DE69125444T2

DE69125444T2 - Elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material mit doppelt umhüllten Partikeln

Info

Publication number: DE69125444T2
Application number: DE69125444T
Authority: DE
Inventors: Craig S Chamberlain; Glen Connell; William C Tait
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2011-09-12
Also published as: EP0479438A3; DE69125444D1; EP0479438A2; KR920007792A; JP3009763B2; EP0479438B1; JPH06342993A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Strahlung absorbierende Materialien, die ableitende Teilchen umfassen, die in dielektrischen Bindern dispergiert werden.

Hintergrund

Elektromagnetische Strahlung absorbierende Materialien umfassen typischerweise eine oder mehrere Arten von ableitenden Teilchen, die durch ein dielektrisches Bindermaterial dispergiert werden. Zum Beispiel wird in dem US-Patent 4,173,018 (Dawson et al.) ein Material offenbart, das aus einem isolierenden Harz und festen Eisenkügelchen von 3 Mikrometern Durchmesser oder festen Glaskügelchen von 0,4 Mikrometern Durchmesser besteht, die einen einzigen, 1,3 Mikrometer dikken Überzug aus Eisen bei einem Gesamtdurchmesser von 3 Mikrometern aufweisen. Die Teilchen machen bis zu 90 % des Gewichts des Verbundmaterials aus.
Im wesentlichen kugelförmige, feste Teilchen mit diesen Größen werden oft "Mikrokügelchen" genannt. Eine Variation des Mikrokügelchens ist die "Mikroperle", ein hohles Mikrokügelchen, das aus einem Material wie zum Beispiel Glas besteht. Auf Mikroperlen aus Glas lassen sich einzelne dünne Folienschichten aus nichtmagnetischem Metall aufbringen, und das Produkt kann durch polymere Binder dispergiert werden, wie in dem US-Patent 4,618,525 (Chamberlain et al.) erläutert ist.
Einfach beschichtete Mikroperlen, die durch polymere Binder dispergiert werden, werden zu elektromagnetischen Abschirmungszwecken verwendet. Zum Beispiel wird in dem US-Patent 4,624,798 (Gindrup et al.) ein Verbundmaterial beschrieben, in dem die Mikroperlen ein Netzwerk aus sich berührenden Teilchen bilden, das dem Vollmaterial so viel elektrische Leitfähigkeit verleiht, daß es als Strahlungsabschirmung wirkt, d.h. wie eine Folie aus leitendem Material.
In US-A-3,721,982 wird ein Körper offenbart, der elektromagnetische Strahlung in den UHF-, SHF- und EHF-Bereichen absorbieren kann und eine Vielzahl von eng nebeneinanderliegenden Kügelchen aufweist, deren Durchmesser zwischen etwa dem 0,1-fachen und dem 5-fachen der Wellenlänge dieser Strahlung liegen, und die in eine polymere Matrix eingebettet sind. Jedes Kügelchen besitzt einen nichtleitenden, vorzugsweise stark porösen kugelförmigen Kern, der mit einer oder mehreren Schichten aus auf Strahlung reagierendem (elektrisch leitendem und/oder magnetisch durchlässigem) Material überzogen ist, über der (denen) jeweils in vorteilhafter Weise eine dielektrische Schutzschicht liegt.
Die auf Strahlung reagierenden Schichten gemäß dem Referenzpatent werden offenbart als zusammengesetzt aus einer Masse aus kohlenstoffhaltigen oder ferromagnetischen Teilchen, die in einen nichtleitenden Binder eingebettet sind, und als eine Dicke von 0,01 mm bis 0,05 mm aufweisend.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein elektrisch nichtleitendes, elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material 12, umfassend eine Vielzahl von ableitenden Teilchen 11 und einen dielektrischen Binder 14, durch den die ableitenden Teilchen 11 dispergiert werden, wobei jedes der ableitenden Teilchen 11 umfaßt:
(a) ein Kernteilchen 13;
(b) eine ableitende Schicht 15 aus Metall, die auf der Oberfläche des Kernteilchens 13 liegt, wobei die ableitende Schicht 15 eine Dicke zwischen 0,05 und 10 Nanometern besitzt, und wobei die ableitende Schicht ständig über dem Kernteilchen 13 liegt; und
(c) eine Isolierschicht 17 über der ableitenden Schicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 ist ein Diagramm der errechneten Reflexionsgröße einer Strahlung, die normalerweise auf eine Oberfläche von zwei Ausführungsformen der Erfindung auftrifft, als Funktion der Einfallstrahlungsfrequenz.

