JP2002344192A - 電波吸収体用複合粉末 - Google Patents

電波吸収体用複合粉末

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JP2002344192A
JP2002344192A JP2002027615A JP2002027615A JP2002344192A JP 2002344192 A JP2002344192 A JP 2002344192A JP 2002027615 A JP2002027615 A JP 2002027615A JP 2002027615 A JP2002027615 A JP 2002027615A JP 2002344192 A JP2002344192 A JP 2002344192A
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powder
wave absorber
composite powder
soft magnetic
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Kazunori Igarashi
和則 五十嵐
Koichiro Morimoto
耕一郎 森本
Ryoji Nakayama
亮治 中山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】数MHz〜数GHzの広電磁波帯域における電
波吸収特性が優れた電波吸収体用複合粉末を提供する。 【解決手段】平均厚さ:0.5〜5μm、平均粒径:5
〜30μmの寸法を有し、アスペクト比:2〜60を有
する偏平な金属軟磁性体粉末の表面に厚さ:0.1〜3
μmのスピネル構造を有するフェライト層を被覆してな
る電波吸収体用複合粉末。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波、特に数MH
zから数GHzに亘る広電波帯域の高周波に対して優れ
た電波吸収特性を示す電波吸収体用複合粉末およびその
粉末を用いて作製した電波吸収体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビなどの家庭電気製品、パソコ
ンなどコンピュータ、携帯電話などの移動体通信機器、
医療機器など各種の電子機器が広く使われており、これ
ら電子機器から放射された電磁波ノイズは他の電子機器
に影響を与えて誤作動を発生させるなど悪影響を及ぼし
ている。そのために電磁波ノイズを吸収するための電波
吸収体が各所で使用されている。この電波吸収体は、偏
平な形状を有する純鉄粉、Fe−3%Si粉末、Fe−
9.6%Si−5.4%Al粉末(センダスト粉末)、
Fe−15%Al粉末(アルパーム粉末)、Fe−79
%Ni粉末(パーマロイ粉末)、Fe−7%Cr−9%
Al粉末(ただし、%は質量%)などの金属軟磁性粉末
を樹脂またはゴム中に配向させ含有させてシート状の電
波吸収体を作製し、これらシート状の電波吸収体を適宜
切り取り、機器のノイズ源近傍に貼り付けて使用され
る。また、スピネル構造を有するフェライトは、一般に
MeFe24(但し、MeはMn,Zn,Ni,Mg,
Cu,FeもしくはCoまたはこれらの混合物)で表さ
れることが知られており、このフェライトを樹脂または
ゴム中に分散させてなる電波吸収体も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記各種の電
子機器から放射される電磁波ノイズは、その電磁波帯域
が広範囲にわたっており、一方、効率よく吸収することの
できる電磁波帯域は磁性材料粉末の種類により異なって
おり、一種類の磁性材料粉末により全ての帯域の電磁波
を吸収することが困難である。例えば、フェライト粉末
からなる電波吸収体の効率の良い電磁波帯域は数MHz
〜数百MHzであり、金属軟磁性粉末からなる電波吸収
体の効率の良い電磁波帯域は数百MHz〜数GHzであ
る。そのために数MHzから数GHzに亘る広電波帯域
の電磁波ノイズを吸収するには複数の電波吸収体を用意
する必要があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
数MHzから〜数GHzにわたる広電波帯域の電磁波ノ
イズを効率よく吸収できる電波吸収体を得るべく研究を
行った。その結果、偏平な金属軟磁性体粉末の表面にス
ピネル構造を有するフェライト層を被覆してなる偏平形
