JP5051834B2 - 耐熱衝撃性電磁波シールド材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
これらのシールド材料は、そのシールド効果は十分ではなく、また曲げ強度等の機械的特性も劣っているという実情がある。これらの欠点を補うべく、特開平9−74298では電磁波シールド効果と機械的性質とを改善する技術が開示されている。すなわち、複合相の金属粒子として粒状金属を用いて粒子分散効果により高強度化を図り、また、扁平状の延性金属粒子により電磁波シールド材の機械的特性を改善している。
本発明は、マトリックスと複合相からなり、マトリックスとしては、ガラス又はセラミックスを用いることができる。マトリックスを構成するガラスとしては、特に制限はなく、例えば、結晶化ガラス、汎用ガラス等の酸化物系ガラスや非酸化物系ガラスから選ばれる一種又は二種以上のガラスを用いることができる。
II,III(Li2O−Al2O3−SiO2−MgO−Nb2O5系)、MAS(MgO−Al2O3−SiO2系)、BMAS(BaO−MgO−Al2O3−SiO2系)、Ternary
mullite(BaO−Al2O3−SiO2系)、Hexacelsian(BaO−Al2O3−SiO2系)や、Li2O−Al2O3−SiO2系、Na2O−Al2O3−SiO2系、Na2O−CaO−MgO−SiO2系、PbO−ZnO−B2O3系、ZnO−B2O3−SiO2系、ZrO2−SiO2系、CaO−Y2O3−Al2O3−SiO2系、CaO−Al2O3−SiO2系、MgO−CaO−Al2O3−SiO2系、SiO2−B2O3−Al2O3−MgO−K2O−F系等を挙げることができる。
本発明の耐熱衝撃電磁波シールド材は、金属粉末とガラス粉末またはセラミックス粉末とを混合し、このとき、ボールミル等を用いて金属粉末を扁平金属片に延性しつつ金属粒子が一部生成されるようにし、最後にその混合粉末を焼結して製造できる。より具体的には、例えば、以下の方法が挙げられる。
Isostatic Press)で高密度化するプロセスでは、球状粒子の場合や扁平化した粒子でも3次元にランダムに配向するため等方的な組織となるが、扁平粒子を用いてホットプレス等の一軸加圧方法により成形をおこなうと、扁平化した粒子はプレス方向と垂直方向に2次元に配向するので、特に厚さ方向の電磁波シールド効果が向上する。また、マトリックスがガラスの場合、押し出し法やロール成形などにより、長尺の形状に成形することもできる。さらに、鍛造法や鋳造法、好ましくは加圧鋳造法により直接複雑形状の成形をすることもできる。また、焼結は、200℃〜1800℃の温度範囲で行うことができるが、扁平粒子を用いる場合には、扁平な延性金属の形状が保持されるように延性金属の融点より低い温度で行えるように、前記したガラス粉末又はセラミックス粉末と延性金属を選択することが必要である。
マトリックスにMAS(MgO−Al2O3−SiO2系)粉末(粒径20μm以下)を用い、添加金属としてMo粉末(昭和電工株式会社製:品番M−60(粒径53μm〜10μm))を、体積率が70:30となるように配合した。
ソーダ石灰ガラス(Na2O−CaO−SiO2系)粉末(粒径45μm以下)とFe粉末(300メッシュアンダー;高純度化学研究所製)を体積率が80:20となるように秤量した。これらの混合粉末をエ夕ノール溶媒中、窒化珪素ボールを用いてボールミル混合を行った。これによりFe粉末がボールミル混合により偏平化し、ガラス粉末が表面に付着した混合粉末が得られた。ボールミル処理時間は極微小な金属粒子を得るため300時間行った。この混合粉末を黒鉛のモールドにいれ、ホットプレスにより、アルゴン雰囲気下で740℃、100kg/cm2の圧力で1時間保持して焼結を行い、複合材料を得た。
マトリックスとして、純度99.99%のアルミナ粉末(住友化学株式会社製:品番AKP−30)と粒径53μm〜10μmのMo粉末(昭和電工株式会社製:品番MA−60)とを体積率が80:20になるようにして、実施例1と同様にして複合材料を製造した。なお、ホットプレス温度は1600℃、圧力は300kg/cm2とした。
Claims (5)
- ガラスまたはセラミックスをマトリックスとし、
複合相が不定形扁平状延性金属片と当該不定形扁平状延性金属片の厚みより少なくとも一桁径の小さな金属粒子とにより構成され、
金属粒子の径は1000nm以下であって、マトリックスと複合相との全体に対する金属粒子の体積率が0.05vol%〜15vol%である耐熱衝撃性電磁波シールド材。 - 複合相を構成する金属が、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Fe、Ni、Co、Cu、Al、Mg、Znおよびそれらの合金、ステンレス鋼、パーマロイ及び超耐熱合金から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の耐熱衝撃性電磁波シールド材。
- 複合相として、さらに、セラミックス粒子、セラミックスウイスカー、または無機質短繊維を含むことを特徴とする請求項1、または2に記載の耐熱衝撃性電磁波シールド材。
- 金属粉末と、ガラス粉末またはセラミックス粉末とを、ミルにより混合して、金属粉末を扁平金属片に延性しつつその一部が当該扁平金属片の厚みより少なくとも一桁径の小さな金属粒子として分離するように、かつ、金属粒子の径は1000nm以下であって、マトリックスと複合相との全体に対する金属粒子の体積率は0.05vol%〜15vol%となるように制御し、その後この混合粉末を焼結することを特徴とする耐熱衝撃性電磁波シールド材製造方法。
- 金属粉末が、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Fe、Ni、Co、Cu、Al、Mg、Zn及びそれらの合金、ステンレス鋼、パーマロイ及び超耐熱合金から選ばれる少なくとも一種の粉末であることを特徴とする請求項4に記載の耐熱衝撃性電磁波シールド材製造方法。
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