Ausführliche Beschreibung

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist eine Strahlung absorbierende Fliese. Figur 1 ist eine Querschnittsansicht dieser Ausführungsform, bei der eine solche Fliese 10 aus einem Strahlung absorbierenden Material 12 besteht. Dieses absorbierende Material 12 wird aufgebracht auf die Strahlungseinfallseite (in der Figur die Oberseite) einer wahlweise einzusetzenden zweiten Komponente, eines elektrisch leitenden Materials 18. Das elektrisch leitende Material 18 wird bevorzugt, da es Strahlung, die nicht vollständig absorbiert wurde, zwecks weiterer Absorption zurück in das absorbierende Material 12 reflektiert. Ebenso ist ein wahlweise einzusetzendes Impedanzanpassungsmaterial 16 zu sehen. Das Impedanzanpassungsmaterial 16 wird bevorzugt, da es die Reflexion der einfallenden Strahlung von der Strahlungseinfallseite des absorbierenden Materials 12 vermindert.
Das absorbierende Material 12 umfaßt eine Vielzahl von zweifach beschichteten ableitenden Teilchen 11, die in einem dielektrischen Bindermaterial 14 durch Mischen oder Extrudieren dispergiert werden. Jedes der zweifach beschichteten ableitenden Teilchen 11 umfaßt ein Kernteilchen 13, eine ableitende Schicht 15 und eine Isolierschicht 17, wobei die letztere die äußerste Schicht ist.
Das Kernteilchenmaterial kann das gleiche sein wie das dielektrische Bindermaterial, im gewöhnlichen Falle sind die zwei Materialien jedoch nicht die gleichen, da die Kriterien für die Wahl der zwei Materialien nicht genau übereinstimmen.
Die ableitende Schicht 15 wird durch Dünnschichtauftragsverfahren auf das Kernteilchen 13 aufgebracht. Die Isolierschicht 17 kann mittels dieser Auftragsverfahren auf die ableitende Schicht 15 aufgebracht werden, oder sie kann als Reaktionsprodukt der ableitenden Schicht 15 ausgebildet werden. Im Rest dieser Erläuterung wird angenommen, daß jedes Element in der Vielzahl der zweifach beschichteten Teilchen im wesentlichen die gleiche Dicke wie die ableitende Schicht 15 aufweist, was jedoch nicht erforderlich ist. Im allgemeinen absorbieren dickere ableitende Schichten mehr Strahlung bei höheren Frequenzen. Auf diese Weise empfiehlt sich auf Grund des Bedarfs entweder an einem in einem Breitband oder in einem Schmalband absorbierenden Material eine geeignete Verteilung der Dicken der ableitenden Schichten.
Die bevorzugten Kernteilchen 13 weisen eine möglichst niedrige Dielektrizitätskonstante auf und wiegen so wenig wie möglich. Die Kernteilchen 13 können im wesentlichen kügelchenförmige Teilchen oder nadelförmige Fasern oder Flocken sein. Eine optimale Wirksamkeit wird erzielt, wenn die Größenverteilung der Kernteilchen gering ist, und dadurch besitzen die Kernteilchen 13 im Idealfall alle die gleiche Größe. Die Kernteilchen 13 werden vorzugsweise aus einem keramischen oder einem polymeren Material hergestellt.
Werden im wesentlichen kugelförmige Teilchen für die Kernteilchen 13 verwendet, werden eine niedrige Dielektrizitätskonstante und ein niedriges Gewicht bevorzugt, wodurch sich (hohle) Mikroperlen empfehlen, keine (festen) Mikrokügelchen. Das bevorzugte anorganische Material für die Mikroperlen ist Glas, jedoch sind auch polymere Materialien geeignet. Bei Mikroperlen aus Glas sind ein durchschnittlicher Außendurchmesser im Bereich von 10 bis 500 Mikrometern und eine Dicke (Differenz zwischen dem durchschnittlichen inneren und äußeren Radius) von 1 - 2 Mikrometern geeignet. Der bevorzugte Bereich der durchschnittlichen Außendurchmesser beträgt 20 bis 80 Mikrometer. Die bevorzugten Mikroperlen aus Glas sind Mikroperlen der Marke "SCOTCHLITE" aus Glas von der Minnesota Mining and Manufacturing Company.
Ein weiteres Verfahren zur Verminderung der Dielektrizitätskonstante der anorganischen Kernteilchen 13 besteht darin, deren Dichte zu verringern. Eine Methode dafür besteht darin, sie durch ein Sieb laufen zu lassen, in Methanol diejenigen aufschwimmen zu lassen, die nicht hindurchlaufen, und diejenigen zu beseitigen, die nicht aufschwimmen. Als Mikroperlen der Marke "SCOTCHLITE" S60/10000, die eine Dichte von 0,60 g/cm³ aufwiesen, durch ein Sieb mit einer Maschenweite von #325 mesh (Öffnungen von 44 Mikrometer Durchmesser) geführt wurden, wurden mit diesem Verfahren Mikroperlen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 70 Mikrometern hergestellt, wobei 90 % der Durchmesser im Bereich zwischen 50 und 88 Mikrometern lagen. (Diese geringe Verteilung der Teilchengrößen wird bevorzugt, jedoch vom Aufschwimmenlassen in Methanol nicht beeinflußt). Etwa 23 Gew.-% (8 Vol.-%) der durchgesiebten Mikroperlen ließen sich nicht aufschwimmen.
Damit zweifach beschichtete Mikroperlen durch die Dispergierung in das Bindermaterial unversehrt bleiben können, sollten die unbeschichteten Mikroperlen so fest sein, daß sie unzerdrückt bleiben, wenn sie einem Druck von vorzugsweise mindestens 6,9 x 10&sup5; Pascal unterworfen werden. Die bevorzugten Mikroperlen der Marke "SCOTCHLITE" S60/10000 aus Glas sind noch fester und halten dadurch einen Druck bis zu 6,9 x 10&sup7; Pascal aus. Die Ausführungsformen der Erfindung, bei denen diese festeren Mikroperlen in Bindern aus Siliconkautschuk verwendet werden, können Volumenbelastungsfaktoren bis zu 60 % aufweisen, ohne daß die zweifach beschichteten Mikroperlen in größerem Maße zerbrechen.
Werden nadelförmige Fasern eingesetzt, können polymere Materialien verwendet werden, obwohl das bevorzugte Material entweder zermahlenes Glas oder das von der Minnesota Mining and Manufacturing Company als "NEXTEL" 440 bezeichnete Keramikprodukt ist. Die letztgenannten Fasern besitzen einen durchschnittlichen Durchmesser von 8 bis 10 Mikrometern und weisen vorzugsweise Seitenverhältnisse von 1 bis 40 auf, wie diese aus längeren Fasern durch Zertrennen mit einer Rasierklinge hergestellt werden können. Werden anorganische Flocken eingesetzt, ist Glimmer das bevorzugte Material.
Die ableitende Schicht 15 ist aus Metall. Bevorzugte Metalle sind Wolfram, Chrom, Aluminium, Kupfer, Titan, Eisen, Zirconium und nichtrostender Stahl.
