JP2003178909A - 広い周波数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混合粉末および電波吸収体 - Google Patents
広い周波数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混合粉末および電波吸収体Info
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Abstract
に対して優れた電波吸収特性を示す電波吸収体を提供す
る。 【解決手段】原子%でAlまたはSiのうちの1種また
は2種を合計で15〜35%、Ni:0.1〜20%、
Cr:0.1〜10%を含有し、残部:Feおよび不可
避不純物からなる成分組成を有し、平均厚さd:0.5
〜3μm、粒度分布計によって求められた粒径の小さい
方から重量を累計して50%になったときの粒径をD50
とするとD50:5〜30μmであり、アスペクト比(D
50/d):2〜60に調整された偏平形状金属磁性粉末
とSUS430からなる偏平形状金属磁性粉末との混合
粉末であって、この偏平形状金属磁性粉末のD50よりも
SUS430からなる偏平形状金属磁性粉末のD50が
1.5〜5倍大きい混合粉末を、可撓性のある熱可塑性
樹脂またはゴムの中に分散してなる。
Description
zに亘る広い周波数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混合粉末およびその混合粉末
が樹脂またはゴム中に分散してなる電波吸収体に関する
ものである。
偏平形状軟磁性粉末が使用されており、例えば、SUS
430からなるFe基合金軟磁性粉末、さらに質量%で
Cr:0.5〜20%、Si:0.001〜0.5%未
満、Al:0.01〜20%含み、残部がFeおよび不
可避不純物からなる成分組成を有するFe基合金軟磁性
粉末(特開平10−261516号公報)などが知られ
ており、この組成を有する偏平な形状を有する偏平形状
軟磁性粉末を樹脂またはゴム中に分散させて含有させ、
これをシート状とし電波吸収体として使用されることは
一般に知られている。これら電波吸収体用粉末からなる
電波吸収体は、3GHzを越えるマイクロ波帯で優れた
電波吸収特性を示し、パソコンや移動体通信機器の電磁
波ノイズ対策部材に使われており、この電波吸収体用粉
末を含むシート状の電波吸収体はこれを適宜切り取り、
機器のノイズ源近傍に貼り付けて使用されている。
zを越えるマイクロ波だけでなく、3GHz以下の低周
波数帯域におけるマイクロ波をも同時に吸収することの
できる広い周波数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が求められるようになってきた。
しかし、従来の電波吸収体は特定の周波数においてのみ
優れた電波吸収特性を示すものの、広い周波数帯域の電
波に対して優れた電波吸収特性を示す電波吸収体はなか
った。
数MHzから数GHzに亘る広い周波数帯域の高周波に
対して優れた電波吸収特性を示す電波吸収体用粉末およ
びその粉末を含む電波吸収体を開発すべく研究を行っ
た。その結果、(i)成分組成が異なることにより電気
抵抗率が異なりかつ粒径の異なる2種類の電波吸収体用
粉末を混合して得られた混合粉末を樹脂またはゴム中に
分散させたシートは、単一の組成および粒径を有する電
波吸収体用粉末を使用して得られたシートに比べて広い
周波数帯域の高周波に対して優れた電波吸収特性を示
す、(ii)具体的には、原子%で(以下%は原子%を示
す。)AlまたはSiのうちの1種または2種を合計で
15〜35%、Ni:0.1〜20%、Cr:0.1〜
10%を含有し、残部:Feおよび不可避不純物からな
る成分組成を有し、平均厚さd(A):0.5〜3μm、
粒度分布計によって求められた粒径の小さい方から重量
を累計して50%になったときの粒径をD50(A)とする
とD50(A):5〜30μmであり、アスペクト比(D
50(A)/d(A)):2〜60に調整された偏平形状金属磁
性粉末(以下、A粉末という)と、AlまたはSiのう
ちの1種または2種を合計で0.1〜14%、Cr:1
1〜20%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物か
らなる成分組成を有し、平均厚さd(B):0.5〜3μ
