CN1285248C - 电磁波吸收器 - Google Patents

Abstract

一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在这些孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成，其中，这些孔并没有被所述吸收薄膜堵塞，从而所述孔是透气的。因此，该电磁波吸收器具有高的电磁波吸收性能，并能够制得薄而轻，且具有很好的可靠性，从而在非常广的范围提供电磁波吸收性能。

Description

电磁波吸收器

技术领域

本发明涉及一种电磁波吸收器，其能够用于各种领域，如各种电子装置如计算机、电视机和通讯装置等的电子/电气领域，防护建筑、防护设施等的建筑材料领域，人体防护物品领域。

背景技术

随着进来各种电子装置、通讯装置等的性能的显著改进，迫切需要采取措施防备电磁干扰。特别地，电磁干扰的例子包括由高层建筑反射的电波引起的电视机的重影现象，雷达扰乱汽车、火车等的操作的镜像现像，由从移动通讯装置如便携式电话机发出的电波引起的医学设备的误操作。

进一步，这些装置对TEMPEST(一种信息技术，通过它，能够在100米或更远的位置监视从计算机或类似的设备泄漏的电磁波)是无防备的。

一种被注入或涂上碳材料的衬底如泡沫聚氨酯被广泛用作传统的电磁波吸收器。电磁波的吸收以如下方式进行，电磁波吸收材料如碳材料吸收电磁波，并将电磁波的电磁能转化为热能。在这场合，电磁波吸收材料产生热。由于这个原因，当接收到强电磁波时，在电磁波吸收材料中产生大量的热。因此，存在一个问题，泡沫聚氨酯作为衬底可能受热变形、熔化或燃烧(在600℃或更高的温度下剧烈灼烧)或者可能产生有毒气体。

例如，如图40所示，在电磁消声室中使用的电磁波吸收器100具有一个底座101和在底座101上的大量棱锥102。电磁波吸收器100的高度H为几十厘米级到米级。由于这个原因，在消声室中，电磁波吸收器100所占的空间是很大的，以致于消声室中的空间利用率恶化。另外，电磁波吸收器100厚而重。另外，存在一个缺点，如上所述，电磁波吸收器100是易燃的。

另外，近年来，需要电磁波吸收器的技术领域扩大到非常广的范围。电磁波吸收器的应用范围从KHz频带到毫米波的GHz频带。

为了评估相关技术中的缺点，本发明的一个目的是提供一种电磁波吸收器，其具有高电磁波吸收性能，并能够制作得薄而轻，并且，在可靠性方面也是非常卓越的，从而电磁波吸收性能能够在非常广的范围被提供。

发明内容

为了达到该目的，根据本发明的第一种装置，提供一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成，其中这些孔并没有被吸收薄膜堵塞，以便这些孔是透气的。

根据本发明的第二种方式，提供一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一些阻燃性的或阻燃剂颗粒，其具有细丝状碳粘附在其中的孔，多孔衬底的孔被这些阻燃性的或阻燃剂颗粒填充。

根据本发明的第三种方式，提供一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成；一些阻燃性的或阻燃剂颗粒，其具有细丝状碳粘附在其中的孔，吸收薄膜覆盖填充有阻燃性的或阻燃剂颗粒的多孔衬底的孔。

根据本发明的第四种方式，提供一种如第一种到第三种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，多孔衬底由电磁波防护材料或电磁波吸收材料组成。

根据本发明的第五种方式，提供一种如第一种到三种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，吸收薄膜由若干层电磁波吸收填料含量不同的吸收薄膜的层压材料组成。

根据本发明的第六种方式，提供一种如第一种到三种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，进一步包括一个薄层，其包含电磁波吸收金属或碳，以便层叠吸收薄膜。

根据本发明的第七种方式，提供一种如第一种到第六种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，多孔衬底具有一个蜂窝结构。

根据本发明的第八种方式，提供一种如第一种到第七种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，多孔衬底中每个孔的轴向倾斜于多孔衬底的平面。

根据本发明的第九种方式，提供一种如第一种到第三种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收高分子材料是一种由甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸丁酯的共聚物组成的改进的聚脂树脂。

根据本发明的第十种方式，提供一种如第一种到第九种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收器由片状电磁波吸收器的层压材料组成。

根据本发明的第十一种方式，提供一种如第十种方法中定义的电磁波吸收器，被层压的电磁波吸收器通过由甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸丁酯的共聚物组成的改进的聚脂树脂，相互被整体地粘结。

根据本发明的第十二种方式，提供一种如第一种到第九种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收器被涂有阻燃性或阻燃剂颗粒，该颗粒具有细丝状碳粘附在其中的孔。

根据本发明的第十三种方式，提供一种如第一种到第九种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收器由片状电磁波吸收器的层压材料组成；具有细丝状碳粘附在其中的孔的阻燃性或阻燃剂颗粒被插入片状电磁波吸收器之间。

根据本发明的第十四种方式，提供一种如第一种到第九种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收器被三维地处理；处理过的电磁波吸收器的中空部分被用具有细丝状碳粘附在其中的孔的阻燃性或阻燃剂颗粒填充。

