JP3178885B2 - 酸化物磁性材料及び電波吸収体 - Google Patents
酸化物磁性材料及び電波吸収体Info
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- JP3178885B2 JP3178885B2 JP07617092A JP7617092A JP3178885B2 JP 3178885 B2 JP3178885 B2 JP 3178885B2 JP 07617092 A JP07617092 A JP 07617092A JP 7617092 A JP7617092 A JP 7617092A JP 3178885 B2 JP3178885 B2 JP 3178885B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電波暗室等に使用し、
30MHz乃至1000MHzの周波数領域で用いられ
るNi−Cu−Zn系酸化物磁性材料及び電波吸収体に
関する。
30MHz乃至1000MHzの周波数領域で用いられ
るNi−Cu−Zn系酸化物磁性材料及び電波吸収体に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、
亜鉛(Zn)系酸化物磁性材料(Ni−Cu−Zn系酸
化物磁性材料)による電波吸収体は、主成分として酸化
亜鉛(ZnO)と酸化ニッケル(NiO)と酸化銅(C
uO)と酸化第二鉄(Fe2O3)の粉末を混合、成形
後、大気中で焼結し、Ni−Cu−Zn系酸化物磁性材
料の焼結体とする。この従来のNi−Cu−Zn系酸化
物磁性材料は反射係数が−20dB以下の特性を示す周
波数領域は50MHz乃至400MHzであるが小形の
電流暗室とするためには、反射係数が−20dB以下と
なる周波数領域はより低周波と高周波の領域をカバーす
る特性とすることが望まれている。
亜鉛(Zn)系酸化物磁性材料(Ni−Cu−Zn系酸
化物磁性材料)による電波吸収体は、主成分として酸化
亜鉛(ZnO)と酸化ニッケル(NiO)と酸化銅(C
uO)と酸化第二鉄(Fe2O3)の粉末を混合、成形
後、大気中で焼結し、Ni−Cu−Zn系酸化物磁性材
料の焼結体とする。この従来のNi−Cu−Zn系酸化
物磁性材料は反射係数が−20dB以下の特性を示す周
波数領域は50MHz乃至400MHzであるが小形の
電流暗室とするためには、反射係数が−20dB以下と
なる周波数領域はより低周波と高周波の領域をカバーす
る特性とすることが望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、反射係数の
値が−20dBの値となる周波数帯の領域が、少なくと
も30MHz乃至600MHzの広い周波数帯域特性を
有する、電波吸収特性の良い酸化物磁性材料及び電波吸
収体を提供することを目的とする。
値が−20dBの値となる周波数帯の領域が、少なくと
も30MHz乃至600MHzの広い周波数帯域特性を
有する、電波吸収特性の良い酸化物磁性材料及び電波吸
収体を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の電波吸収体においては,Ni−Cu−Zn
系酸化物磁性材料に、0.05重量%以下の酸化ケイ素
(SiO2)、及び/又は0.1 0重量%以下の酸化
マンガン(MnO)並びに0.30重量%以下(但し、
0を含まず)の酸化ジルコニウム(ZrO2)、0.5
0重量%以下(但し、0を含まず)の 酸化アルミニウ
ム(Al2O3)、及び1.00重量%以下(但し、0
を含まず)の酸化ハフニウム(HfO2)を添加し、大
気中雰囲気で1050℃乃至1200℃の温度範囲で2
時間保持し、焼結を行うことにより、反射係数が−20
dB以下の周波数領域が、30MHz乃至600MHz
附近迄のより広い周波数帯域で優れた反射係数の特性を
有するNi−Cu−Zn系酸化物磁性材料及び電波吸収
体を提供するものである。
に、本発明の電波吸収体においては,Ni−Cu−Zn
系酸化物磁性材料に、0.05重量%以下の酸化ケイ素
(SiO2)、及び/又は0.1 0重量%以下の酸化
マンガン(MnO)並びに0.30重量%以下(但し、
0を含まず)の酸化ジルコニウム(ZrO2)、0.5
0重量%以下(但し、0を含まず)の 酸化アルミニウ
ム(Al2O3)、及び1.00重量%以下(但し、0
を含まず)の酸化ハフニウム(HfO2)を添加し、大
