除控制表面纹理的能力之外，涂覆的粉末的均匀性和耐久性完成使粉末涂覆成为用于磁谐振频率吸收器材料的粉末涂覆的非常适合的处理。通过控制高渗透率材料(薄片、棒、球体，等等)的尺寸和长宽比，以及另外使独立的高渗透率粒子绝缘，然后可以利用传统的粉末涂覆聚合物来涂覆这些填料。封装高渗透率聚合体的粉末涂覆聚合物的比率可以相对高，但是根据所选择的涂覆聚合物的介质常数而变化。典型地，填料加载处于70％至80％的范围(按重量)。

在产业中广泛地使用粉末涂覆处理以对包括但不限于电线和电缆、组件、汽车、建筑产品和器具的电子外壳进行涂覆。当与液体涂覆相比时，粉末涂覆已经示出拥有显著的耐久性和耐磨性、耐蚀性、耐刮擦性、耐化学腐蚀性。可以迅速地并且有效地实现厚的涂覆。粉末涂覆可以最大化产量、削减费用、改善效率，并且提供与增加的严格的环境规范的最大符合，这些都可以降低最终用户的费用。

于此描述了用于在EMI是关注点或问题的应用中最小化EMI的方法并且粉末涂覆是用于涂覆/涂色的方法。提出将以下组合的处理：(1)与粉末涂覆的所有形式相关联的被证实的处理及(2)可以创建磁谐振频率吸收器材料的原料和规则。

可以使用包括但不限于以下的方法来施加粉末涂覆：(1)静电喷射，(2)流化床，(3)电磁刷(EMB)。通过维持粉末涂覆技术所需要的所有处理参数，对处理的小到无的改变是必需的。可以通过特定应用来指定方法论。因为两个处理都支持施加多个层的能力，所以可以应用频率特定的吸收器配方的应用，以及提供波散射特征的替换的介质涂层和或材料。多层吸收器然后可以提供多和或宽带衰减。粉末涂覆吸收器技术的另一个独特的好处是其提供彻底的且均匀的覆盖的能力。该处理特性可以保证利用常规喷漆方法可能难以实现的覆盖。

静电喷射粉末涂覆可以在粉末给料斗中使用来自小流化床的粉末空气混合物。给料斗可以振动以帮助防止粉末在进入输送线之前堵塞或凝集。可以通过软管向喷射枪供应粉末，该喷射枪具有通过高压dc功率供给的喷嘴中的带电电极。

静电粉末喷射枪可以执行以下功能：(1)粉末的直接流动，(2)控制沉积速率，(3)控制喷射的模式尺寸、形状、和密度，以及(4)对被喷射的粉末进行充电。喷射枪可以是手动(手持式)或自动的、固定的或往复运动的，并且被安装在装设转运带的喷射室的一侧或者两侧上。静电喷射粉末涂覆操作可以使用收集器以回收超范围的喷射。然后该回收的粉末可以被再使用，这显著地增加粉末涂覆的高转换效率。

存在可以不同于向粉末应用静电电荷的方法中的各种枪设计。粉末可以通过摩擦而带静电。在这种情况下，粉末可以自由地沉积在该部分的全部表面上的均匀层(evenlayer)中，并且可以改善到凹处中的沉积。

用于在流化床中粉末涂覆的两种方法包括但不限于静电处理和浸渍处理。

在浸渍式流化床处理中，流化床可以具有带有多孔底板的槽。多孔板下面的气室(plenum)可以均匀地在板上供应低压空气。上升的空气可以包围并且悬浮细碎的塑料粉末粒子，因此粉末空气混合物类似于沸腾的液体。以超过粉末的熔化温度(典型地高于400度F)被预热的产品可以被浸渍在流化床中，其中粉末熔化并且熔合到连续的涂层中。高转换效率由小拖延和无滴落引起。

流化床粉末涂覆方法可以用于向复杂形状的产品均匀地在一次浸蘸中施加厚的涂层，3-10密耳(75-250μm)。可以使用更高预热温度和多个浸蘸来构建100密耳(2500μm)的薄膜厚度。