根据本发明的第十五种方式，提供一种如第一种到第十四种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收器在电子部件的外围或者安装有电子部件的印刷线路板的外围布置。

根据本发明的第十六种方式，提供一种如第一种到第十四种方法中的任何一种定义的电磁波吸收器，其中，电磁波吸收器被用作建筑材料，例如建造一个侧面墙壁、一个天花板墙壁、一个地板墙壁和一个分隔墙壁。

附图说明

图1是一个本发明实施例中使用的蜂窝结构的多孔滤板的透视图；

图2是一个本发明实施例中使用的栅格结构的多孔滤板的透视图；

图3是一个本发明实施例中使用的另外一种结构的多孔滤板的透视图；

图4是一个侧视图，用于解释多孔滤板的斜切面；

图5是一个侧视图，用于解释多孔滤板的垂直切面；

图6是一个具有蜂窝结构的多孔衬底的横向截面视图；

图7是一个通过斜切多孔滤板获得的多孔衬底的沿着图6中A-A线的纵向截面视图；

图8是一个通过垂直切割多孔滤板获得的多孔衬底的沿着图6中A-A线的纵向截面视图；

图9是一个顶视图，用于解释一个进一步的斜切多孔滤板的例子；

图10是一个根据本发明第一实施例的电磁波吸收器的横向截面视图；

图11是一个根据第一实施例的使用图7中描绘的多孔衬底的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图12是一个根据第一实施例的使用图8中描绘的多孔衬底的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图13是一个视图，根据本发明实施例，通过电磁波吸收器解释电磁波吸收原理；

图14是一个根据本发明实施例的提供有具有透气性的电磁波吸收器的电子装置的透视图；

图15是一个根据本发明实施例的提供有具有透明特征的电磁波吸收器的窗口(及其附近)的截面视图；

图16是一个从房间一侧观察的电磁波吸收器的前视图；

图17是一个根据本发明第二实施例的电磁波吸收器的横向截面视图；

图18是一个根据本发明第二实施例的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图19是一个根据本发明第三实施例的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图20是一个根据本发明第三实施例的电磁波吸收器的横向截面视图；

图21是一个根据第三实施例并使用图8中描绘的多孔衬底的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图22是一个根据本发明第四实施例的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图23是一个根据本发明第四实施例的电磁波吸收器的横向截面视图；

图24是一个根据第四实施例并且使用图8中描绘的多孔衬底的电磁波吸收器的纵向截面视图；

图25是一个显示根据本发明的电磁波吸收器的使用的第一模式的截面视图；

图26是一个显示根据本发明的电磁波吸收器的使用的第二模式的截面视图；

图27是一个显示根据本发明的电磁波吸收器的使用的第三模式的截面视图；

图28是一个显示根据本发明的电磁波吸收器的使用的第四模式的截面视图；

图29是一个显示根据本发明的电磁波吸收器的使用的第五模式的截面视图；

图30是一个显示根据本发明的电磁波吸收器的使用的第六模式的截面视图；

图31是一个根据本发明的电磁波吸收器的使用的第七模式中使用的电磁波吸收器的平面视图；

图32是一个电磁波吸收器的聚集的平面视图；

图33是一个由图32中描绘的电磁波吸收器的聚集构造的富勒圆屋顶的部分前视图；

图34是图表，其用于显示根据本发明的电磁波吸收器的电场防护特性；

图35是图表，其用于显示根据本发明的由于传导性的改进电磁波吸收器的磁场防护特性；

图36是图表，其用于显示根据本发明的两片电磁波吸收器相互层叠情况下的防护特性；

图37是图表，其用于显示根据本发明的使用一片电磁波吸收器情况下的防护特性；

图38是图表，其用于显示根据本发明的具有凸起部分并使用多孔陶瓷的电磁波吸收器的回波损耗特性；

图39是图表，其用于显示根据本发明的使用多孔陶瓷的片状电磁波吸收器的回波损耗特性；

图40是一个传统电磁波吸收器的透视图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的实施例。图1到3是本发明中使用的各种多孔滤板1的透视图。图1显示了前视图中具有每个开口部分形状像六边形的蜂窝结构的多孔滤板1。图2显示了前视图中具有每个开口部分形状像四边形或菱形的栅格结构的多孔滤板1。图3显示了前视图中具有每个开口部分形状像圆形或椭圆形的多孔滤板1。在图1到3的每个图中，多孔滤板1具有大量(或者无限的)的孔2，这些孔从前向后彼此平行延伸从而穿透多孔滤板1。

多孔滤板1由电磁波防护材料或电磁波吸收材料组成。电磁波防护材料的例子包括：金属如铝、铜、铁或镍，以及从这些金属中选择至少两种的合金。电磁波吸收材料的例子包括碳和铁酸盐。

图4和5是显示将多孔滤板1切割成片状多孔衬底3的方式的多孔滤板1的侧视图。图4显示一个情形，其中，多孔滤板1以与多孔滤板1的上表面4呈倾斜角θ1(＜90°)的角度被切割。图5显示一个情形，其中，多孔滤板1以与多孔滤板1的上表面4呈倾斜角θ2(＝90°)的角度被切割。

