JP3278373B2 - 電波吸収体およびその製造方法 - Google Patents
電波吸収体およびその製造方法Info
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Description
電波障害(ゴースト等)を防止したり、電波暗室を構成
するための電波吸収体に関し、詳しくはNi−Cu−Z
n系フェライトを用いた電波吸収体およびその製造方法
に関する。
公共放送や、移動体通信等に用いられる電波を受信する
際に、種々の電波障害が生じる場合がある。中でも、都
市の近代化や交通の発達により、ビルや橋あるいは車両
(特に新幹線などの高速移動物体)等の移動物体の反射
電波による障害は、テレビではゴースト、FMラジオで
はマルチパスとしてメディアの利用状況を悪化させ、あ
るいは移動体通信等に障害を与える要因となっている。
を使用する際、探査波が自己の構造物に反射して障害を
与えたり、そのような状況を避けるため探索区域が制限
されたり、構造上の制約を受けるという問題があった。
ため、電波吸収体が利用されている。また、構造物の内
部に電波の存在しない環境を実現する、いわゆる電波暗
室の構成材料としても電波吸収体は利用されている。
昭52−19046号公報に記載されているような、M
Fe2O4〔MはMn,Ni,Cu,Zn,MgまたはC
o〕で表される、Ni−Cu−Zn系フェライト磁性材
料が知られている。この組成の電波吸収体の整合厚さは
6.4〜7.4mm程度であり、20dB以上減衰する周
波数帯域は50〜400MHzである。
るいは内装に設ける場合、構造体の形状、規格等に合わ
せて加工を行う必要がある。例えば、ビルの外壁に用い
る場合、一定の寸法精度に加工されていないと電波吸収
体パネル間に隙間が生じたり、決められた位置に設ける
ことができなくなってしまう。ところが、従来の電波吸
収体を用いて加工を行おうとすると、機械的衝撃に弱い
ため、加工時や施工時に欠けたりクラックを生じること
が多く、歩留まりが悪化し、コスト高を招く要因となっ
ていた。
に用いる場合、電波吸収体の整合厚さが問題となる。す
なわち、このような建造物等の外装として用いる場合、
必要な性能が得られる厚さは電波吸収体の材質により決
められてしまうため、使用する電波吸収体の量を少なく
するためには整合厚さのより薄い材質のものが必要であ
る。特にビルや橋等の外装材として用いる場合、大量の
電波吸収体を必要とするため、0.1mm整合厚さが異な
るだけで、膨大な量の電波吸収体を使用しなくてよいこ
ととなる。例えば、外壁10000m2に施行する場合に
は、0.1mmで5tにもなる。特に橋等のように構造物
の強度、性能を決定する上で重量が大きなウエイトを占
める場合には、軽量化が重大な課題であり、0.1mm以
下の整合厚さの違いでも重要な意味を持つ。このため、
0.1mmでも薄い整合厚さが要求されている。
は高キュリー点であることが必要である。すなわち、建
造物等の外装に用いる場合、環境の温度に加え建造物内
あるいは直射日光による加熱を考慮すると80℃以上で
あることが好ましい。また、摩擦による発熱の影響が問
題となることもある。
建物等の外装に好適に使用でき、整合厚さが薄く、さら
に耐チッピング性が優れ、加工・施工時に破損すること
がなく、実用上十分に高いキュリー点を持つ電波吸収体
およびその製造方法を提供することである。
成の違いによる整合厚さ、反射減衰率が20dB以上と
なる周波数範囲、キュリー温度の値を示す。
49〜50 mol%(ただし50 mol%を含まない)、Z
nO:32〜35 mol%、CuO:3〜9 mol%、Ni
O:9〜14 mol%、の範囲であることがわかる。
達成される。 (1) 主組成が、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅および酸
化ニッケルを含有し、これらをそれぞれFe2 O3 、Z
nO、CuOおよびNiO換算で、 Fe2 O3 :49〜50 mol%(ただし50 mol%を含
まない)、 ZnO:32〜35 mol%、 CuO:3〜9 mol%、 NiO:9〜14 mol%、 であるNi−Cu−Zn系フェライトであって、添加物
として酸化モリブデンを、主組成の全量を100wt%と
して、MoO3換算で0.10wt%以下(ただし0wt%
を含まない)含有する電波吸収体。 (2) 構造体の外装に設けられる上記(1)の電波吸
収体。 (3) 建造物の内装に設けられる上記(1)の電波吸
収体。 (4) 上記(1)〜(3)のいずれかの電波吸収体の
製造方法であって、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅および酸
化ニッケルをそれぞれFe2 O3 、ZnO、CuOおよ
びNiO換算で、 Fe2 O3 :49〜50 mol%(ただし50 mol%を含
まない)、 ZnO:32〜35 mol%、 CuO:3〜9 mol%、 NiO:9〜14 mol%、 となるように混合し、酸化モリブデンを、前記混合物の