图3是静电流化床300的示例。可以将流化空气301施加到静电流化床。静电流化床本质上是具有安装在多孔膜303上方的用于对细碎的流化粉末粒子304充电的高压dc静电格栅302的流化床。一旦带电，粒子通过格栅被排斥，并且粒子彼此排斥，形成格栅上方的静电粉末云305。这些静电带电粒子被吸引到可以位于接地输送机(conveyor)306上的处于地电位的产品并且对该产品进行涂覆。薄膜厚度可以类似于可以在静电喷射处理中所实现的厚度。在该部分的静电喷涂之后，固化处理(典型地高于华氏400度)可以用于使树脂粉末变硬并且对其进行热凝结。

静电流化床涂覆的优点是，各部分的预热通常不是必需的，并且可以均匀地并且迅速地涂覆诸如电器组件之类的小产品。缺点是，由于法拉第效应，产品尺寸是有局限性的并且内角具有低薄膜厚度。

电磁刷处理可以类似于在影印机和激光打印机中使用的处理，利用相对于铁磁体“载体”粒子摩擦带电的“调色剂”粒子，并且利用混合辊来运输以旋转在其内具有固定磁铁的壳或圆筒。铁磁粒子形成通过磁场线指示的链，也称作磁刷。随着基板经过磁刷，其变为粉末涂覆的，并且静电场被开启。通过使基板不止一次地经过磁刷，可以实现较厚的层。应用领域可以包括线圈、坯件以及甚至木材的涂覆。

MRF吸收器经由相位抵消来操作。入射到吸收材料上的入射波被部分地反射并且被部分地透射。透射部分经历多次内反射以引起一系列出射波。在设计频率时，出射波之和在振幅方面等于初始反射部分(与其有180度相位差)。理论上，在设计频率时，零反射发生。实际上，可以实现>30dB的吸收。在吸收过程中，将RF能量转换为热。

图4是通过其高渗透率金属可以被处理为创建支持MRF吸收器设计的原理的几何形状因子的示例处理400的流程图。在图4的示例中，可以处理高渗透率材料以创建特定几何形状因子401。然后可以将几何形状因子封装在绝缘基体402中。然后可以将封装的且绝缘的几何形状因子引入到粉末涂覆处理403。然后，接下来可以通过以基于期望性能选择的重量比将几何形状因子与聚合涂覆粉末混合来创建磁频率吸收器404。

所使用的高渗透率材料可以是坡莫合金(80％镍、18％铁、2％钼)，但是也可以使用其它材料，包括但不限于诸如毫微坡莫(nanoperm)、μ金属，和各种铁氧体合金之类的其他高渗透率材料。

如上在图4的示例中所述的，可以处理高渗透率材料以创建特定几何结构。例如，具有特定长宽比(60:1)的“薄片”形状因子是使用的优选的几何结构。可以在于此描述的实施例中使用的其他形状因子包括但不限于棒、球体和小片状体。每个形状因子可以在不同的频率提供较好的衰减。也可以改变长宽比以在特定的频率提供改善的衰减。在一些实例中，创建特定形状因子的处理可能要求原料的“冷加工”。冷加工可能引起材料固有的渗透率的减小。完成的形状因子的随后的退火可以恢复失去的渗透率的好的部分。

如上在图4的示例中所述的，处理中的接下来的步骤是将单独的“薄片”(或任何选择的高渗透率粒子)封装在绝缘基体中，诸如通过将硅酸钾水溶液与退火的“薄片”混合所制作的硅酸钾(S1O₃K₂)之类的。Si＝0键合形成对可以从水性混合物中提取的坡莫合金面心立方的晶体结构的吸引。基于硅酸盐的绝缘层可以保证玻璃封装的“薄片”电学地与其他薄片隔离，以及保证不存在与结合剂剂的不良相互作用。绝缘薄片可以保证最终的吸收器涂层保持非导电的。

如上在图4的示例中所述的，然后可以将绝缘“薄片”引入到粉末涂覆处理。为了美化目的，即，闪烁和发光，在粉末涂覆产业中也常常使用薄片。对于粉末涂覆的所有方法，建议的高渗透率材料的制备可以是相同的。从粉末涂覆处理获取金属整理的一种方法是将金属薄片与聚合涂覆粉末粒子搀合。然而，该搀合处理可能引起不一致的涂覆。