m、粒度分布計によって求められた粒径の小さい方から
重量を累計して50%になったときの粒径をD50(B)と
するとD50(B):10〜80μm、アスペクト比(D
50(B)/d(B)):2〜60に調整された偏平形状金属磁
性粉末(以下、B粉末という)とを、B粉末:5〜95
質量%を含有し、残部:A粉末からなる配合組成を有し
かつA粉末のD50(A)とB粉末のD50(B)の比(D50(B)
/D50(A))が1.5〜5となるように配合し混合して
なる混合粉末は、数MHzから数GHzに亘る広い周波
数帯域の電波を効率よく吸収することができ、この混合
粉末を樹脂またはゴム中に分散した電波吸収体は数MH
zから数GHzに亘る広い周波数帯域の高周波に対して
優れた電波吸収特性を有する、という研究結果が得られ
たのである。
されたものであって、(1)前記A粉末とB粉末とを、
B粉末:5〜95質量%を含有し、残部:A粉末からな
る配合組成を有しかつA粉末のD50(A)とB粉末のD
50(B)の比(D50(B )/D50(A))が1.5〜5となるよ
うに配合し混合してなる混合粉末からなる広い周波数帯
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
体用混合粉末、に特徴を有するものである。
ムの素地中に分散させて電波吸収体を作製する。前記樹
脂またはゴムは可撓性のあるものが好ましく、可撓性の
ある熱可塑性樹脂は、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。したがって、
この発明は、(2)前記(1)記載の広い周波数帯域の
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
混合粉末が樹脂またはゴム中に分散している広い周波数
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、に特徴を有するものである。
て優れた電波吸収特性を示す電波吸収体用混合粉末に含
まれるA粉末およびB粉末のそれぞれの成分組成、平均
厚さd(A)およびd(B)、D50(A)およびD50(B)、並びに
アスペクト比(D50/d)などを上記の如く限定した理
由について説明する。
り渦電流を低減させる作用を有するが、AlまたはSi
のうちの1種または2種を合計で15%未満含まれてい
ても十分な効果が得られず、一方、30原子%を越えて
含有すると、粉末が脆化し、粉砕・偏平化処理時に高い
アスペクト比が得られず、何れの場合でも良好な電波吸
収特性が達成できない。したがって、A粉末に含まれる
AlまたはSiのうちの1種または2種を合計で15〜
35原子%に定めた。これら成分の含有量の一層好まし
い範囲は20〜25原子%である。 (b) Ni Niには、Feと同様に強磁性があるためにFeと置換
しても大きく飽和磁化を低下させず、さらに偏平化時に
透磁率を低下させない作用があるが、その含有量が0.
1%未満では所望の高い透磁率を確保することができ
ず、一方、その含有量が20%を越えて含有するとかえ
って透磁率が低下するので好ましくない。したがって、
A粉末に含まれるNi含有量は0.1〜20%の範囲内
になるように定めた。Ni含有量の一層好ましい範囲は
0.4〜15%である。 (c) Cr Crは、Niと共存させることにより耐食性を一層向上
させ、もって錆や変色の発生を防止する作用があるが、
A粉末における含有量が0.1%未満では所望の優れた
耐食性を確保することができず、一方、その含有量が1
0%を越えて含有すると、透磁率の低下が避けられなく
なるので好ましくない。したがって、A粉末に含まれる
Cr含有量は0.1〜10%に定めた。Crの含有量の
一層好ましい範囲は1〜5%である。 (d) 平均厚さd(A) A粉末の平均厚さd(A)が0.5μm未満では、強加工
による残留歪みが著しく増大し、透磁率が低下するので
好ましくなく、一方、平均厚さdが3μmを越えると、
渦電流による損失が大きくなり、何れの場合も優れた電
波吸収特性が得られない。したがって、A粉末における
平均厚さd(A)を0.5〜3μmに定めた。平均厚さd
(A)の一層好ましい範囲は1〜2μmである。 (e) D50(A) A粉末のD50(A)が5μm未満では、強加工による残留
歪みが著しく増大し、透磁率が低下するので好ましくな