気中雰囲気で1050℃乃至1200℃の温度範囲で2
時間保持し、焼結を行うことにより、反射係数が−20
dB以下の周波数領域が、30MHz乃至600MHz
附近迄のより広い周波数帯域で優れた反射係数の特性を
有するNi−Cu−Zn系酸化物磁性材料及び電波吸収
体を提供するものである。
【0005】即ち、本発明は、主成分として、32.0
モル%乃至35.0モル%のZnO、10.0モル%乃
至12.0モル%のNiO、5.0モル%乃至7.0モ
ル%のCuO、及び残部がFe2O3からなるNi−C
u−Zn系酸化物磁性材料に、副成分として主成分に対
し、0.05重量%以下(但し、0を含まず)のSiO
2及び/又は0.10重量%以下(但し、0を含まず)
のMnO並びに0.30重量%以下(但し、0を含ま
ず)のZrO2、0.50重量%以下(但し、0を含ま
ず)のAl2O3、及び1.00重量%以下(但し、0
を含まず)のHfO2を含有する酸化物磁性材料であ
る。
モル%乃至35.0モル%のZnO、10.0モル%乃
至12.0モル%のNiO、5.0モル%乃至7.0モ
ル%のCuO、及び残部がFe2O3からなるNi−C
u−Zn系酸化物磁性材料に、副成分として主成分に対
し、0.05重量%以下(但し、0を含まず)のSiO
2及び/又は0.10重量%以下(但し、0を含まず)
のMnO並びに0.30重量%以下(但し、0を含ま
ず)のZrO2、0.50重量%以下(但し、0を含ま
ず)のAl2O3、及び1.00重量%以下(但し、0
を含まず)のHfO2を含有する酸化物磁性材料であ
る。
【0006】又、本発明は、上記の酸化物磁性材料を用
いたことを特徴とする電波吸収体である。
いたことを特徴とする電波吸収体である。
【0007】
【作用】主成分が10.0モル%乃至12.0モル%の
NiO、5.0モル%乃至7.0モル%のCuO、3
2.0モル%乃至35.0モル%のZnO、及び残部が
Fe2O3からなるNi−Cu−Zn系酸化磁性材料
に、0.3重量%以下のZrO2、 0.5重量%以下
のAl2O3、及び1.0重量%以下のHfO2を夫々
の割合で添加し、前記成分範囲にそれぞれ添加した夫々
の組成を有する材料に於いて、周波数領域が30MHz
乃至600MHzの範囲で反射係数が−20dB以下の
特性を有する材料が得られた。本発明に於ける電波吸収
体に於けるZrO2及びHfO2は、焼結体の中でそれ
ぞれ粒界に析出し粒界の抵抗率を増加させ、添加物のA
l2O3は結晶内に固溶し、結晶内部の抵抗率を増加さ
せる働きと、さらに結晶組織を均一にする作用があると
考えられる。これらそれぞれの添加物の複合作用によっ
てこれらを添加した本発明によるNi−Cu−Zn系酸
化物磁性材料は、その組織内部の電磁気特性が均一化さ
れ、誘電率の値も低い材料が得られ、MHz帯に於ける
電波の反射係数が−20dB以下の特性を示す周波数領
域が広い電波吸収体が得られているものと考えられる。
NiO、5.0モル%乃至7.0モル%のCuO、3
2.0モル%乃至35.0モル%のZnO、及び残部が
Fe2O3からなるNi−Cu−Zn系酸化磁性材料
に、0.3重量%以下のZrO2、 0.5重量%以下
のAl2O3、及び1.0重量%以下のHfO2を夫々
の割合で添加し、前記成分範囲にそれぞれ添加した夫々
の組成を有する材料に於いて、周波数領域が30MHz
乃至600MHzの範囲で反射係数が−20dB以下の
特性を有する材料が得られた。本発明に於ける電波吸収
体に於けるZrO2及びHfO2は、焼結体の中でそれ
ぞれ粒界に析出し粒界の抵抗率を増加させ、添加物のA
l2O3は結晶内に固溶し、結晶内部の抵抗率を増加さ
せる働きと、さらに結晶組織を均一にする作用があると
考えられる。これらそれぞれの添加物の複合作用によっ
てこれらを添加した本発明によるNi−Cu−Zn系酸
化物磁性材料は、その組織内部の電磁気特性が均一化さ
れ、誘電率の値も低い材料が得られ、MHz帯に於ける
電波の反射係数が−20dB以下の特性を示す周波数領
域が広い電波吸収体が得られているものと考えられる。
【0008】
【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例について実
験内容を詳しく説明する。
験内容を詳しく説明する。
【実施例1】ZnO、NiO、CuO、Fe2O3の酸
化物粉末を、混合、成形、焼成してなる酸化物磁性材料
の主成分として、50.0モル%のFe2O3、32.