在静电涂覆中，可以通过其中高压电晕放电可以用于建立离子流场的枪来喷射涂覆粉末。随着粉末粒子穿过离子流场，它们变为带电并且被吸引至可以是要被涂覆的接地金属制品的基板。然后可以熔合粉末以形成连续的薄膜。在喷射处理中，没有沉积在基板上的任何粉末可以在回收系统中被收集并且被返回以与纯净材料搀和以进行重复使用。当金属薄片仅仅与聚合涂覆粒子搀和时，薄片不被充电到相同的程度或以与聚合涂覆粉末粒子相同的速率被沉积。在超范围的喷射被连续地回收并且与纯净材料搀和的时间段内，在被喷射的粉末中金属薄片颜料可以变得更浓缩，相对于运行的开始时的喷射引起的表面处理(finish)使结果得到的表面处理的外观发生改变。最终，更高浓度的金属薄片可能干扰充电机制。如果离子流场中的粉末变得过于导电，静电子枪可能“短路”。

在创建MRF吸收器时，高渗透率材料(薄片)与涂覆粉末(结合剂)的比率可能对最终的EMI吸收特性是关键的。由于在该处理或任何前述的粉末涂覆处理中粉末/薄片比率的不一致，简单地搀和两种组分可能不是用于创建粉末涂覆吸收器的可行选择。在MRF吸收器的创建中所使用的任何高渗透率材料(导电的或绝缘的)可能要求利用聚合物粉末以适于期望的性能特征的重量比来涂覆薄片、棒、球体等等。

于此也描述了将金属和非金属薄片附着到聚合涂覆粉末。在所提出的粉末涂覆的MRF吸收器的创建中，已经具有绝缘陶瓷涂层的薄片可以与异常地精细的热固性树脂粒子(涂漆组分)混合。这些粒子的尺寸范围可以是从小于5微米到20微米或以上并且具有可以被改变特定介质常数以改变MRF吸收器的性能特征。

可以为特定树脂选择足够高以防止单独的涂覆粉末粒子在运输和存储期间烧结或熔合的软化温度。软化温度可以在85-160华氏度范围内。此外，树脂可以具有足够地低的熔化温度，使其可以在远比在树脂与交联剂和/或固化催化剂之间的反应引起树脂的基本上固化的温度低的温度被熔融混炼(melt-compounded)。对于任何特定树脂类型，软化温度和熔点可以是存在的单体和分子重量的函数。填料、附加的颜料和其他着色剂(如果被使用)可以包括高达相对于树脂的大约50wt.百分比。

可以在使用许多方法时产生热固性树脂涂覆粒子。该组分可以是混杂的并且然后可以通过短时间(例如30-90sec)超过树脂的熔点的加热将该组分熔融混炼，使得没有显著固化发生。可以挤压(extrude)熔化的化合物，并且在挤压之后，可以将合成物快速地冷却。然后可以研磨合成物并且根据尺寸将粒子分类。由于坡莫合金薄片的异常小的尺寸(平均30微米直径乘以0.5微米厚度)，与典型地在粉末涂覆处理中使用的粉末(平均<5微米—20微米)相比，可以将热固性树脂粉末的粒子尺寸更细地研磨。对于静电喷涂应用，粒子可以通常在20-100微米尺寸范围中，更优选地在20-40微米尺寸范围中。

可以以符合被证实的MRF吸收器的优化的加载特性的比率(按重量80％薄片20％树脂)将树脂粉末和绝缘薄片混合。薄片的按重量的量相对于涂覆粉末粒子的按重量的量可以在宽范围内变化以便将MRF吸收器的衰减调谐至特定频率。

在一个示例实施例中，可以使用旋转叶片混合器来混合薄片/树脂混合物。可以将搀合物带到处于高于热固性树脂的软化温度但是低于热固性树脂的熔点的范围中的温度。可以在防止树脂粉末粒子的结块的充分机械剪切以及没有使薄片几何结构的退化的情况下进行该混合。当按重量大于95％的薄片被涂覆在树脂粉末中时，混合周期可以完成。然后可以将树脂涂覆薄片带到环境温度并且为任何粉末涂覆处理中的部署作准备。