状を有する複合粉末を作製し、この偏平形状を有する複
合粉末を樹脂またはゴム中に長手方向が整列して分散さ
せた電波吸収体は、数MHzから〜数GHzにわたる広
範囲帯域の電磁波を効率よく吸収できる、という研究結
果が得られたのである。
【0005】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、 (1)偏平な金属軟磁性体粉末の表面にスピネル構造を
有するフェライト層を被覆してなる電波吸収体用複合粉
末、に特徴を有するものである。
【0006】この発明の電波吸収体用複合粉末は広範囲
帯域の電磁波を効率よく吸収できるという優れた作用効
果の他にさらに下記のごとき優れた作用効果を有する。 (イ)従来の偏平形状の金属軟磁性体粉末を樹脂または
ゴム中に分散させて電波吸収体を作製した場合、充填率
を50容量%まで高めると、偏平形状の金属軟磁性体粉
末同士が接触して絶縁性が保てなくなり、反射率が増大
し、かえって吸収率が低下するが、この発明の電波吸収体
用複合粉末は相互に接触しても粉末の表面に酸化物の絶
縁層が形成されているために粉末相互の絶縁性が維持さ
れ、その結果、充填率を50容量%以上に高めても高い吸
収率を確保することができる。 (ロ) 一般に、従来の電波吸収体は偏平形状の金属軟磁
性体粉末を樹脂またはゴムと共に混練したのち成形して
作るが、偏平形状の金属軟磁性体粉末は薄く柔らかいた
めに混練中および成形中に折れ曲がったりちぎれたり
し、そのために電磁波ノイズの吸収率が低下するが、こ
の発明の電波吸収体用複合粉末は表面に固いフェライト
層が形成されているので金属軟磁性体粉末の柔さとフェ
ライト層の固さが複合して靭性が向上し、混練中および
成形中に折れ曲がったりちぎれたりすることは極めて少
ない。 (ハ)酸化されやすい偏平形状の金属軟磁性体粉末は錆
等の発生により電磁波ノイズの吸収率が低下することが
あるが、この発明の電波吸収体用複合粉末は表面に耐食
性に優れたフェライト層が形成されているので錆の発生
が無く、吸収率の低下が起こらない。また、Cr等の耐
食性向上元素を添加した偏平形状の金属軟磁性体粉末は
フェライト層の被覆により耐食性が一層向上する。
【0007】この発明の電波吸収体用複合粉末の製造に
用いる前記偏平な金属軟磁性体粉末の平均厚さは0.5
〜5μmの範囲内にあることが一層好ましい。その理由
は、平均厚さが0.5μmよりも薄いと軟磁気性特性が
低下して電磁波ノイズの吸収率が低下するので好ましく
なく、一方、平均厚さが5μmを越えて厚くなると、電磁
波吸収帯域が低周波側にシフトして数百MHz以上の吸
収率が極端に低下するので好ましくないことによるもの
である。さらにこの発明の電波吸収体用複合粉末の製造
に用いる前記偏平な金属軟磁性体粉末の平均粒径は5〜
30μmの範囲内にあることが一層好ましい。その理由
は、平均粒径が5μm未満では軟磁気性特性が低下して
電磁波ノイズの吸収率が低下するので好ましくなく、一
方、平均粒径が30μmを越えると渦電流が増大し、反射
率が増大して電磁波ノイズの吸収率が低下するので好ま
しくないことによるものである。さらにこの発明の電波
吸収体用複合粉末の製造に用いる前記偏平な金属軟磁性
体粉末はアスペクト比(=平均粒径/平均厚さ)が2〜
60の範囲内にあることが好ましい。その理由は、アス
ペクト比が2未満では十分な偏平形状を保つことができ
ないために電磁波ノイズの吸収率が低下するので好まし
くなく、一方、アスペクト比が60を越えると平均厚さま
たは平均粒径が好ましい範囲から外れ、電磁波ノイズの
吸収率が下がるので好ましくないことによるものであ
る。
【0008】したがって、この発明は、 (2)平均厚さ:0.5〜5μm、平均粒径:5〜30
μmの寸法を有し、かつアスペクト比:2〜60を有す
る偏平な金属軟磁性体粉末の表面に、スピネル構造を有
するフェライト層を被覆してなる電波吸収体用複合粉
末、に特徴を有するものである。
【0009】この発明の偏平な金属軟磁性体粉末の平均
厚さの一層好ましい範囲は1〜3μmの範囲であり、平
均粒径の一層好ましい範囲は10〜20μmの範囲であ
り、アスペクト比の一層好ましい範囲は10〜40であ
る。
【0010】この発明の電波吸収体用複合粉末において
偏平な金属軟磁性体粉末に被覆するスピネル構造を有す
るフェライト層は、一般式MeFe24(但し、Meは
Mn,Zn,Ni,Mg,Cu,Feまたはこれらの混
合物)で表されるフェライト層であり、その厚さは0.