0モル%のZnO、12.0モル%のNiO、及び6.
0モル%のCuOの標準主成分を含有し、副成分として
SiO2が0.05重量%以下、MnOが、0.10重
量 %以下である従来のNi−Cu−Zn系酸化磁性材
料に、さらにZrO2、Al2O3及びHfO2の副成
分を種々の割合で複合添加し、表1の試料No.2乃至
試料No.19に示す組成のNi−Cu−Zn系酸化物
磁性材料を各種試作した。なお、表1の試料No.1は
従来の電波吸収体の標準組成を示す。これらの実施例及
び比較例の試作に於いては、それぞれの酸化物原料を表
1、表2に示す所定量を秤量し、混合、予備焼成、造粒
し、成形プレス後、大気中において1100℃で2時間
大気中にて焼成した。各周波数の電波における反射係数
は各組成の異なる材料毎に外径19.8mm、内径8.
6mmの試料を作り、同軸法により測定した。
化物粉末を、混合、成形、焼成してなる酸化物磁性材料
の主成分として、50.0モル%のFe2O3、32.
0モル%のZnO、12.0モル%のNiO、及び6.
0モル%のCuOの標準主成分を含有し、副成分として
SiO2が0.05重量%以下、MnOが、0.10重
量 %以下である従来のNi−Cu−Zn系酸化磁性材
料に、さらにZrO2、Al2O3及びHfO2の副成
分を種々の割合で複合添加し、表1の試料No.2乃至
試料No.19に示す組成のNi−Cu−Zn系酸化物
磁性材料を各種試作した。なお、表1の試料No.1は
従来の電波吸収体の標準組成を示す。これらの実施例及
び比較例の試作に於いては、それぞれの酸化物原料を表
1、表2に示す所定量を秤量し、混合、予備焼成、造粒
し、成形プレス後、大気中において1100℃で2時間
大気中にて焼成した。各周波数の電波における反射係数
は各組成の異なる材料毎に外径19.8mm、内径8.