应当注意到，特定温度、混合次数、剪切力等等可以依赖于许多因素，包括但不限于特定热固性树脂涂覆粉末、高渗透率材料和形状因子。除薄片之外，可以在创建MRF吸收器时利用导电和非导电形状因子，即，金属和或聚合物的合成物的棒、球体、圆柱。

具有期望的重量比的附着的热固涂覆粉末的任何高渗透率金属薄片可以很好地适合于传统喷射和流化床粉末涂覆处理的部署中。

然而，电磁刷(EMB)方法造成用于金属薄片处理的处理障碍。EMB技术可以利用已经被涂覆有树脂粉末的铁氧体载珠来作为用于涂覆的部署机制。可以沿着在固定的静态位置上包含磁铁的滚筒来引导摩擦枪(tribo)静电带电的粉末粒子和铁氧体载体粒子。粉末粒子可以移动到基板并且载体粒子可以通过磁力保持在圆筒上。给定在MRF吸收器中使用的大多数高渗透率金属的磁性质，EMB处理内在的磁性可以防止高渗透率材料被传递到基板。

然而，电磁刷处理可以非常适合于其中创建全介质吸收器或超材料吸收器的应用。

由于超材料的独特的物理性质和新颖的好处，它们在科学界受到不断增长的关注。超材料可以是在比外部刺激的波长小的尺度上结构化的人工介质。超材料可以展现在自然界未找到的性质，诸如负折射率。它们包括以周期性模式布置的、从包括金属和塑料的材料制成的多个元件的蜂窝状构件。超材料可以不从它们的成分而是从它们的精确设计结构获得它们的性质。它们的精确的形状、几何结构、尺寸、定向和布置可以以利用常规材料可能不可实现的方式影响光或声音。

对粉末涂覆MRF吸收器的应用特别重要的可以是在给定频率范围上的超材料的负电容率和负渗透率，由此提供负折射(NR)。在提出的用于粉末涂覆RF吸收材料的方法中，该特性可以提供许多好处。

许多超材料设计可以利用金属元素，这些金属元素可以是非常有损耗的、可以具有非常窄的带宽、可以是各向异性的、可以不是共形的(conformal)，并且对于RF可能几乎不可能的实现。维持实现期望性能所必需的周期性和大尺寸结构的困难可能使这些超材料不适合于在粉末涂覆应用中的部署。

于此还描述了从容易得到的介质和或磁性材料构造的超材料并且其很适合于在所有粉末涂覆处理中部署。被形成为圆盘、棒或球体时，磁组件和介质组件可以以周期性或随机方式被耦合以允许定制的电偶极矩和磁偶极矩。嵌入在聚合物基体中时，耦合的电组件和磁组件充当L(感应器)和C(电容器)电路模型。聚合物基体中的L和C组件的操纵和布置允许对于最终的涂层的吸收特性的控制。

在基于超材料的MRF吸收器的一个示例中，定制的电粒子表示LC电路模型的感应侧并且可以包括比主基体介质更高的介质。定制的磁性粒子可以表示LC电路模型的电容侧并且具有可以低于主基体介质的介质并且可以具有与电粒子不同的几何结构。

对电粒子和磁性粒子的几何结构差别的控制以及对它们相对于主基体的介质对比度的控制可以允许在粉末涂覆的吸收器中的低损耗、宽频带性能。

用于将金属和非金属薄片附着到聚合物粉末涂层的方法可以使用与可以涂覆定做的电粒子和磁性粒子的方法相同的方法。基体粉末与定做的粒子的重量比在于此描述的附着处理中被容易地控制。

可以将相等比例的基体涂覆粒子同类地混合以将其引入到所有粉末涂覆方法。无论粉末涂覆处理的多程、停留时间或其他处理参数，都可以实现允许充足的电粒子和磁性粒子彼此紧靠的厚度并且可以创建超材料排列。具体地，通过控制粒子的基体涂覆，人们可以创建有源组件的“高加载”并且可以使组件更接近。这可以提高超材料电容率的带宽和渗透率性质。