1〜3μmの範囲内にあることが好ましい。その理由
は、フェライト層が0.1μmよりも薄いと絶縁効果が
不十分となり、反射率が増大し、またフェライトの体積
分率が小さくなるために数百MHz以下の吸収率が低下
するので好ましくなく、一方、3μmよりも厚くなると
金属軟磁性体粉末の充填率が低下し、数百MHz以上の
電波帯域における吸収率が低下するので好ましくないこ
とによるものである。スピネル構造を有するフェライト
層の厚さの一層好ましい範囲は、0.5〜2.5μmで
ある。したがって、この発明は、 (3)偏平な金属軟磁性体粉末の表面に、厚さ:0.1
〜3μmのスピネル構造を有するフェライト層を被覆し
てなる電波吸収体用複合粉末、 (4)平均厚さ:0.5〜5μm、平均粒径:5〜30
μmの寸法を有し、かつアスペクト比:2〜60を有す
る偏平な金属軟磁性体粉末の表面に、厚さ:0.1〜3
μmのスピネル構造を有するフェライト層を被覆してな
る電波吸収体用複合粉末、に特徴を有するものである。
【0011】この発明の電波吸収体用複合粉末を樹脂ま
たはゴムの中に長手方向が整列して分散して分散させた
シート状の電波吸収体を作製し、この電波吸収体を貼り
付けて使用する。したがって、この発明は、 (5)前記(1)、(2)、(3)または(4)記載の
電波吸収体用複合粉末を樹脂またはゴム中に分散してい
る電波吸収体、 (6)前記(1)、(2)、(3)または(4)記載の
電波吸収体用複合粉末を樹脂またはゴム中に長手方向が
整列して分散している電波吸収体、に特徴を有するもの
である。なお、電波吸収体に分散している電波吸収体用
複合粉末は、通常は一種類であるが、複数種類の電波吸
収体用複合粉末を分散させても良い。
【0012】この発明の電波吸収体で使用する樹脂は、
塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、熱可塑性エラストマ
ーの何れかであることが好ましく、前記ゴムは、シリコ
ーンゴム、EM−PM−BD共重合ゴムの何れかである
ことが好ましい。また、電波吸収複合材を作るためのバ
インダーとして、塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、熱
可塑性エラストマーの何れかとシリコーンゴム、EM−
PM−BD共重合ゴムの何れかをブレンドし変成したバ
インダーを用いても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】合金原料を高周波溶解して溶湯を
作製し、これら溶湯を水アトマイズしてアトマイズ粉末
を作製し、そのアトマイズ粉末を分級処理してアトマイ
ズ原料粉末を作製した。このアトマイズ原料粉末をさら
にアトライターにて粉砕・偏平化し、次いでこれの一部
を熱処理炉に入れ、Arガス雰囲気中、温度:400℃
で2時間保持の熱処理を行ったのち、風力分級機により
分級し、表1〜2に示される成分組成、平均粒径α、平
均厚さβおよびアスペクト比(α/β)を有する偏平金
属軟磁性粉末a〜Kを作製した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】このようにして得られた偏平金属軟磁性粉
末a〜Kのうち偏平金属軟磁性粉末a〜qおよびt〜K
をイオン交換水に浸漬し、よく撹拌した後、窒素により
十分に脱酸素を行なった。さらに、予め窒素により十分
に脱酸素を行なったイオン交換水に金属塩化物(MCK
2ただしM=Fe,Ni,Zn,Cu,Mn,Mg)を
溶かし、フェライト層が得られるように調製した金属塩
化物水溶液を、前記脱酸素処理を行った偏平金属軟磁性
粉末を浸漬したイオン交換水に静かに注ぎ、その後Na
OH水溶液によりpH7.0に調製して混合液を作製し
た。