く、一方、D50が30μmを越えると、電波吸収体用混
合粉末を製造する際に、有機バインダー中で均一分散で
きなくなり、電波吸収体用混合粉末全体の電気抵抗が小
さくなるために渦電流損失が大きくなるので好ましくな
い。したがって、A粉末におけるD50(A)を5〜30μ
mと定めた。D50(A)の一層好ましい範囲は10〜20
μmである。 (f) アスペクト比(D50(A)/d(A)) 前記(d)記載の平均厚さd(A)の範囲および前記
(e)記載の範囲の組合せによりA粉末のアスペクト比
は2〜60となる。アスペクト比の一層好ましい範囲は
10〜40である。
を有するが、AlまたはSiのうちの1種または2種を
合計で0.1%未満含まれていても十分な効果が得られ
ず、一方、14原子%を越えて含有すると、粉末が脆化
し、特にB粉末においては粉砕・偏平化処理時に所定の
D50(B)およびアスペクト比を同時に得られず、良好な
電波吸収特性が達成できない。したがって、B粉末に含
まれるAlまたはSiのうちの1種または2種を合計で
0.1〜14原子%に定めた。これら成分の含有量の一
層好ましい範囲は0.5〜8原子%である。 (ロ) Cr B粉末に含まれるCrは、耐食性を向上させ、電気抵抗
率の増大により渦電流を低減する作用があるが、その含
有量が11%未満では所望の効果を確保することができ
ず、一方、その含有量が20%を越えて含有すると、透
磁率が大きく低下するので好ましくない。したがって、
B粉末に含まれるCr含有量は11〜20%に定めた。
Crの含有量の一層好ましい範囲は11.5〜15%で
ある。 (ハ) 平均厚さd(B) B粉末の平均厚さd(B)が0.5μm未満では、強加工
による残留歪みが著しく増大し、透磁率が低下するので
好ましくなく、一方、平均厚さd(B)が3μmを越える
と、渦電流による損失が大きくなり、何れの場合も優れ
た電波吸収特性が得られない。したがって、B粉末にお
ける平均厚さd(B)を0.5〜3μmに定めた。平均厚
さd(B)の一層好ましい範囲は0.8〜2μmである。 (ニ) D50(B) B粉末におけるD50(B)が10μm未満では、強加工に
よる残留歪みが著しく増大し、透磁率が低下するので好
ましくなく、一方、D50が80μmを越えると、電波吸
収体用混合粉末を製造する際に、有機バインダー中で均
一分散できなくなり、電波吸収体用混合粉末全体の電気
抵抗が小さくなるために渦電流損失が大きくなるので好
ましくない。したがって、D50(B):5〜80μmと定
めた。D5 0(B)の一層好ましい範囲は20〜60μmで
ある。 (ホ) アスペクト比(D50(B)/d(B)) 前記(ハ)記載の平均厚さd(B)の範囲および前記
(ニ)記載の範囲のD50(B)の組合せによりB粉末のア
スペクト比は2〜60となる。アスペクト比の一層好ま
しい範囲は10〜40である。
粉末の配合割合は、B粉末が5質量%未満または95質
量%を越えて含まれても電波吸収を示す周波数範囲が狭
くなるので好ましくない。したがって、この発明の電波
吸収体用混合粉末の配合組成は、B粉末:5〜95質量
%(一層好ましくは、20〜80質量%)、残部:A粉末
となるように定めた。また、この発明の電波吸収体用混
合粉末に含まれるA粉末のD50(A)とB粉末のD50(B)の
比(D50(B)/D50(A))が1.5未満であっても、さら
に5を越えても電波吸収を示す周波数範囲が狭くなるの
で好ましくない。したがって、この発明の電波吸収体用
混合粉末にA粉末のD50(A)とB粉末のD50(B)の比(D
50(B )/D50(A))は1.5〜5(一層好ましくは2〜4)
に定めた。
示される成分組成の溶湯を作製し、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
末を分級処理して粒径:40μm以下のアトマイズ原料
粉末を作製し、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
保持の熱処理を行なった。これら熱処理した粉末および
熱処理をしなかった粉末を風力分級機により分級し、表
1に示されるd(A)、D50(A)およびアスペクト比(D
50(A)/d(A))を有するA粉末(A1〜A10)を作製
した。A粉末(A1〜A10)のうちA1〜A6はいず
れも熱処理した粉末であり、A7〜A10いずれも熱処
理しない粉末である。