在一些实例中，“可调谐的”材料可以用于粒子组分中的一者或两者。材料的选择允许利用DC电偏置调谐电粒子并且利用DC磁偏置调谐磁性粒子。向粉末涂覆处理装备引入DC磁场和或DC电场将允许原位地针对特定频率响应来调谐定做的粒子的谐振频率。

特别重要的可以是向电磁刷处理引入已经接收了附着基体粉末的非导电性电粒子和磁性粒子。然后可以将这些全介质粒子附加到在EMB处理中所使用的铁氧体载珠。对于所有粉末涂覆处理，粒子的处理可以是相同的；但是对于已经创建了全介质吸收器组件，这些粒子然后可以与在输送系统中依靠铁氧体载珠和高磁学的EMB涂覆方法相容。

尽管在以上以特定组合描述了特征和要素，但本领域普通技术人员将理解，能够将每个特征或要素单独地或者与其它特征和要素进行任何组合来使用。可以使用任何适当的体系结构和/或计算环境来执行如上所述的方法和特征。可以使用任何适当的体系结构和/或计算环境来控制以上装置以执行于此的方法。尽管在以上以特定组合描述了特征和要素，但每个特征和要素可以在有或没有其他特征和要素的情况下单独地或者以任何组合使用。

就好象完全地阐述了贯穿本申请所引用的参考文献一样，将每个参考文献合并，以用于在本文以及参考文献自身中明显的所有目的。为了进行介绍，在本文的特定位置引用这些参考文献中的特定的一些。在特定位置引用参考文献指出了参考文献的教导被合并的方式。然而，在特定位置引用参考文献并不限制为了所有目的将所引用的参考文献的所有教导合并的方式。

因此，应当理解，本公开不局限于所公开的特定实施例，而是意图涵盖如所附权利要求、以上描述所限定的和/或附图中所示出的本公开的精神和范围内的所有修改。

Claims (15)

1.一种用于制作磁谐振频率MRF吸收器的方法，该方法包括：

处理超材料，其中所述超材料由具有第一介质常数的介质材料构造，以构造特定几何形状因子；

将由所述超材料构造的所述几何形状因子封装在具有第二介质常数的绝缘基体中；以及

将所封装的由所述超材料构造的几何形状因子与引起反射电磁波和出射电磁波的相位抵消的聚合物粉末涂层混合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述几何形状因子是薄片、棒或球体。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘基体是硅酸钾SiO₃K₂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过旋转叶片混合器来执行所述混合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物涂覆粉末是精细热固性树脂。

6.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述超材料是坡莫合金，其中，所述坡莫合金包括80％镍、18％铁、2％钼。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述将所述封装的几何形状因子与所述聚合物粉末混合的过程中，所述热固性树脂占20％的重量比，而所述几何形状因子占80％的重量比。

8.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

通过电磁刷EMB处理将所述聚合物粉末涂层施加到所封装的由所述超材料构造的几何形状因子。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，经混合的所封装的由所述超材料构造的几何形状因子在给定频率范围上提供负折射。

10.一种磁谐振频率MRF吸收器，其通过包括以下步骤的处理被制备：

处理超材料，其中所超述材料由具有第一介质常数的介质材料构造，以构造特定几何形状因子；

将由所述超材料构造的所述几何形状因子封装在具有第二介质常数的绝缘基体中；以及

将所封装的由所述超材料构造的几何形状因子与引起反射电磁波和出射电磁波的相位抵消的聚合物粉末涂层混合。

11.根据权利要求10所述的磁谐振频率MRF吸收器，其中，所述几何形状因子是薄片、棒或球体。

12.根据权利要求10所述的磁谐振频率MRF吸收器，其中，所述绝缘基体是硅酸钾SiO₃K₂。

13.根据权利要求10所述的磁谐振频率MRF吸收器，其中，所述聚合物涂覆粉末是精细热固性树脂。

14.根据权利要求10所述的磁谐振频率MRF吸收器，所述处理还包括：

其中所述超材料是坡莫合金，其中，所述坡莫合金包括80％镍、18％铁、2％钼。

15.根据权利要求10所述的磁谐振频率MRF吸收器，所述处理还包括：

通过电磁刷EMB处理将所述聚合物粉末涂层施加到所封装的由所述超材料构造的几何形状因子。