图6是一个通过切割如图1中显示的蜂窝结构多孔滤板得到的其中一个片状多孔衬底3的横向截面视图。图7和8是沿着图6中A-A线切割得到的纵向截面视图。图7是一个通过图4中显示的切割方法得到的其中一个片状多孔衬底3的纵向截面视图。图8是一个通过图5中显示的切割方法得到的其中一个片状多孔衬底3的纵向截面视图。

在该实施例中，考虑到导电性、可塑性等，每个片状多孔衬底3由铝或铝合金组成。如图6所示，在前视图中，片状多孔衬底3具有大量(或无限的)的孔2，每个孔的形状像六边形。如图7和8所示，每个孔2穿透彼此平行的两个面4a和4b之间的片状多孔衬底3。每个孔2的蜂窝的大小L(见图6)大约为50μm到1000μm(如该实施例中为900μm)。每个孔2的圆周壁5的厚度T(见图6)大约为10μm到30μm(如该实施例中为15μm)。片状多孔衬底3的高度H(见图7和8)大约为1mm到2mm(如该实施例中为1.0mm，1.5mm和1.8mm)。

如图4所示，当多孔滤板1以与多孔滤板1的上表面4呈倾斜角θ1(如该实施例中为45°和70°)的角度被切割时，在每个孔2的轴向与图7所示的平面4a和4b成倾斜角θ1(如该实施例中为45°和70°)的情形下得到片状多孔衬底3。

另一方面，如图5所示，当多孔滤板1以与多孔滤板1的上表面4呈倾斜角θ2(＝90°)的角度被切割时，在每个孔2的轴向与图8所示的平面4a和4b垂直的情形下得到片状多孔衬底3。

图9是一个显示为从多孔滤板1得到片状多孔衬底3的进一步的切割方法的多孔滤板1的顶视图。在图4显示的切割方法中，多孔滤板1被切割以便倾斜地切片。在该实施例中，然而，切割刀口以与多孔滤板1的长侧成倾斜角θ3被布置并固定在多孔滤板1的上表面4。当切割刀口下落而倾斜角θ3保持不变时，从而获得如图7所示的相同的片状多孔衬底3。这种切割方法除了简单地上下垂直移动切割刀口操作，不需要其它操作，因此，这种切割方法比图4显示的方法更适合于批量生产。

尽管前述例子已经显示了从多孔滤板1切片片状多孔衬底3的情况，一个网眼层或由金属网、金属或碳化纤维组成的若干网眼层也可以用作片状多孔衬底。

由于这些片状多孔衬底3非常柔韧以致于能够被折叠，因此，这些多孔衬底3能够被三维地处理成任意形状，如稍后将要描述的具有三个边或更多边的多边棱柱、圆柱体、圆锥体、棱锥或梯形。

如图10到12所示，在片状多孔衬底3的平面4a和4b以及孔圆周壁5的表面(壁表面)充分均匀地形成一层具有电磁波吸收功能的吸收薄膜8。吸收薄膜8由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成。

使用的电磁波吸收填料(细粉末)的例子包括：铜、铝、银、铂、锌、锰、铁酸盐、石墨和载陶瓷石墨。例如，类晶石型铁酸盐如锰锌酸铁、镍锌酸铁、铜锌酸铁或镍铁酸铁被用作铁酸盐。

使用的载陶瓷石墨的例子包括：氧化铝陶瓷、莫来石陶瓷、钛氧陶瓷、钛酸盐陶瓷、氧化锆陶瓷、锆石陶瓷和碳化硅陶瓷。

多孔坯体(例如，一种纸质如瓦楞纸板)与泥浆和硅粉一起被注入。其中，由于在惰性气体中被烘烤之后碳的保持性，多孔坯体能够显示保型性。其中，泥浆包含高分子材料(如酚醛树脂)作为碳源。多孔坯体在惰性气体中在大约900℃到1300℃的温度下被烘烤并碳化。碳化的多孔坯体在1400℃或更高的温度下在减压或惰性气体中被烧结，以便生产出多微孔碳化硅。从前述与熔融硅一起在大约1300℃到1800℃温度下在减压或惰性气体中被注入的多孔坯体生产的碳化硅多孔坯体是值得使用的，因为这种多孔坯体轻而且具有很好的耐热性、很好的耐腐蚀性和很好的耐热骤变性。

电磁波吸收填料可以被用作单一材料或混合材料。选择电磁波吸收填料的颗粒大小为不大于3μm，优选为不大于1μm。

例如，一种改进的由甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸丁酯的共聚物(如α-甲基苯乙烯)组成的聚脂树脂优选地被用作电磁波吸收高分子材料。在改进的聚脂树脂中，甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸丁酯的合成率在重量比方面被选择为从1/1到3/1范围内。