示される成分組成の溶湯を作製し、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
末を分級処理して粒径:80μm以下のアトマイズ原料
粉末を作製し、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
理を行なった。これら熱処理した粉末を風力分級機によ
り分級し、表2に示されるd(B)、D50(B)およびアスペ
クト比(D50(B)/d(B))を有するB粉末(B1〜B
5)を作製した。
粉末(A1〜A10)と表2に示されるB粉末(B1〜
B5)を表3〜4に示される割合で配合し混合して混合
粉末を作製した。
率となるように塩素化ポリエチレン樹脂と混合し混練し
たのち、カレンダーロール成形し、混合粉末がシート面
に平行に配列した厚み:2mmを有する本発明電波吸収
体用シート1〜15および比較電波吸収シート1〜4を
作製した。さらにA粉末およびB粉末を単独で表4に示
される充填率となるように塩素化ポリエチレン樹脂と混
合し混練したのち、カレンダーロール成形し、混合粉末
がシート面に平行に配列した厚み:2mmを有する従来
電波吸収体用シート1〜2を作製した。
較粉末電波吸収シート1〜4および従来電波吸収シート
1〜2から切り出して試料を作製し、この試料を同軸ホ
ルダーにセットし、ネットワークアナライザーを用いて
電波吸収率の周波数依存性を調べた。
に示されるようなカーブが描かれるので、このカーブか
ら電波吸収率の最大値である最大電波吸収率、その最大
電波吸収率を示す周波数、電波吸収率:20dB以上の
吸収を示す周波数範囲の上限周波数および下限周波数を
測定し、これらの測定結果から、電波吸収帯域幅を下記
の式、 電波吸収帯域幅=(上限周波数−下限周波数)/最大吸収
周波数×100% から求め、その結果を表3〜4に示した。
シート1〜15は比較電波吸収シート1〜4および従来
電波吸収シート〜2に比べて、いずれも最大電波吸収率
が同等かそれ以上でかつ20dB以上の電波吸収率を示
す電波吸収帯域幅がより広くなっていることが分かる。
周波に対して優れた電波吸収特性を示す電波吸収体用混
合粉末を提供することができ、コンピュータ、通信機、
家電製品など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。
めのグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】原子%で、AlまたはSiのうちの1種ま
たは2種を合計で15〜35%、Ni:0.1〜20
%、Cr:0.1〜10%を含有し、残部:Feおよび
不可避不純物からなる成分組成を有し、 平均厚さd(A):0.5〜3μm、粒度分布計によって
求められた粒径の小さい方から重量を累計して50%に
なったときの粒径をD50(A)とするとD50(A):5〜30
μmであり、アスペクト比(D50(A)/d(A)):2〜6
0に調整された偏平形状金属磁性粉末(以下、A粉末と
いう)と、AlまたはSiのうちの1種または2種を合
計で0.1〜14%、Cr:11〜20%を含有し、残
部がFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、
平均厚さd(B):0.5〜3μm、粒度分布計によって
求められた粒径の小さい方から重量を累計して50%に
なったときの粒径をD50(B)とするとD50(B):10〜8
0μm、アスペクト比(D50(B)/d(B)):2〜60に
調整された偏平形状金属磁性粉末(以下、B粉末とい
う)とを、 B粉末:5〜95質量%を含有し、残部:A粉末からな
る配合組成を有しかつA粉末のD50(A)とB粉末のD
50(B)の比(D50(B)/D50(A))が1.5〜5となるよ
うに配合し混合してなる混合粉末からなることを特徴と
する広い周波数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混合粉末。 - 【請求項2】請求項1記載の広い周波数帯域の高周波に
対して優れた電波吸収特性を示す電波吸収体用混合粉末
が樹脂またはゴム中に分散していることを特徴とする広
い周波数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。
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