Die ableitende Schicht 15 ist relativ zu der Größe der Kernteilchen äußerst dünn. Bei diesen Materialien mit der Leitfähigkeit von Metallen liegt die Dicke im Bereich von 0,05 Nanometern bis 10 Nanometern und vorzugsweise von etwa 0,4 nm bis 2,0 nm, je nach dem gewählten Material. Schichten, die so extrem dünn sind, werden oft als "ultradünne" Schichten oder Filme bezeichnet. Die Dicke der Schicht 15 sollte innerhalb von 10 Prozent und vorzugsweise innerhalb von 5 Prozent gleichmäßig sein. Im allgemeinen wird dies erreicht, indem die Auftragsmenge vermindert und die Auftragszeit verlängert wird.
Eine wirksame Untergrenze für die Materialmenge in der ableitenden Schicht 15 ergibt sich aus der Identität des Materials. Mit relativ geringen Materialmengen läßt sich keine ultradünne Schicht bilden, sondern statt dessen entstehen kleine "Perlen" an einer oder an mehreren Stellen auf der Oberfläche des Kernteilchens. Dadurch vermindert sich die Absorptionswirksamkeit gemäß der Erfindung. Auf diese Weise wird durch die Identität des Materials, da die Materialien eine unterschiedliche Neigung zur Bildung von Perlen aufweisen, effektiv eine Untergrenze für die Materialmenge gesetzt, die zur Ausbildung einer ultradünnen Schicht überhaupt erforderlich ist. Deshalb wird für die Zwecke dieser Erfindung mit dem Begriff "ultradünne Schicht" eine Schicht bezeichnet, die eine so große Materialmenge aufweist, daß sich keine Perlen auf der Substratschicht bilden können (bei der es sich um das Kernmaterial oder eine andere ultradünne Schicht handeln kann).
Selbst wenn eine ultradünne Schicht ausgebildet wird, kann diese eine "zusammenhängende" Schicht sein, d.h. eine, bei der Unebenheiten von mehr als Atomgröße in der Schicht vorhanden sind, die Unebenheiten jedoch nicht so groß sind, daß sich Perlen auf einem sehr großen Abschnitt der Oberfläche des Substratschicht bilden würden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die ultradünne Schicht jedoch so dick, daß die gesamte Substratschicht mit einem durchgehenden Mantel zugedeckt wird. Der Begriff "durchgehend" umfaßt auch ultradünne Schichten, die Unebenheiten von Atomgröße oder "Nadellöcher" aufweisen, die so klein sind, daß sie die elektrische Kontinuität, die auf Elektronenuntertunnelung oder andere Phänomene zurückzuführen ist, nicht beseitigen.
Die Absorptionseigenschaften für elektromagnetische Strahlung gemäß der Erfindung lassen sich auf die Polarisierung der ableitenden Schicht 15 zurückführen. Da die Komponente des elektrischen Feldes in der einfallenden Strahlung in einer Richtung orientiert ist, neigen die Elektronen in der ableitenden Schicht 15 dazu, in der Gegenrichtung zu fließen und einen elektrischen Strom und eine Widerstandsaufheizung zu erzeugen. Die Energie, die zum Aufrechterhalten dieser Aufheizung erforderlich ist, wird aus dem elektrischen Feld abgezogen, und deshalb wird die einfallende Strahlung absorbiert.
Ist jedoch die Materialmenge in der ableitenden Schicht 15 zu groß, treten Depolarisierungswirkungen auf und vermindern die Effektivität des Widerstandsaufheizungsvorgangs. Durch die von dem elektrischen Feld induzierte Dipol-Wechselwirkung wird das überschüssige Material in der Gegenrichtung zu dem induzierten Feld polarisiert (d.h. in der gleichen Richtung wie das einfallende elektrische Feld), und dadurch wird die Menge an induziertem elektrischem Strom verringert.
Eine Methode, um einen geeigneten Dickenbereich festzulegen, besteht darin, einen Parameter "B" zu betrachten. Bei kugelig geformten ableitenden Teilchen 11 ist B als "Perlenparameter" bekannt und ist das Verhältnis des Produkts aus der Frequenz der einfallenden Strahlung und des Radius der Kernteilchen, dividiert durch das Produkt aus der Dicke der ableitenden Schicht und der Leitfähigkeit der ableitenden Schicht. Im allgemeinen sind die Strahlungsfrequenz für den jeweiligen Verwendungszweck und der Radius der Kernteilchen bekannt, und die Prozeßbedingungen werden so variiert, daß die Dicke und die Leitfähigkeit der ableitenden Schicht reguliert werden.
Die Leitfähigkeit der ultradünnen Schicht ist nicht die gleiche wie die Volumenleitfähigkeit des Materials, aus dem die Schicht besteht. Das ist so, weil die elektronische Verhaltensweise ultradünner Schichten von Natur aus anders ist als die von Vollmaterialien, und weil in der ultradünnen Schicht eingeschlossene Verunreinigungen auf Grund ihres proportional größeren Vorhandenseins in dem Material eine große Auswirkung zeigen. Bei Metallen wird die Leitfähigkeit ultradünner Schichten annähernd konstant gehalten und wird die Dicke gesteuert. Im allgemeinen sind dickere Schichten bei höheren Einfallsfrequenzen erwünscht, und umgekehrt. Bei mit Wolfram beschichteten Mikroperlen ergeben sich die optimalen Werte von B für den Bereich von 1 bis 20 GHz aus einer 1 nm dicken Wolframschicht auf einer Mikroperle mit etwa 50 Mikrometer Außendurchmesser.
Die Isolierschicht 17 besteht vorzugsweise aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirconiumoxid oder Titandioxid. Die Wahl des Materials für die ableitende Schicht 15 beeinflußt die Wahl des Materials für die Isolierschicht 17. Wenn zum Beispiel in der ableitenden Schicht 15 Zirconium verwendet wird, ist Zirconiumoxid das bevorzugte Material für die Isolierschicht 17, da diese durch thermische Oxidation der Außenfläche des Zirconiums ohne direktes Auftragen einer zweiten Schicht ausgebildet werden kann. Eine ähnliche Situation liegt bei Titandioxid vor, das als Schicht auf Titan aufgebracht wird. Natürlich könnte die Isolierschicht 17 bei allen diesen Beispielen separat auf die Schicht 15 aufgebracht werden. Dadurch kann die Isolierschicht 17 in der Praxis ein Reaktionsprodukt der ableitenden Schicht 15 sein, braucht dies jedoch nicht zu sein.