6mmの試料を作り、同軸法により測定した。
【0009】表1、表2は、試料No.1の比較例、及
び試料No.2乃至試料No.19に示す第1の実施例
における夫々の組成の酸化物磁性材料と初比透磁率及び
反射係数が−20dB以下を示す周波数領域、及び誘電
率の値を示す。表1、表2によれば添加物であるZrO
2、 Al2O3及びHfO2の複合添加によって、従
来の比較例 に示す試料No.1に比べ、誘電率の値は
低くなり、又、反射係数が−20dB以下の周波数領域
の範囲が広くなることがわかる。これはこれらの添加物
に於いてZrO2とHfO2は、Ni−Cu−Zn系酸
化物磁性材料の粒界に析出して粒界の抵抗率を増大さ
せ、Al2O3は、結晶内に固溶して結晶内の抵抗率を
増大させ、且つ結晶組織を均一にする効果があると考え
られ、これらの複合作用によって組織内部の電磁気特性
の均一化と組織全体の抵抗率を増大せしめ、反射係数が
−20dB以下の周波数領域を広くしたものと考えられ
る。又、表1、表2に於いてZrO2を0.40重量%
添加した試料No.11、Al2O3を0.60重量%
添加した試料No.14、及びHfO2を1.10重量
%添加した試料No.17に於いては、異常粒の成長が
認められており、初比透磁率の値が低く低周波における
反射係数の値が高い。又、表1の試料No.2乃至試料
No.7は、それぞれ本発明のZrO2、Al2O3、
HfO2の添加物の単独又は2種が0重量%であり、こ
の組成の条件に於いても比較例である無添加の試料N
o.1より特性が改善されているが、ZrO2、Al2
O3、HfO2を複合添加物した本発明の組成の材料に
比べて反射係数が−20dB以下となる周波数帯域が狭
く、複合添加物による特性の改善が著しいことがわか
る。
び試料No.2乃至試料No.19に示す第1の実施例
における夫々の組成の酸化物磁性材料と初比透磁率及び
反射係数が−20dB以下を示す周波数領域、及び誘電
率の値を示す。表1、表2によれば添加物であるZrO
2、 Al2O3及びHfO2の複合添加によって、従
来の比較例 に示す試料No.1に比べ、誘電率の値は
低くなり、又、反射係数が−20dB以下の周波数領域
の範囲が広くなることがわかる。これはこれらの添加物
に於いてZrO2とHfO2は、Ni−Cu−Zn系酸
化物磁性材料の粒界に析出して粒界の抵抗率を増大さ
せ、Al2O3は、結晶内に固溶して結晶内の抵抗率を
増大させ、且つ結晶組織を均一にする効果があると考え
られ、これらの複合作用によって組織内部の電磁気特性
の均一化と組織全体の抵抗率を増大せしめ、反射係数が
−20dB以下の周波数領域を広くしたものと考えられ
る。又、表1、表2に於いてZrO2を0.40重量%
添加した試料No.11、Al2O3を0.60重量%
添加した試料No.14、及びHfO2を1.10重量
%添加した試料No.17に於いては、異常粒の成長が
認められており、初比透磁率の値が低く低周波における
反射係数の値が高い。又、表1の試料No.2乃至試料
No.7は、それぞれ本発明のZrO2、Al2O3、
HfO2の添加物の単独又は2種が0重量%であり、こ
の組成の条件に於いても比較例である無添加の試料N
o.1より特性が改善されているが、ZrO2、Al2
O3、HfO2を複合添加物した本発明の組成の材料に
比べて反射係数が−20dB以下となる周波数帯域が狭
く、複合添加物による特性の改善が著しいことがわか
る。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】表3、表4は、従来の組成である比較例の
試料No.1と、本発明の実施例の試料No.2乃至N
o.19について、それぞれの各添加物の添加量に対す
る各周波数に於ける反射係数との関係を示す。結果は、
ZrO2の添加量を増加すると供に低い周波数における
電波の反射係数の値は大きくなり、即ち、電波の吸収特
性に優れた材料が得られるが、高い周波数域においては
逆に劣化する傾向が見られる。ZrO2を0.30重量
%添加した組成の条件では500MHzに於いて反射
係数が−20dBの値が得られ、しかも50MHzに於
ける反射係数が−30.9dBという従来の無添加品よ
りはるかに優れた電波吸収体用酸化物磁性材料が得られ
た。Al2O3及びHfO2の添加量を増加すると供
に、高い周波数域における電波の吸収特性に優れた材料
が得られるが、低い周波数域に於いては電波の反射係数
の値は大きくなり、特性の劣化の傾向が見られる。本実