改进的聚脂树脂是一种分子量约300000到1000000的缩聚物，并且是一种在分子中具有COOH基团而没有OH基团、没有双键、没有三键的长链化合物。因此，改进的聚脂树脂在抗大气腐蚀性方面是很好的，以致于能够长期(10年或更长)保护由金属如铜、铝或银组成的电磁波吸收填料被氧化。改进的聚脂树脂可溶于有机溶剂如异丙醇、煤油或丙酮。

特别地，使用一种混合物，其包含30％重量的不溶于有机溶剂如异丙基的改进聚脂树脂，和200％到500％重量的形状像超微颗粒的电磁波吸收填料，和由作为主要成分的铜和铝的混合物组成。

改进聚脂树脂是一种形状像毛团的梯型聚合物。电磁波吸收填料的细颗粒被均匀地分散并承载在梯型聚合物的三维结构中，从而长期保护电磁波吸收填料被氧化和变质。

在大约200Kg/cm²的高压下，通过无空气喷雾器喷射一种包含电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的涂渍溶液，以便该涂渍溶液粘附到片状多孔衬底3，从而在该片状多孔衬底3和其孔中形成吸收薄膜8。

另外，吸收薄膜8可以按如下方式形成。片状多孔衬底3被放入一个容器中，该容器安装有一个超声振荡器，并装有包含电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的涂渍溶液。操作该超声振荡器，以便溶液均匀地密接到片状衬底3。

然后，将片状多孔衬底3移到一个封闭的容器中。给该封闭容器供给高压空气，以便即时排出片状多孔衬底3中多余的溶液。然后，通过远红外灯或卤素灯，将片状多孔衬底3加热并干燥很短一段时间(十几秒)，从而在片状多孔衬底3和其孔中形成吸收薄膜8。

当凝固以后，由于聚合物中金属、石墨碳等的隧道效应，吸收薄膜8变得可导电并且显示出如约0.3Ωcm到1Ωcm的表面电阻率。当金属如铝或碳被用作片状多孔衬底3时，生产具有导电特性的电磁波吸收器，从而通过该多孔衬底3的所有的蜂窝都具有导电特性。选择吸收薄膜8的厚度为从30μm到200μm范围内，优选为从50μm到100μm范围内。吸收薄膜8是单层结构或多层结构是有效的。在多层结构的情况下，根据该层改变电磁波吸收填料含量或根据需要改变电磁波吸收填料含量和厚度也是有效的。

如图10到12所示，尽管形成吸收薄膜8，但是片状多孔衬底3的孔2没有被堵塞，也就是说，电磁波吸收器具有透气性(透明的)，从而气体能自由地穿过孔2。

图13是一个原理视图，用于解释根据该实施例的电磁波吸收器的吸收功能。进入每个孔(蜂窝)2电磁波9行为如下。

(1)在孔(蜂窝)2的壁表面重复地进行不规则反射，从而通过包括填料如铜、铝或银的高分子材料的分子振动使得电磁波被吸收。当多孔衬底3具有蜂窝结构时，提供有彼此相对的六个壁表面，从而有效地进行不规则反射(伪布朗运动〔分子振动〕)，结果，通过包括填料如铜、铝或银的高分子材料的分子振动使得电磁波被有效地吸收。

(2)如图13所示，在圆圈的内部，在吸收薄膜8的表面形成无数个细小的凸起，从而吸收薄膜8的特定表面区域与原平面相比增大为数千到数万倍范围级别。因此，很容易发生不规则反射，从而通过包括填料如铜、铝或银的高分子材料的分子振动使得电磁波很容易被吸收。

(3)由于在吸收薄膜8中的电磁波吸收高分子是具有三维毛团结构(由于COOH的三维矩阵结构)的碳块，因此，电磁波能够被有效地吸收。

(4)通过分散并保留在吸收薄膜8的细小填料，能够有效地进行不规则反射，从而通过包括填料如铜、铝或者银的高分子材料的分子振动使得电磁波被有效地吸收。

(5)电磁波与由铝或者类似物组成的片状多孔衬底3共振。

(6)因为不规则反射有助于通过包括填料如铜、铝或者银的高分子材料的分子振动的电磁波的吸收，因此电磁波通过由铝或者类似物组成的片状多孔衬底3内部的不规则反射被削弱。

典型地，如图13所示，当像布朗运动的不规则反射和共振都发生时，通过(1)至(6)段的协同作用，电磁波能量被有效地吸收。

如图7或11所示，当使用形成的多孔衬底3，从而孔2的轴向6倾斜到多孔衬底3的平面4a和4b时，厚度不变的多孔衬底3中的每个孔2(吸收薄膜8)在长度上充分变长，并且每个孔2的圆周壁5与如下情况形成多孔衬底3，从而孔2的轴向6垂直于图8或12中所示的多孔衬底的平面4a和4b相比是倾斜的。因此，电磁波的不规则反射很容易发生，从而电磁波能够很容易被限制。因此，使用图7或11中所示的多孔衬底3是值得推荐的。