全量100wt%に対して、MoO3 換算で0.10wt%
以下(ただし0wt%を含まない)添加して混合し、この
混合物を成形して焼成し、Ni−Cu−Zn系フェライ
ト焼成物を得る電波吸収体の製造方法。
が、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅および酸化ニッケルを含
有し、これらをそれぞれFe2 O3 、ZnO、CuOお
よびNiO換算で、Fe2 O3 :49〜50 mol%(た
だし50 mol%を含まない)、ZnO:32〜35 mol
%、CuO:3〜9 mol%、NiO:9〜14 mol%、
であるNi−Cu−Zn系フェライトであって、添加物
として酸化モリブデンを、主組成の全量を100wt%と
して、MoO3換算で0.10wt%以下(ただし0wt%
を含まない)含有する。このような組成範囲とすること
により、整合厚さを薄くでき、耐チッピング性が向上す
る。ここで整合厚さとは、完全無反射となる周波数(f
m:整合周波数)が存在するときの厚さであり、以下d
mと記す。
49〜50 mol%(ただし50 mol%を含まない)、好
ましくは49.0〜49.9 mol%、特に49.4〜4
9.5 mol%の範囲が好ましい。Fe2 O3 の量が49
mol%以下では、非磁性相の増加により周波数特性が劣
化し好ましくない。また、50 mol%以上では焼結性が
著しく劣化し好ましくない。
mol%、特に32〜33.5 mol%の範囲が好ましい。
ZnOが32 mol%未満では、吸収周波数範囲が高周波
側にシフトし、ZnOが35 mol%を超えると、キュリ
ー温度が低下し好ましくない。
%、特に5〜8 mol%の範囲が好ましい。CuOの量が
3 mol%未満になると、焼結性が低下し、CuOの量が
9 mol%を超えると吸収周波数が高周波側にシフトし好
ましくない。
4 mol%、特に10〜12 mol%の範囲が好ましい。N
iOの量が、9 mol%未満、14 mol%超では吸収周波
数が高周波側にシフトし好ましくない。
トに添加されるMo酸化物は、通常MoO3 であるが、
この組成から偏倚したものであってもよい。その添加量
はMoO3 換算で、主組成の全量を100wt%として、
0.10wt%以下(ただし0wt%を含まない)、好まし
くは0.01〜0.08wt%、特に0.02〜0.05
wt%の範囲が好ましい。MoO3 の添加量が多いほどチ
ッピング率は改善されるが、MoO3 の添加量が0.1
0wt%を超えると整合厚さが厚くなる。添加されたMo
酸化物は、通常粒界に存在するが、その粒内に存在して
いてもよい。なお、グレイン粒径は5μm 程度である。
いて説明する。
式ボールミル等により、Fe2 O3,NiO,CuO,
ZnOの組成範囲が下記の値となるよう原料酸化物を混
合する。Fe2 O3 :49〜50 mol%(ただし50 m
ol%を含まない)、ZnO:32〜35 mol%、Cu
O:3〜9 mol%、NiO:9〜14 mol%、
サイジングによる測定で、0.5〜1.5μm の範囲が
好ましく、添加する酸化モリブデンも、好ましくはMo
O3を、主組成の全量を100wt%として、MoO3 換
算で0.10wt%以下(ただし0wt%を含まない)添加
する。この混合物を大気雰囲気下で好ましくは800〜
1000℃で2時間程度仮焼する。なお、この仮焼は省
略することも可能である。得られた仮焼物を粉砕し、所
定形状のコアに成形圧力0.1〜1ton/cm2 程度で成形
し、これを1000〜1200℃で2時間程度焼成した
後、得られた焼成物を加工して電波吸収体を得る。
用例について説明する。
部分断面図である。図において、ビル、橋、煙突、タワ
ー、移動体等の構造体1には、例えば化粧タイル等の外
装部材2と、コンクリート、樹脂、金属等の構造体の構
造部材3と、電波吸収体4、必要により設けられる金属
裏打ち5とを有する。また、これらを一体として構造体
の外装と称する。このように電波吸収体4をビル等の構
造体の側壁等(外装)に設けることにより、反射する電
波が抑制され、テレビであればゴースト、FMであれば
マルチパスといった電波障害を防止することができる。
なお、金属裏打ち5は電波吸収体4の補強と反射減衰率
を向上させる効果を有し、反射防止の必要な電波の帯域
や、構造体の種類等により適宜選択すればよく、例えば
鉄やアルミニウムの板等が使用できる。また、外装部材
2は必ずしも必要ではなく、例えば本発明の電波吸収体
4が外装部材を兼ねることもできるし、構造部材3が外
装部材2となってもよい。本発明の電波吸収体4を外装
部材とする場合には、構造部材3の一部も不要となる
が、電波吸収体4の表面を研磨加工し、必要により樹脂
塗膜等を設けることが好ましい。なお、電波吸収体4の
表面は必ずしも平滑でなくて良く、電波の吸収効率が良
くなるように凹凸を設けてもよい。
規定するものではないが、ビル等の外壁に設けられる角
板状のものであれば、通常50×100〜100×10