施例の中の試料No.8のAl2O3を0.05重量%
及びHfO2を0.06重量%、ZrO2を0.10重
量%添加した時、従来の無添加品に比べ高い周波数領域
迄反射係数の値が低い優れたNi−Cu−Zn系酸化物
磁性材料からなる電波吸収体が得られた。
試料No.1と、本発明の実施例の試料No.2乃至N
o.19について、それぞれの各添加物の添加量に対す
る各周波数に於ける反射係数との関係を示す。結果は、
ZrO2の添加量を増加すると供に低い周波数における
電波の反射係数の値は大きくなり、即ち、電波の吸収特
性に優れた材料が得られるが、高い周波数域においては
逆に劣化する傾向が見られる。ZrO2を0.30重量
%添加した組成の条件では500MHzに於いて反射
係数が−20dBの値が得られ、しかも50MHzに於
ける反射係数が−30.9dBという従来の無添加品よ
りはるかに優れた電波吸収体用酸化物磁性材料が得られ
た。Al2O3及びHfO2の添加量を増加すると供
に、高い周波数域における電波の吸収特性に優れた材料
が得られるが、低い周波数域に於いては電波の反射係数
の値は大きくなり、特性の劣化の傾向が見られる。本実
施例の中の試料No.8のAl2O3を0.05重量%
及びHfO2を0.06重量%、ZrO2を0.10重
量%添加した時、従来の無添加品に比べ高い周波数領域
迄反射係数の値が低い優れたNi−Cu−Zn系酸化物
磁性材料からなる電波吸収体が得られた。
【0013】
【表3】
【0014】
【表4】
【0015】電波の吸収特性を示す反射係数の値は、Z
rO2の添加量を増すと50MHz付近に於ける反射係
数の値は小さくなり反射係数の値が−20dB以下の特
性を示す周波数は低い周波数へと移って行く傾向を明示
している。又誘電率が最小値を示す組成に於いて反射係
数が−20dB以下の特性を示す周波数の範囲は最も広
い特性を示している。
rO2の添加量を増すと50MHz付近に於ける反射係
数の値は小さくなり反射係数の値が−20dB以下の特
性を示す周波数は低い周波数へと移って行く傾向を明示
している。又誘電率が最小値を示す組成に於いて反射係
数が−20dB以下の特性を示す周波数の範囲は最も広
い特性を示している。
【0016】又、Al2O3とHfO2の添加量を増す
と、反射係数の値が−20dBとなる低周波側の値は高
い周波数側へ移動し、従って反射係数が−20dB以下
となる周波数は高い周波数へと移って行く傾向を示して
いる。
と、反射係数の値が−20dBとなる低周波側の値は高
い周波数側へ移動し、従って反射係数が−20dB以下
となる周波数は高い周波数へと移って行く傾向を示して
いる。
【0017】なお、焼結温度について表1、表2、表
3、表4に示す試料Noの組成と特性値との関係につき
測定を行った。焼結温度は大気中1100℃で2時間の
条件を中心に200℃巾で50℃毎に行い、結果を表
5、表6に示す。初比透磁率については1150℃ない
し1200℃に於いて最大値を示し、誘電率の値につい
ては1150℃焼結の条件に於いて最小値を示してい
る。反射係数が−20dBとなる周波数の範囲は、初比
透磁率の高くなる1200℃の焼結に於いて低い周波数
域に伸び、又、1150℃の焼結に於いては反射係数の
値が−20dBとなる周波数の範囲は高周波側に延び
る。一方、1200℃の焼結に於いては一部に結晶粒の
巨大成長が見られ、強度の劣化や焼結体のつながりが認
められ、電波吸収体のタイルとする時に問題を生じる。
1050℃以下の焼結温度では初比透磁率の値が低く、
低周波域での反射係数の値が低いため、使用に耐え得な
い。従って、本発明の組成範囲では、焼結温度を105
0℃乃至1200℃とした。
3、表4に示す試料Noの組成と特性値との関係につき
測定を行った。焼結温度は大気中1100℃で2時間の
条件を中心に200℃巾で50℃毎に行い、結果を表
5、表6に示す。初比透磁率については1150℃ない
し1200℃に於いて最大値を示し、誘電率の値につい
ては1150℃焼結の条件に於いて最小値を示してい
る。反射係数が−20dBとなる周波数の範囲は、初比
透磁率の高くなる1200℃の焼結に於いて低い周波数
域に伸び、又、1150℃の焼結に於いては反射係数の
値が−20dBとなる周波数の範囲は高周波側に延び
る。一方、1200℃の焼結に於いては一部に結晶粒の
巨大成長が見られ、強度の劣化や焼結体のつながりが認
められ、電波吸収体のタイルとする時に問題を生じる。
1050℃以下の焼結温度では初比透磁率の値が低く、
低周波域での反射係数の値が低いため、使用に耐え得な