图14是一个视图，用于显示一个具有透气性的电磁波吸收器的应用实例。一个片状电磁波吸收器10被安装到电子装置11如个人计算机中提供的通风孔12的机盒内部上。对于电子装置11的机盒转变成金属机盒，存在一种增长趋势，以便采取措施防备电磁波噪音以及方便回收。通风孔12设置在机盒的侧表面或后表面，以便将从电子装置11中的各种电子设备产生的热量散发出去。由于这个原因，通过通风孔12进入电子装置11的电磁波对电子设备发挥了一个坏的影响，或者，在电子装置11中产生的并通过通风孔12泄漏的电波对周边装置产生了一个坏的影响等。

因为根据该实施例的电磁波吸收器10薄而透气，热量能够被散发出去，而没有任何障碍。另外，因为电磁波吸收器10具有电磁波吸收功能，能够有效地防止电磁波从通风孔12进入或出去。

图15和16是一个视图，用于显示具有透明特性的电磁波吸收器的应用实例。图15是一个窗口及其附近的截面视图。图16是一个从房间一侧观察的电磁波吸收器的前视图。例如，一个玻璃窗口13安装到窗框14，该玻璃窗口13用于电磁波防护室如高层智能建筑房间、雷达控制房间、操作室、会计房间、计算机房间、工厂的生产控制房间、货车运行控制房间或战舰房间。片状电磁波吸收器10a和10b布置在玻璃窗口13的室内侧。电磁波吸收器10a和10b安装在导电栅格金属框架15中，就好像屏障被展开。电磁波吸收器10a和10b能够在必要时以箭头方向被打开和关闭。

如图11所示，当形成电磁波吸收器，以便每个孔2的轴向6倾斜于平面4a和4b，被用作每个电磁波吸收器10a和10b时，根据每个孔2的倾斜方向，可能获得：当外部光从上面照进房间时，获得天空的清晰视觉，当外部光从下面照进房间时，获得下面道路的清晰视觉，当外部光从左边照进房间时，获得左视图的清晰视觉，当外部光从右边照进房间时，获得右视图的清晰视觉。

一张照片、图画等能够被印刷在每个电磁波吸收器10a和10b上。每个电磁波吸收器10a和10b的形状可以随意设计。除了矩形形状，圆形形状、多边形形状、心形、星形、钻石形等可以被用作每个电磁波吸收器10a和10b的形状。另外，孔2的轴向6可以改变，以便提供不同的进入房间的光强度，从而改进内部装饰效果。

图17和18是用于解释根据本发明第二实施例的电磁波吸收器的视图。图17是一个电磁波吸收器的横向截面视图。图18是该电磁波吸收器的纵向截面视图。

该实施例与第一实施例的不同点在于：通过薄膜技术如CVD、喷镀或离子电镀法，形成一个铜、铝、银、铂、锌、锰等的非晶态金属薄膜，作为吸收薄膜8上的薄层19，或者通过涂抹方法或类似方法，形成碳(石墨)膜、载陶瓷碳(石墨)细颗粒薄膜等，作为吸收薄膜8上的薄层19。

尽管该实施例显示了一种形成单薄层19情况，本发明也可以应用于形成若干薄层19作为多层的情况。在后面的这种情况中，若干薄层19可以分别由不同材料组成，例如，第一薄层19由非晶态金属薄膜组成，第二薄层19由碳膜组成，第三薄层19由载陶瓷碳细颗粒薄膜组成。

尽管该实施例显示了一种在吸收薄膜8上形成薄层19的结构，本发明也可以应用于多层结构，其中，在薄层19上形成新的吸收薄膜8，或者在新的吸收薄膜8上进一步形成新的薄层19。

图19到21是用于解释根据本发明第三实施例的电磁波吸收器的实例的视图。图19是一个电磁波吸收器的横向截面视图。图20和21是该电磁波吸收器实例的纵向截面视图。

同样，在该实施例中，使用如图6到8所示的片状多孔衬底3，并且多孔衬底3的孔2填充有阻燃性或阻燃剂细颗粒(下文简称“阻燃性细颗粒”)16。

阻燃性细颗粒16包含粘附到阻燃性多孔细颗粒的表面及其孔中的细丝状碳。所使用的阻燃性多孔细颗粒的材料的例子包括：粘土多孔物质、氧化铝、硅氧化铝、上述注入熔融硅的碳化硅多孔物质、硅胶、碳多孔物质、沸石和无机纤维如玻璃纤维或硅氧化铝纤维的聚合物。

当阻燃性多孔细颗粒在高温下在接触反应的细颗粒沉积在阻燃性多孔细颗粒的孔中的条件下，接触到气态烃类或混合气态烃类，能够产生细丝状碳，并粘附到阻燃性多孔细颗粒的表面及其孔中。

例如，金属如镍、钴、铁、铜或钼或这些金属的混合物和贵金属如铂、铑或银被用作催化剂。例如，链烃如烷烃，烯烃或炔烃，脂环烃或芳香烃被用作烃。例如，天然气或石油气被用作包含混合物的烃类。