【0017】この混合液を70℃に保ち、0.5〜3時
間にわたり空気を吹き込みながら緩やかに撹拌し、表1
〜2の偏平金属軟磁性粉末a〜qおよびt〜Kの表面に
表3〜6に示されるスピネル構造を有するフェライト層
を成膜し、その後濾過し、水洗し、乾燥することにより
本発明電波吸収体用複合粉末(以下、本発明複合粉末と
いう)1〜34および比較電波吸収体用複合粉末(以
下、比較複合粉末という)1〜7を作製した。さらに、
表1の偏平金属軟磁性粉末r〜sを従来電波吸収体用粉
末(以下、従来粉末という)1〜2として用意した。
【0018】これら本発明複合粉末1〜34、比較複合
粉末1〜7および従来粉末1〜2と塩素化ポリエチレン
樹脂を混合し混練したのちカレンダーロール成形するこ
とにより本発明複合粉末1〜34、比較複合粉末1〜7
および従来粉末1〜2がシート面に平行に配列した厚
み:2mmを有するシート状電波吸収体を作製し、これ
らシート状電波吸収体の3MHz〜3GHzにおける電
波吸収率をネットワークアナライザーにより測定し、そ
の結果を表3〜6に示すことにより電波吸収特性を評価
した。前記電波吸収率は下記の式で定義されたものであ
る。 電波吸収率={(入射した電波量)−(透過した電波量
+反射した電波量)}/(入射した電波量)
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】
【表5】
【0022】
【表6】
【0023】表3〜6に示される結果から、本発明複合
粉末1〜34で作製したシート状電波吸収体は、比較複
合粉末1〜7で作製したシート状電波吸収体および従来
粉末1〜2で作製したシート状電波吸収体に比べて、3
MHz〜3GHzにわたる広電波帯域において電波吸収
率が格段に優れていることが分かる。
【0024】
【発明の効果】この発明は、数MHz〜数GHzの広電
波帯域において電波吸収特性が優れた複合粉末および電
波吸収体を提供することができ、電気および電子産業に
おいて優れた効果をもたらすものである。
フロントページの続き (72)発明者 中山 亮治 埼玉県さいたま市北袋町1−297 三菱マ テリアル株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 5E040 CA13 5E041 AB14 BC05 HB14 HB17 NN02 5E321 BB32 BB51 BB53 GG05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】偏平な金属軟磁性体粉末の表面にスピネル
    構造を有するフェライト層を被覆してなることを特徴と
    する電波吸収体用複合粉末。
  2. 【請求項2】平均厚さ:0.5〜5μm、平均粒径:5
    〜30μmの寸法を有し、かつアスペクト比(=平均粒
    径/平均厚さ):2〜60を有する偏平な金属軟磁性体
    粉末の表面に、スピネル構造を有するフェライト層を被
    覆してなることを特徴とする電波吸収体用複合粉末。
  3. 【請求項3】前記偏平な金属軟磁性体粉末の表面に被覆
    するスピネル構造を有するフェライト層の厚さは0.1
    〜3μmの範囲内にあることを特徴とする請求項1また
    は2記載の電波吸収体用複合粉末。
  4. 【請求項4】請求項1、2または3記載の電波吸収体用
    複合粉末が樹脂またはゴム中に分散していることを特徴
    とする電波吸収体。
  5. 【請求項5】請求項1、2または3記載の電波吸収体用
    複合粉末が樹脂またはゴム中に長手方向が整列して分散
    していることを特徴とする請求項4記載の電波吸収体。
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