Wenn die Isolierschicht 17 jedoch ausgebildet ist, liegt sie vorzugsweise in einer Dicke von 1 bis 10 nm, vorzugsweise von etwa 2 nm, über der anorganischen Schicht 15. Auf Grund der Isolierschicht 17 können die ableitenden Teilchen 11 in dem absorbierenden Material 12 mit ziemlich hohen Volumenbelastungsverhältnissen vorhanden sein, obwohl ein Kontakt zwischen den Teilchen möglich ist. Dieser Kontakt kann dazu führen, daß das absorbierende Material 12 effektiv zu einer leitfähigen Folie wird, die Strahlung reflektiert, anstatt sie zu absobieren. Die Isolierschicht 17 trägt auch dazu bei, daß die ableitende Schicht 15 nicht infolge von Oxidation oder anderen Prozessen abgebaut wird. Bei ultradünnen Schichten aus Metall ist zu erwarten, daß sie mit der Zeit oxidieren, was zu einer Änderung der Dielektrizitätskonstante des Verbundmaterials führt. Bei ultradünnen Schichten aus Wolfram treten meßbare Änderungen des spezifischen Pulverwiderstands in manchen Fällen in einem Zeitraum von Stunden auf. Wird eine Schicht aus Aluminiumsuboxid hinzugefügt, entsteht ein Material mit einer Dielektrizitätskonstante, die über einen Zeitraum von Monaten oder länger konstant bleibt. Wie bei der ableitenden Schicht 15 ist die Isolierschicht 17 eine ultradünne Schicht, die zusammenhängend sein kann, jedoch bei bevorzugten Ausführungsformen durchgehend ist und eine gleichmäßige Dicke aufweist.
Der dielektrische Binder 14 kann aus einem keramischen, polymeren oder elastomeren Material hergestellt werden. Keramische Binder werden für Zwecke bevorzugt, bei denen hohe Temperaturen einwirken, wohingegen polymere Binder wegen ihrer Flexibilität und Leichtheit bevorzugt werden. Es eignen sich viele polymere Binder, zum Beispiel solche aus Polyethylenen, Polypropylenen, Polymethylmethacrylaten, Urethanen, Celluloseacetaten, Epoxidharzen und Polytetrafluorethylen (PTFE). Geeignete elastomere Binder sind Naturkautschuke und synthetische Kautschuke, wie zum Beispiel die unter der Handelsbezeichnung "NEOPREN" bekannten Polychloroprenkautschuke, und diejenigen, die auf Ethylen-Propylen-Dien-Monomeren (EPDM) basieren. Weitere bevorzugte Binder sind Siliconverbindungen, zu beziehen unter den Bezeichnungen RTV-11 und RTV-615 von der General Electric Company.
Der dielektrische Binder könnte aus wärmehärtendem oder thermoplastischem Material hergestellt werden. Wärmehärtende Materialien härten irreversibel aus, sobald sie erhitzt wurden, und können nicht wieder geschmolzen und neu geformt werden. Thermoplastische Materialien lassen sich wiederholt erhitzen und neu formen. In beiden Fällen können die Materialien durch eine oder mehrere Kräfte, die von außerhalb des Binders wirken, aufgeheizt und zu einer Form gehärtet werden. Typischerweise kommt die Kraft durch Wärmeleitung oder Druck zustande, kann jedoch auch durch Einwirkung der Schwerkraft oder eines Unterdrucks entstehen. In dieser Hinsicht unterscheiden sich die für die vorliegende Erfindung geeigneten Binder von den in dem US-Patent 4,814,546 (Whitney et al.) beschriebenen "anformbaren" Materialien, bei denen im Innern des Binders wirkende molekulare Kräfte notwendig sind (zum Beispiel eine mechanische Spannung in einem dehnbaren Material), um die Änderung der Form des absorbierenden Materials hervorzurufen.
Viele Arten von Klebstoffen besitzen die erforderlichen thermoplastischen oder Wärmehärtungseigenschaften. Ein Klebstoff ist ein Material, das einen engen Kontakt mit einer Fläche eingeht, so daß eine mechanische Kraft durch die Kontaktzwischenfläche hindurch übertragen werden kann. Geeignete thermoplastische und wärmehärtende Klebstoffe sind (wenn auch nicht auf diese beschränkt) Polyamide, Polyethylene, Polypropylene, Polymethylmethacrylate, Urethane, Celluloseacetate, Vinylacetate, Epoxidharze und Silicone.
Alternativ eignen sich die oben erwähnten anformbaren Materialien auch für andere Ausführungsformen der Erfindung. Zum Beispiel kann ein thermoplastischer, durch Wärme schrumpfbarer Binder hergestellt werden aus vernetzten oder orientierten kristallisierbaren Materialien wie Polyethylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid; oder aus amorphen Materialien wie Siliconen, Polyacrylaten und Polystyrolen. Durch Lösungsmittel schrumpfbare oder mechanisch dehnbare Binder können Elastomere sein, wie zum Beispiel Naturkautschuke oder synthetische Kautschuke wie reaktionsfähige Dienpolymere; geeignete Lösungsmittel sind aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe. Spezielle Beispiele für solche Materialien sind beschrieben in dem US-Patent 4,814,546 (Whitney et al.).
Der Binder kann homogen sein oder eine Matrix aus miteinander verschlungenen Fibrillen bilden, wie zum Beispiel die in dem US-Patent 4,153,661 (Ree et al.) beschriebene Matrix aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Im allgemeinen wird ein absorbierendes Material bei dieser Ausführungsform in einem Fibrillierungsvorgang ausgebildet, umfassend die Herstellung einer wassergesättigten Paste aus zweifach beschichteten Teilchen und PTFE-Teilchen, das intensive Mischen bei 50º C bis 100 ºC, das biaxiale Kalandrieren bei 50 ºC bis 100 ºC und das Trocknen bei 20 ºC bis 100 ºC. Das Verbundmaterial aus PTFE- Fibrillen und -Teilchen besitzt die hohe Zugfestigkeit der PTFE-Matrix.
Damit das absorbierende Material 12 wirksam wird, sollte es eine Dicke von mehr als einem Vierzigstel (2,5 Prozent) der absorbierten Wellenlänge in der Ausbreitungsrichtung der Strahlung besitzen. Die Erfindung eignet sich für die Absorption einer Strahlung über einen möglichst breiten Einfallsfrequenzbereich, in der Größenordnung von ungefähr 2 bis 40 GHz. Dabei muß eine Dicke in der Größenordnung von mehr als etwa 0,2 mm vorhanden sein. Dickere Schichten bringen im allgemeinen eine stärkere Absorption hervor, jedoch sind höheres Gewicht und geringere Flexibilität in vielen Einsatzbereichen nicht erwünscht. Somit sind Schichten mit Dicken bis zu einem Viertel (25 Prozent) der absorbierten Wellenlänge zwar möglich, werden jedoch nicht bevorzugt. Diese Obergrenze der Dicke liegt in dem gleichen Frequenzbereich zum Beispiel in der Größenordnung von etwa 37,5 mm, jedoch läßt sich eine ausreichende Absorption auch mit Schichten mit einer Dicke in der Größenordnung von 2,0 mm oder weniger erzielen.