当阻燃性多孔细颗粒在高温下(如300℃到900℃)在接触反应的细颗粒附载在阻燃性多孔细颗粒的孔中的条件下，接触到气态烃类或气态的包含混合物的烃类，能够产生中空细丝状碳或螺旋状结构细丝状碳，并长在每个孔中。该细丝状碳是结晶碳和无定形碳的混合物。

如图19到21所示，包含粘附在阻燃性细颗粒16的孔中的细丝状碳的阻燃性细颗粒16被迫进入多孔衬底3的孔2中，从而获得片状电磁波吸收器10。

图22到24是用于解释根据本发明第四实施例的电磁波吸收器的视图。如图10到12所示，该实施例与第三实施例的不同点在于涂有吸收薄膜8的多孔衬底3的孔2被填充有包含沉积在阻燃性细颗粒16的孔中的细丝状碳的阻燃性细颗粒16。尽管该实施例显示了图10到12所示的多孔衬底3的孔2被填充有阻燃性细颗粒16的情况，本发明也可以应用于图17和18所示的多孔衬底3的孔2被填充有阻燃性细颗粒16的情况。

下面描述根据第一、第二、第三、第四实施例中的任意一个使用电磁波吸收器的形式的实例。图25显示了一个使用片状电磁波吸收器10的层压材料的例子。在图25中，通过层间粘合剂17将片状电磁波吸收器10彼此粘合在一起。尽管这个例子显示了切割成预定尺寸的各片电磁波吸收器10被碾压，本发明也可以应用于一长片电磁波吸收器10的折叠片被碾压。例如，一种普通的粘合剂如环氧树脂、乙烯树脂或合成橡胶能够被用作层间粘合剂17。另外，前述电磁波吸收高分子材料可以被用作层间粘合剂17。

图26显示了一个例子，其中，片状电磁波吸收器10被碾压，而一层阻燃性细颗粒16被插入电磁波吸收器10的各层之间。

图27显示了一个例子，其中，片状电磁波吸收器10的一个或每个相对面被涂有阻燃性细颗粒16。可以使用普通的粘合剂，或者可以使用前述电磁波吸收高分子材料作为用于涂抹的粘合剂。

图28显示了一个例子，其中，片状电磁波吸收器10被处理成三维形状如圆锥形或棱锥形，并且，该三维形状的中空部分被填充有阻燃性细颗粒16。

图29显示了一个例子，其中，每个片状电磁波吸收器10被加工成一个截面形状如具有三个边或更多边的多边形、圆形或椭圆行的棱柱，并且，每个棱柱的中空部分被填充有阻燃性细颗粒16。在图29中，使用大量这样的棱柱聚合在一起。

图30显示了一个例子，其中，片状电磁波吸收器10被用于与任意另外一种成分18如合成树脂、橡胶、织物或毡制品相结合。在图30中，片状电磁波吸收器10通过浇铸、粘结等手段被粘到另一种成分18。例如，该结合物能够被塑模成任意形状如拍子形状、帽子形状、挡板形状或支架形状。

图31到33显示了一个例子，其中，如上述具有透气且透明特性的片状电磁波吸收器10的结合物被用作建筑材料。在该例子中，六个如图31所示的具有可选尺寸所形成的三角形的片状电磁波吸收器10相结合产生一个如图32所示的像六边形平面的聚合体20。

例如，如图33所示，若干这样的聚合体20被用作建造富士圆屋顶结构的建筑材料。尽管类似聚合体20的平盘使用方式没有示出，但类似聚合体20的平盘被安装在轻的框架中或者粘结到隔热板或同样形状的强化板。尽管该例子显示了聚合体被用作建造富士圆屋顶结构的建筑材料，本发明也可以将聚合体用于建造在建筑物、机构、工厂等的电磁波防护空间的侧墙、天花板墙、地板墙、分隔墙等的建筑材料。另外，通过将聚合体20粘合到隔热板获得的每块复合板能够被用作建造房子的建筑材料，以便给对电磁波敏感的人们提供一个保护空间。尽管该例子显示了将三角形的电磁波吸收器10进行组合来产生六边形聚合体20，本发明也可以应用于将四边形或六边形的电磁波吸收器10进行组合来产生用作建筑材料的聚合体。

图34是用于显示根据本发明的电磁波吸收器在频率10MHz、100MHz和1GHz的电场防护特性的图表。图35是显示电磁波吸收器在同样频率的磁场防护特性的图表。图34和35显示的数据块是通过KEC方法的测量值。KEC方法是供近场中的评估使用。当使用一对微天线如微单级天线或环形天线时，电场防护特性和磁场防护特性都能够被测量。