い。従って、本発明の組成範囲では、焼結温度を105
0℃乃至1200℃とした。
【0018】
【表5】
【0019】
【表6】
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、主たる組成がニッケル
・銅、亜鉛・鉄系酸化物磁性材料に、SiO2及び/又
はMnOを添加し、並びに0.30重量%以下(但し、
0を含まず)のZrO2、0.50重量%以下(但し、
0を含まず)のAl2O3、及び1.00重量%以下
(但し、0を含まず)のHfO2を添加したNi−Cu
−Zn系複合酸化物材料とすることにより、従来のこの
種の電波吸収体として使用されていたニッケル、銅、亜
鉛、鉄系酸化物磁性材料に比べて、特に400MHz以
上の周波数領域に於いて、電波の反射係数の値が−20
dB以下の領域で高周波側に広がり、又、組成を組合せ
ることにより30MHzの低周波側に於いて、反射係数
を改善した電波吸収特性を大幅に改良した電波吸収体用
酸化物磁性材料及び電波吸収体が得られた。従って、本
発明による電波吸収体用酸化物磁性材料を用いれば、低
周波帯域で反射係数の値の小さい材料と、高周波帯域で
必要な吸収特性に優れた材料とを組合せた複合電波吸収
体として、より広い帯域の電波吸収体に適用でき、小型
で低価格な電波暗室を構成することも出来る。
・銅、亜鉛・鉄系酸化物磁性材料に、SiO2及び/又
はMnOを添加し、並びに0.30重量%以下(但し、
0を含まず)のZrO2、0.50重量%以下(但し、
0を含まず)のAl2O3、及び1.00重量%以下
(但し、0を含まず)のHfO2を添加したNi−Cu
−Zn系複合酸化物材料とすることにより、従来のこの
種の電波吸収体として使用されていたニッケル、銅、亜
鉛、鉄系酸化物磁性材料に比べて、特に400MHz以
上の周波数領域に於いて、電波の反射係数の値が−20
dB以下の領域で高周波側に広がり、又、組成を組合せ
ることにより30MHzの低周波側に於いて、反射係数
を改善した電波吸収特性を大幅に改良した電波吸収体用
酸化物磁性材料及び電波吸収体が得られた。従って、本
発明による電波吸収体用酸化物磁性材料を用いれば、低
周波帯域で反射係数の値の小さい材料と、高周波帯域で
必要な吸収特性に優れた材料とを組合せた複合電波吸収
体として、より広い帯域の電波吸収体に適用でき、小型
で低価格な電波暗室を構成することも出来る。
Claims (2)
- 【請求項1】 主成分として、32.0モル%乃至3
5.0モル%のZnO、10.0モル%乃至12.0モ
ル%のNiO、5.0モル%乃至7.0モル%のCu
O、及び残部がFe2O3からなるNi−Cu−Zn系
酸化物磁性材料に、副成分として主成分に対し、0.0
5重量%以下(但し、0を含まず)のSiO2及び/又
は0.10重量%以下(但し、0を含まず)のMnO並
びに0.30重量%以下(但し、0を含まず)のZrO
2、0.50重量%以下(但し、0を含まず)のAl2
O3、及び1.00重量%以下(但し、0を含まず)の
HfO2を含有することを特徴とする酸化物磁性材料。 - 【請求項2】 請求項1記載の酸化物磁性材料を用いた
ことを特徴とする電波吸収体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07617092A JP3178885B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 酸化物磁性材料及び電波吸収体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07617092A JP3178885B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 酸化物磁性材料及び電波吸収体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05243023A JPH05243023A (ja) | 1993-09-21 |
JP3178885B2 true JP3178885B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=13597619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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