Das absorbierende Material 12 kann eine geringere relative Dichte aufweisen, die zu einer Minderung des Gewichts der Fliese 10 führt. Die Volumenbelastungsfaktoren für Verbundmaterialien, die Mikrokügelchen aus Carbonyleisen enthalten, liegen typischerweise im Bereich von 40 bis 65 Prozent, und die relative Dichte von Eisen beträgt 7,9 g/cm². Bei der vorliegenden Erfindung liegt der Volumenbelastungsfaktor im Bereich von 30 bis 65 Prozent, die relative Dichte der zweifach beschichteten Teilchen ist jedoch viel geringer und liegt im Bereich von 0,10 bis 0,60 g/cm². Man betrachte zum Beispiel ein absorbierendes Material mit einer Volumenbelastung von 60 Prozent an Teilchen und einem Binder mit einer relativen Dichte von 1,0. Wird das absorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert, beträgt die relative Dichte des erfindungsgemäßen absorbierenden Materials 0,40 bis 0,46. Bei einem ähnlichen, jedoch nicht erfindungsgemäßen absorbierenden Material, das Eisenkügelchen enthält, beträgt die relative Dichte 5,1 oder etwa das 11- bis 13-fache derjenigen des erfindungsgemäßen absorbierenden Materials. Das zeigt, daß das auf den Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung befindliche Metall sehr effizient eingesetzt wird, d.h. es macht nur etwa 0,01 (Gew.)-% des erfindungsgemäßen absorbierenden Materials aus, jedoch etwa 92 (Gew.)-% des nicht erfindungsgemäßen absorbierenden Materials, das Eisenkügelchen enthält.
Das absorbierende Material 12 ist elektrisch nichtleitend, d.h. es weist einen hohen spezifischen Gleichstromwiderstand auf. Ist der spezifische Widerstand zu niedrig, wird das absorbierende Material 12 effektiv zu einer leitenden Folie, die die Strahlung reflektiert, anstatt sie zu absorbieren. Der spezifische Widerstand von Eisen beträgt zum Beispiel etwa 10&supmin;&sup5; Ohm/cm bei Zimmertemperatur. Isolierschichten weisen typischerweise spezifische Widerstände von 10¹² Ohm/cm oder mehr auf. Proben des absorbierenden Materials 12 mit einer Volumenbelastung von 60 % an aufgebrachten Mikroperlen wiesen gemessene spezifische Widerstände von mehr als 2 x 10&sup8; Ohm/cm bei Zimmertemperatur auf, was anzeigt, daß sie nichtleitend waren.
Jedes elektrisch leitende Material eignet sich für das wahlweise einzusetzende, elektrisch leitende Material 18. Das absorbierende Material 15 kann an das elektrisch leitende Material 18 gebunden werden, indem das erstere auf das letztere extrudiert wird und das erstere aushärten kann. Zum Extrudieren eignen sich viele thermoplastische Binder, insbesondere solche aus Polyvinylchloriden, Polyamiden und Polyurethanen. Das elektrisch leitende Material 18 kann ein Draht oder ein Kabel anstelle der in Figur 1 dargestellten ebenen Folie sein. Alternativen zum Extrudieren sind die Anwendung von Klebstoffen und von Verfahren, bei denen ein Wärmeguß an Ort und Stelle erfolgt.
Bei jeder Ausführungsform der Erfindung wird die Impedanzanpassung des absorbierenden Materials an das einfallende Medium (gewöhnlich Luft) bevorzugt, diese ist jedoch nicht erforderlich. Die Impedanzanpassung erfolgt durch ein Material, das die Durchlässigkeit der einfallenden Strahlung zu der absorbierenden Schicht maximiert. Bei der Ausführungsform in Figur 1 ist ein wahlweise einzusetzendes Impedanzanpassungsmaterial 16 als Bestandteil der Fliese 10 dargestellt. Das Impedanzanpassungsmaterial 16 ist an die Strahlungseinfallseite des absorbierenden Materials 12 gebunden. Die Koextrusion und der Einsatz von Klebstoffen sind geeignete Verfahren, um die Materialien aneinander zu binden. Abmessungen, Gewicht und weitere Eigenschaften des Impedanzanpassungsmaterials 16 sind zu betrachten bei der Konstruktion einer kompletten Fliese 10.
Eine geeignete Impedanzanpassungsschicht 16 ist eine Schicht aus polymerem Material mit großen Einschlußmengen an Luft, wie zum Beispiel in mit Luft gefüllten Mikroperlen aus reinem Glas, die in die oben beschriebenen polymeren Bindermaterialien eingebettet sind. Ein geeignetes Impedanzanpassungsmaterial enthält zum Beispiel 5 bis 25 Vol.-% Mikroperlen der Marke "SCOTCHLITE" aus Glas, Typ S60/10000, die in einem synthetischen Kautschuk dispergiert sind, wie zum Beispiel in dem aus dem EDPM-Harz hergestellten, das von der E.I. DuPont de Nemours Company als Marke "NORDEL", Typ 1440, bezeichnet wird.
Des weiteren ist eine laminierte Struktur möglich, bei der jede Laminatschicht individuell gemäß der obigen Beschreibung konstruiert ist. Eine Laminatschicht kann zum Beispiel ein absorbierendes Material sein, das zweifach beschichtete Mikroperlen aus Glas enthält, eine zweite Laminatschicht kann ein absorbierendes Material sein, das zweifach beschichtete Keramikfasern enthält, und eine dritte Laminatschicht kann ein absorbierendes Material sein, das zweifach beschichtete anorganische Flocken enthält. Vorzugsweise kommen zwei bis fünf Schichten zur Anwendung. Die Gesamtdicke der laminierten Konstruktion kann sogar 40 Zentimeter betragen, obwohl an jeder Laminatschicht im allgemeinen die oben beschriebenen Dikkenbeschränkungen eingehalten werden. Wird eine laminierte Konstruktion angewandt, kann das Absorptionsprofil der Verbundkonstruktion auf einen speziellen Frequenzbereich und eine entsprechende Bandbreite "abgestimmt" werden.
Die Erfindung braucht nicht die Form einer ebenen Folie zu besitzen, die in Figur 1 zu sehen ist. Bei einem zylindrischen Leiter wird zum Beispiel ein vordimensionierter flexibler zylindrischer Mantel bevorzugt, um eine mögliche Dehnung, Rißbildung oder Delaminierung einer ebenen laminierten Folie zu minimieren. Der vorgeformte zylindrische Mantel könnte seiner Länge nach aufgeschnitten, bei geringem Verzug um den Leiter herumgewickelt (oder längs der Längsachse des Leiters aufgeschoben) und dann festgeklebt werden. Die durch die Ränder der Aufschneidstelle gebildete Fuge könnte versiegelt werden.
Die genaue Wahl der Materialien richtet sich nach den gewünschten Endabsorptionseigenschaften als Funktion der Frequenz und nach dem erforderlichen physikalischen Zweck. Mit der Wahl der Materialien werden auch die Verfahrensweise und die Vorrichtungen festgelegt, die zum Zusammenfügen des absorbierenden Materials notwendig sind, wie durch die folgenden Beispiele veranschaulicht wird.