图34和35中显示的各个例子的条件如下：

例子(a)：

每个孔2的轴向与图12所示的平面4a和4b倾斜成90°。该例子的厚度为2.0mm。

例子(b)：

如图11所示，每个孔2与平面4a和4b的倾斜角为70°。该例子的厚度为1.0mm。每个孔2的方向平行于电磁波的偏振面。

例子(c)：

倾斜角为70°。该例子的厚度为1.0mm。每个孔2的方向垂直于电磁波的偏振面。

例子(d)：

倾斜角为70°。该例子的厚度为1.5mm。每个孔2的方向平行于电磁波的偏振面。

例子(e)：

倾斜角为70°。该例子的厚度为1.5mm。每个孔2的方向垂直于电磁波的偏振面。

例子(f)：

倾斜角为45°。该例子的厚度为1.0mm。每个孔2的方向平行于电磁波的偏振面。

例子(g)：

倾斜角为45°。该例子的厚度为1.0mm。每个孔2的方向垂直于电磁波的偏振面。

例子(h)：

倾斜角为45°。该例子的厚度为1.5mm。每个孔2的方向平行于电磁波的偏振面。

例子(i)：

倾斜角为45°。该例子的厚度为1.5mm。每个孔2的方向垂直于电磁波的偏振面。

例子(j)：

倾斜角为70°。该例子是一个厚度1.5mm片和厚度1.0mm片的层压材料。每个孔2的方向平行于电磁波的偏振面。

例子(k)：

倾斜角为70°。该例子是一个厚度1.5mm片和厚度1.0mm片的层压材料。每个孔2的方向垂直于电磁波的偏振面。

例子(1)：

倾斜角为45°。该例子是一个厚度1.5mm片和厚度1.0mm片的层压材料。每个孔2的方向平行于电磁波的偏振面。

例子(m)：

倾斜角为40°。该例子是一个厚度1.5mm片和厚度1.0mm片的层压材料。每个孔2的方向垂直于电磁波的偏振面。

从图34和35显而易见，任何一个例子在10MHz到1GHz这样广的频率范围内具有较高的电场防护特性和较高的磁场防护特性。特别是，为了每个孔的方向倾斜于平面而形成的电磁波吸收器具有很好的防护特性。尤其特别是，由两片的层压材料组成的每个电磁波吸收器具有很好的防护特性。大多数传统的电磁波吸收器可以具有稍微高一点的电场防护特性，但不能期望有良好的磁场防护特性。另一方面，根据本发明的电磁波吸收器在电场防护特性和磁场防护特性都是很好的，并且优选地用于在微波频率带宽的电磁波防护。

图36是一个特征图表，用于显示防护性能，在在这种情况下具有图10和11显示的蜂窝结构并具有1.8mm厚度和21.4cm×26.6cm大小的两个片状电磁波吸收器被碾压。图37是一个特征图表，用于显示防护性能，在这种情况下，使用一个与图36所示相同的片状电磁波吸收器。

根据MIL-STD-285的方法测量防护性能。在图36和图37的每个图中，实线显示每个孔2的方向平行于电磁波偏振面的特性曲线，虚线显示每个孔2的方向垂直于电磁波偏振面的特性曲线。从图36和37显而易见，即时在频率高于20GHz的情况下，根据本发明的电磁波吸收器也具有良好的防护性能。特别地，如图36所示，当使用若干片电磁波吸收器的层压材料时，能够获得非常好的防护性能。

图38是一个特征图表，用于显示电磁波吸收器的电磁波回波损耗，其中，该电磁波吸收器具有大量的每个部分的高度为3cm直径为5cm的凸起部分，并且该电磁波吸收器是由具有图19和20所示的蜂窝结构的片状电磁波吸收器形成的，并且由填充有载石墨阻燃性细颗粒16并具有60cm×60cm大小的多孔陶瓷制成。

通过弧形方法测量特性。考虑多孔陶瓷密度和凸起部分形状的变化，回波损耗在纵向和横向分别被测量。在图38中，实线显示了每个孔2的方向平行于电磁波偏振面的特性曲线，实线显示了每个孔2的方向垂直于电磁波偏振面的特性曲线。

在图38所示中，当电磁波的频率在30GHz到40GHz范围内时，获得很好的吸收特性。通过调整形状、尺寸、凸起部分的分布、多孔陶瓷的密度、电磁波吸收器的厚度等，能够指定作为防护的主题的电磁波频带。在该例子中，由于电磁波吸收器内部填充有阻燃性细颗粒16，所以，该电磁波吸收器具有1300℃到1800℃的耐热性。

图39是一个特征图表，用于显示具有图19和20显示的蜂窝结构的片状电磁波吸收器的电磁波回波损耗，该吸收器是由填充有载石墨阻燃性细颗粒16并具有厚度为8mm和尺寸为60cm×60cm的多孔陶瓷制成。

通过弧形方法测量特性。考虑多孔陶瓷密度的变化，回波损耗在纵向和横向分别被测量。在图39中，实线显示每个孔2的方向平行于电磁波偏振面的特性曲线，虚线显示每个孔2的方向垂直于电磁波偏振面的特性曲线。

在图39显示的情况下，当电磁波的频率为60GHz时，能够获得很好的吸收效果。该电磁波吸收器优选地被用作在后部防碰撞装置或办公局域网中的适合60GHz的电磁波吸收器。当凸起部分没有形成时，电磁波频带作为吸收的主题内容通过调整颗粒的尺寸和多孔陶瓷的密度和每层的厚度等能够被指定，。同样，在该例子中，因为电磁波吸收器内部填充有阻燃性细颗粒16，电磁波吸收器具有1300℃或更高的耐热性。