0mm程度であって、その厚さは通常4.5〜8.5mmで
ある。また、外装部材2表面から電波吸収体4の表面ま
での距離は通常0〜30cm程度であり、金属裏打ち5の
大きさは電波吸収体4と同程度であり、その厚さは通常
0.2〜5mmの範囲である。
として用いた場合について説明したが、煙突、タワー、
マスト等の円筒状の構造物に用いることも可能であり、
その場合には電波吸収体の形状も構造体の形状に合わせ
て加工すればよい。また、構造体の外装だけではなく、
電波暗室等構造物の内装として用いることも可能であ
る。その場合には、図1の外装部材を木材、樹脂材、パ
ーティクルボード等の内装部材とすればよく、これらの
内装部材や構造部材の一部を省略可能な点は上記と同様
である。電波暗室は、例えばアンテナや電波の搬送実
験、高精度通信機器の調整等に利用される。
明する。 (実施例1)主組成の原料として、Fe2 O3 ,Ni
O,CuO,ZnOをそれぞれ用い、最終組成が下記の
主組成1となるように秤量し、混合した。また、添加物
としてはMoO3 を用い、主組成100wt%に対し表2
に示すように0.015〜0.150wt%の範囲で添加
した。これら各原料の粒径はサブシーブサイジング(su
bsievesizing)による測定で、0.5〜1.5μm の範
囲のものを用いた。前記各原料を湿式ボールミルに入
れ、混合した。得られた混合物を乾燥後、大気雰囲気
下、900℃で2時間仮焼した。仮焼後、この仮焼物を
粉砕し、成形圧力1.0ton/cm2 程度で直径25.4mm
の円柱状のコアを成形し、焼成温度1000〜1100
℃で2時間焼成した。得られた焼結物を外径19.8m
m、内径8.7mm、高さ5.5〜9.0mmのトロイダル
に加工し、本発明の電波吸収体を得た。
nO:32.35 mol%(22.08wt%)、CuO:
7.25 mol%(4.84wt%)、NiO:10.95
mol%(6.86wt%)、
ナライザーで測定し、整合厚さを求めた。結果を表2に
示す。
回転させ、下記に示すように回転前後のコアの重量変化
からチッピング率(コアの欠け率)を求めた。結果を表
2に示す。 チッピング率(%)=100×(1−W/W0 ) W0:回転前のコア重量(g) W :回転後のコア重量(g)
得、これを100×100mmに切削加工した。加工時の
破損個数を調べ、加工に用いた全個数に対する破損個数
の割合を求め破損率とした。結果を表2に示す。
厚さ6.1mmのものを用い、ビルの外装に施工したとこ
ろ、ゴースト、マルチパスの発生は認められず良好な結
果を得た。
に代えて、Fe2 O3 :49〜50 mol%(ただし50
mol%を含まない)、ZnO:32〜35 mol%、Cu
O:3〜9 mol%、NiO:9〜14 mol%、の組成範
囲内で各試料を作成し、それぞれ実施例1と同様に評価
したところ、実施例1とほぼ同様の結果を得た。
外装や構造物の内装、特に建物等の外装に好適に使用で
き、整合厚さが薄く、さらに耐チッピング性が優れ、加
工・施工時に破損することがなく、実用上十分に高いキ
ュリー点を持つ電波吸収体を提供可能となった。
断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 主組成が、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅お
よび酸化ニッケルを含有し、これらをそれぞれFe2 O
3 、ZnO、CuOおよびNiO換算で、 Fe2 O3 :49〜50 mol%(ただし50 mol%を含
まない)、 ZnO:32〜35 mol%、 CuO:3〜9 mol%、 NiO:9〜14 mol%、 であるNi−Cu−Zn系フェライトであって、 添加物として酸化モリブデンを、主組成の全量を100
wt%として、MoO3換算で0.10wt%以下(ただし
0wt%を含まない)含有する電波吸収体。 - 【請求項2】 構造体の外装に設けられる請求項1の電
波吸収体。 - 【請求項3】 建造物の内装に設けられる請求項1の電
波吸収体。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの電波吸収体の
製造方法であって、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化銅および酸
化ニッケルをそれぞれFe2 O3 、ZnO、CuOおよ
びNiO換算で、 Fe2 O3 :49〜50 mol%(ただし50 mol%を含
まない)、 ZnO:32〜35 mol%、 CuO:3〜9 mol%、 NiO:9〜14 mol%、 となるように混合し、 酸化モリブデンを、前記混合物の全量100wt%に対し
て、MoO3 換算で0.10wt%以下(ただし0wt%を
含まない)添加して混合し、この混合物を成形して焼成
し、 Ni−Cu−Zn系フェライト焼成物を得る電波吸収体
の製造方法。
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