Beispiele 1 bis 8: Mit Aluminiumsuboxid und Wolfram beschichtete Glasperlen

Bei jeder Partie in den Beispielen wurden 200 cm³ Mikroperlen der Marke "SCOTCHLITE" aus Glas, Typ S60/10000 durch ein Sieb von 325 mesh (44 Mikrometer) geführt. Die Mikroperlen, die nicht durch das Sieb hindurchliefen, ließ man in Methanol aufschwimmen, und diejenigen, die sich nicht aufschwimmen ließen, wurden beseitigt, und der Rest konnte dann in Luft trocknen. Die festgehaltenen Mikroperlen hatten einen durchschnittlichen Durchmesser von 70 Mikrometern, wobei 90 % der Mikroperlen einen Durchmesser zwischen 50 und 88 Mikrometer aufwiesen, sowie eine durchschnittliche Oberfläche (ermittelt mit dem BET-Verfahren) von 0,33 m²/g.
Die Mikroperlen wurden im wesentlichen unter Anwendung des gleichen Verfahrens hergestellt, das in dem US-Patent 4,618,525 (Chamberlain et al.) erläutert ist. Sie wurden in einer Unterdruckkammer taumelbehandelt, wobei sie 120 Minuten mit einem Wolframdampf aufgesputtert wurden. Die Sputterkathode war eine wassergekühlte rechteckige Fangelektrode mit einer Größe von 12,7 x 20,3 cm. Es wurde das Gleichstromverfahren mit Planarmagnetronquelle angewandt. Der Druck des Sputtergases aus Argon betrug 0,53 Pascal, und der Untergrunddruck betrug etwa 1,33 x 10&supmin;³ Pascal. In Tabelle 1 sind verschiedene Parameter und Ergebnisse für die Partien in den Beispielen aufgeführt. Tabelle 1
Es wurde das prozentuale Gewicht der ableitenden Wolframschicht bestimmt, indem Teile der Partien in verdünnter Fluorwasserstoffsäure in Kombination mit Salpetersäure, Salzsäure oder Schwefelsäure, je nach Bedarf, gelöst wurden. Die entstandenen Lösungen wurden durch Atomemissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Argonplasma analysiert.
Die durchschnittliche Dicke jeder Wolframschicht wurde errechnet aus dem prozentualen Gewicht des Metalls und der spezifischen Oberfläche der unbeschichteten Mikroperlen als:
t = (10*W)/(D*S)
wobei
t = durchschnittliche Schichtdicke in nm
W = prozentuales Gewicht der Schicht
D = Dichte des Schichtmaterials (19,3 g/cm³ bei Wolfram)
S = Oberfläche der Mikroperlen (m²/g)
Dann wurde jede Partie durch das gleiche Verfahren mit einer Fangelektrode aus Aluminium durch Aufsputtern beschichtet, wobei Sauerstoff in einer Menge von 4,0 cm³/min in der Nähe der Teilchen in die Kammer eingelassen wurde. Dadurch entstand eine Isolierschicht aus nichtstöchiometrischem Aluminiumoxid von ungefähr 2,0 nm Dicke.
Die zweifach beschichteten Teilchen wurden mit Hilfe eines Laborspatels und eines Meßbechers für 30 ml von Hand in einen Binder aus Epoxidharz eingemischt. Das Bindermaterial war ein Elektroharz "SCOTCHCAST" des Typs 5, geliefert von der Minnesota Mining and Manufacturing Company. Dieses Produkt ist ein bei Zimmertemperatur härtendes Zweikomponenten- Epoxidharz, das aus zwei (Gewichts)-Teilen eines Diglyzidethers von Bisphenol A zu einem (Gewichts)-Teil einer 20 %- igen Lösung von Diethylentriamin in einem aromatischen Öl besteht. Die Mischungen wurden etwa 10 Minuten in ein Vakuum gebracht, um eingeschlossene Luft zu beseitigen, und dabei gemischt.
Die Volumenbelastungen der Teilchen in dem Harz betrugen 60 % bei den Beispielen 1 und 6 - 8 sowie 50,0 % bzw. 53,5 % bzw. 57,0 % bzw. 60,5 % bei den Beispielen 2 - 5.
Die Mischungen wurden aufgetragen und zwischen zwei Mikroskop-Objektträgern von 75 x 25 mm aus Glas eingepreßt, wobei Abstandshalter von 1 mm benutzt wurden, und konnten 12 Stunden bei Zimmertemperatur aushärten, worauf die Objektträger herausgenommen wurden. Dabei entstanden acht Proben aus gehärteten, Strahlung absorbierenden Materialien.
Die gehärteten Verbundmaterialien wurden von den Objektträgern genommen und maschinell zu flachen, runden Ringen verarbeitet. Jeder Ring hatte einen Außendurchmesser von 7,0 mm ± 0,0076 mm, einen Innendurchmesser von 3,5 mm ± 0,0076 mm und eine bekannte Dicke von ungefähr 1 mm. Die Ringe wurden in einer bis auf ± 0,1 mm bekannten Lage in eine 6 cm lange koaxiale Luftleitung gebracht, die mit einer Präzisions- Mikrowellenmeßanlage des Modells 8510A von Hewlett-Packard verbunden war. Die ringförmigen Substrate aus Kunststoff, die dazu dienten, die Ringe festzuhalten, hatten eine relative Dielektrizitätskonstante von 2,58 und eine relative Durchlässigkeit von 1,00.