从图38和39中显而易见，根据本发明的电磁波吸收器具有用于电磁防护的电磁波吸收功能以及电磁波反射功能。本发明中使用的“电磁波吸收器”概念包括具有用于电磁防护的电磁波反射功能的电磁波吸收器。

尽管该实施例显示了一种使用从具有图1显示的蜂窝结构的多孔滤板切割的片状多孔衬底的情况，但本发明并不限于此。当使用从具有图2或3显示的另一种结构的多孔滤板切割的片状多孔衬底，也能够获得与上述效果相同的效果。

例如，根据本发明的电磁波吸收器能够应用于下面的广泛领域：

(1)建筑材料，用于建造电磁消声室、高层智能建筑、行政室、会计房间、计算机房间、工厂的生产控制房间、火车运行控制房间等；

(2)交通工具，如飞机、火车、汽车、轮船等；

(3)各种装置，如通讯装置、OA装置、家用电器、测量装置、电子装置、医疗装置等；

(4)防护设施，如雷达控制塔等；

(5)印刷线路板、电子部件等的保护(特别是当使用透气性电磁波吸收器时，能够与保护功能一起获得等同于散热片(散热部件)的功能)；

(6)使用透气性的散热片(散热部件)；

(7)保护人体或类似的部件(如OA挡板、对于电磁波敏感的人的帽子，头盔，保护医疗装置的盖子如心脏起搏器，和用于在操作期间覆盖微波炉的微波炉罩)。

根据本发明的第一种方式，提供一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成，其中这些孔并没有被吸收薄膜堵塞，以便这些孔是透气的。

根据本发明的第二种种方式，提供一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量穿透该多孔衬底的孔；若干阻燃性的或阻燃剂颗粒，其具有细丝状碳粘附在其中的孔，多孔衬底的孔被这些阻燃性的或阻燃剂颗粒填充。

根据本发明的第三种方式，提供一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量穿透该多孔衬底的孔；一个吸收薄膜，在孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成；若干阻燃性的或阻燃剂颗粒，其具有细丝状碳粘附在其中的孔，覆盖多孔衬底的孔的吸收薄膜被这些阻燃性的或阻燃剂颗粒填充。

如上所述的电磁波吸收器具有高电磁波吸收性能，并能够制成薄而轻的，并能够在非常广的范围提供电磁波吸收性能，具有很好的可靠性，并能够应用于广泛的技术领域。

因为根据本发明的第一方式的电磁波吸收器具有透气性或(和)透明特性，所以，在任何要求透气或透明特性的地方电磁波能够被吸收并被切断。另外，根据第二方法和第三方法中的任意一个的电磁波吸收器具有的特性使其具有优良的阻燃性或抗燃性。

Claims (14)

1.一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在所述孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成，其中，所述孔并没有被所述吸收薄膜堵塞，从而所述孔是透气的。

2.一种电磁波吸收器，其包括：一个多孔衬底，其具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在所述孔的圆周表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成；若干阻燃性的或阻燃剂颗粒，其具有细丝状碳粘附在其中的孔，吸收薄膜覆盖填充有所述阻燃性的或阻燃剂颗粒的所述多孔衬底的孔。

3.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述多孔衬底由电磁波防护材料或电磁波吸收材料制成。

4.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述吸收薄膜由若干层电磁波吸收填料含量不同的吸收薄膜的层压材料制成。

5.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，进一步包括一薄层，其含有电磁波吸收金属或碳，用于覆盖所述吸收薄膜。

6.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述多孔衬底具有蜂窝结构。

7.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述多孔衬底中每个所述孔的轴向倾斜于所述多孔衬底的平面。

8.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述电磁波吸收高分子材料是一种由甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸丁酯的共聚物组成的改进的聚脂树脂。

9.一种电磁波吸收装置，其由复数个片状的电磁波吸收器层压而成；所述电磁波吸收器包括：一个多孔衬底，具有大量孔穿透该多孔衬底；一个吸收薄膜，在所述孔的周围表面形成，并由电磁波吸收填料和电磁波吸收高分子材料的混合物组成；其中所述孔没有被所述吸收薄膜堵塞，为透气性的。

10.根据权利要求9的电磁波吸收装置，其中，所述层压的电磁波吸收器通过由甲基丙烯酸异丁酯和丙烯酸丁酯的共聚物组成的改进的聚脂树脂相互整体地粘结在一起。

11.根据权利要求9的电磁波吸收装置，在所述片状电磁波吸收器和片状电磁波吸收器之间，具有细孔内粘附有细丝状碳的阻燃性或者抗燃性颗粒。

12.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述电磁波吸收器被三维地加工处理；并且所述处理过的电磁波吸收器的中空部分填充有阻燃性或抗燃性颗粒，该颗粒具有将细丝状碳粘附在其中的孔。

13.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述电磁波吸收器被布置在装配有电子部件印刷线路板的周边或电子部件的周边。

14.根据权利要求1或2的电磁波吸收器，其中，所述电磁波吸收器被用作建筑材料。

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