An jedem Ring wurden 200 Einstufenmessungen von 0,1 bis 20,1 GHz vorgenommen. Die Messungen der Durchlässigkeit und der Reflexion der Strahlung durch die Probe dienten dazu, die realen und die imaginären Anteile an den Dielektrizitätskonstanten und den Durchlässigkeiten der Proben als Funktion der Einfallsfrequenz zu berechnen.
Die errechneten Werte der Dielektrizitätskonstanten und der Durchlässigkeit für Beispiel 1 dienten dazu, Figur 2 zu entwickeln, die (in "A") die vorausgesagte Reflexionsgröße der Strahlung zeigt, die senkrecht zu einer 2,18 mm dicken Schicht des Verbundmaterials über einer leitenden Grundebene einfällt. Mit den Ergebnissen wird die gewünschte ausgedehnte und starke Absorptionsreaktion von mindestens 5 dB über einen Bereich von etwa 7,5 bis 20 GHz und von mindestens 10 dB über einen Bereich von etwa 9,5 bis etwa 11,5 GHz vorausgesagt.
Ebenfalls ist (in "B") die günstige Wirkung des Hinzufügens einer Impedanzanpassungsschicht zu dem Verbundmaterial dargestellt, insbesondere einer 2,66 mm dicken Schicht aus homogenem Material mit einer Dielektrizitätskonstante von 2,6. Das Absorptionsverhalten erweitert sich und verstärkt sich auch auf mindestens 5 dB über einen Bereich von etwa 6,5 bis mehr als 20 GHz und auf mindestens 10 dB über einen Bereich von etwa 7,5 bis mehr als 20 GHz. Es lassen sich zwei Bereiche mit einer Absorption von mindestens 15 dB voraussagen: der erste von 8 bis 12 GHz mit einem Maximum von nahezu 30 dB bei etwa 9 GHz und der zweite von 13 bis 19 GHz mit einem örtlichen Maximum von mehr als 20 dB bei etwa 17 GHz.

Beispiel 9: Mit Aluminiumsuboxid und Wolfram beschichtete Glimmerflocken

Es wurden die Verfahrensweisen der Beispiele 1 bis 8 mit Ausnahme der Änderungen unten befolgt, wobei die Ergebnisse folgendermaßen lauteten:
(1) Es wurden Glimmerflocken verwendet, die von Suzorite Mica Products, Inc. bezogen wurden und die Bezeichnung 200HK tragen. Dieses Produkt enthält Teilchen, die nicht größer als 75 Mikrometer sind, eine Dichte von 2,9 g/cm³ aufweisen und eine durchschnittliche Oberfläche von 2,8 m²/g besitzen.
(2) Die Glimmerflocken (460 g) wurden 180 Minuten bei einer aufgebrachten Energie von 1,1 kW mit einem Wolframdampf aufgesputtert.
(3) Das prozentuale Gewicht der ableitenden Wolframschicht betrug 1,7 %.
(4) Die durchschnittliche Dicke jeder Wolframschicht wurde mit 0,3 nm errechnet.
(5) Dann wurden die mit Wolfram beschichteten Glimmerflocken mit Aluminiumsuboxid bis zu einer Dicke von etwa 2 nm aufgesputtert.
(6) Die Volumenbelastung der Teilchen in dem Harz betrug 15 %.
Eine qualitative Prüfung der errechneten Kurven der Durchlässigkeit als Funktion der Frequenz ergab eine akzeptable Absorptionswirksamkeit.

Beispiel 10: Mit Aluminiumsuboxid und Wolfram beschichtete zermahlene Glasfasern

Es wurden die Verfahrensweisen der Beispiele 1 bis 8 mit Ausnahme der Änderungen unten befolgt, wobei die Ergebnisse folgendermaßen lauteten:
(1) Es wurden zermahlene Glasfasern verwendet, die von der Owens Corning Company bezogen wurden und die Bezeichnung "FIBERGLAS" tragen. Dieses Produkt enthält Glasfasern, die einen Durchmesser von 16 Mikrometern und Längen von etwa 1 bis 300 Mikrometern besitzen. Sie hatten eine Dichte von 2,56 g/cm³ und eine durchschnittliche Oberfläche von 0,17 m²/g.
(2) Die Glasfasern (202 g) wurden 135 Minuten bei einer aufgebrachten Energie von 0,5 kW mit einem Wolframdampf aufgesputtert.
(3) Das prozentuale Gewicht der ableitenden Wolframschicht betrug 0,45 %.
(4) Die durchschnittliche Dicke jeder Wolframschicht wurde mit 1,2 nm errechnet.
(5) Dann wurden die mit Wolfram beschichteten Glasfasern mit Aluminiumsuboxid bis zu einer Dicke von etwa 2 nm aufgesputtert.
(6) Die Volumenbelastung der Teilchen in dem Harz betrug 33%.
Eine qualitative Prüfung der errechneten Kurven der Durchlässigkeit als Funktion der Frequenz ergab eine akzeptable Absorptionswirksamkeit.

Claims

1. Elektrisch nichtleitendes, elektromagnetische Strahlung absorbierendes Material (12), umfassend eine Vielzahl von ableitenden Teilchen (11) und einen dielektrischen Binder (14), durch den die ableitenden Teilchen (11) dispergiert werden, wobei jedes der ableitenden Teilchen (11) folgendes umfaßt:

(a) ein Kernteilchen (13);

(b) eine ableitende Schicht (15) aus Metall, die auf der Oberfläche des Kernteilchens (13) liegt, wobei die ableitende Schicht (15) eine Dicke zwischen 0,05 und 10 Nanometer besitzt, und wobei die ableitende Schicht ständig über dem Kernteilchen (13) liegt; und

(c) eine Isolierschicht (17) über der ableitenden Schicht.

2. Absorbierendes Material (12) nach Anspruch 1, bei dem das Kernteilchen (13) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Mikrokügelchen, Mikroperlen, Fasern und Flocken.

3. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kernteilchen (13) eine Mikroperle aus Glas ist mit einem durchschnittlichen Außendurchmesser zwischen 10 und 500 Mikrometer.

4. Absorbierendes Material (12) nach Anspruch 3, bei dem das Kernteilchen (13) eine Mikroperle aus Glas ist mit einem durchschnittlichen Außendurchmesser zwischen 20 und 80 Mikrometer.

5. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Metall der ableitenden Schicht (15) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Wolfram, Chrom, Aluminium, Kupfer, Titan, Eisen, Zirconium und Edelstahl.

6. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ableitende Schicht (13) eine durchschnittliche Dicke von ungefähr 0,4 bis 2 Nanometer besitzt.

7. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dicke der ableitenden Schicht (15) in einem Bereich von bis zu 10 Prozent gleichmäßig ist.

8. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Isolierschicht (17) aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Aluminiumsuboxid, Siliciumdioxid, Zirconiumdioxid und Titandioxid.

9. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Isolierschicht (17) eine Dicke von ungefähr etwa 2 Nanometer besitzt.

10. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Isolierschicht (17) enganliegend auf der ableitenden Schicht (15) angeordnet ist.

11. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Isolierschicht (17) ständig über der ableitenden Schicht (15) liegt.

12. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Isolierschicht (17) aus einem Material besteht, das ein Reaktionsprodukt des Materials der ableitenden Schicht (15) ist.

13. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der dielektrische Binder (14) keramisch ist.

14. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-12, bei dem der dielektrische Binder (14) polymer ist.

15. Absorbierendes Material (12) nach Anspruch 14, bei dem der polymere Binder ein Polymer umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polyethylene, Polypropylene, Polymethylmethacrylate, Urethane, Celluloseacetate und Polytetrafluorethylen.

16. Absorbierendes Material (12) nach Anspruch 14, bei dem der polymere Binder ein Polymer umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend warmhärtende und thermoplastische Kleber auf Polymerbasis.

17. Absorbierendes Material (12) nach Anspruch 14, bei dem der polymere Binder ein Polymer umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend durch Wärme schrumpfbare Polymere, durch Lösungsmittel schrumpfbare Polymere und mechanisch dehnbare Polymere.

18. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der dielektrische Binder (14) elastomer ist.

19. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl von ableitenden Teilchen (11) in dem dielektrischen Binder (14) in einem Volumenanteil zwischen 65 und 15 Prozent dispergiert sind.

20. Absorbierendes Material (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kernteilchen (13) Mikroperlen aus Glas sind, und die Vielzahl von ableitenden Teilchen (11) in dem dielektrischen Binder (14) in einem Volumenanteil zwischen 60 und 30 Prozent dispergiert sind.

21. Kombination des absorbierenden Materials (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem elektrisch leitenden Material (18), das direkt an das absorbierende Material gebunden ist.

22. Kombination des absorbierenden Materials (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-20 mit einem Impedanzanpassungsmaterial (16), das an die Strahlungseinfallsseite des absorbierenden Materials (12) gebunden ist.

23. Schichtkonstruktion umfassend zwei oder mehr Lagen eines elektromagnetische Strahlung absorbierenden Materials (12), wobei jede Lage unabhängig von den anderen die Bedingungen von einem der vorhergehenden Ansprüche 1-20 erfüllt.

24. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetische Strahlung absorbierenden Materials (12), umfassend die folgenden Schritte:

(a) Bereitstellen eines elektrisch leitenden Teilchens mit einem Kernteilchen (13), das eine ultradünne Schicht (15) aus einem ableitenden Metall aufweist, wobei die Schicht (15) eine Dicke zwischen 0,05 und 10 Nanometer besitzt, und wobei die Schicht (15) auf der Oberfläche des Kernteilchens (13) liegt und ständig über dem Kernteilchen (13) liegt;

(b) Herstellen einer stabilen, ultradünnen Schicht Isoliermaterial (17) über dem ableitenden Material (15), wobei die Isolierschicht eine Dicke von 1 bis 10 nm besitzt;

(c) Einbetten des Resultats von Schritt (b) in ein dielektrisches Bindemittel.

25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Isoliermaterial von Schritt (b) ein Reaktionsprodukt des ableitenden Materials von Schritt (a) umfaßt.

26. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem Schritt (b) das Einleiten von Sauerstoff auf das ableitende Material umfaßt.