JP5583718B2

JP5583718B2 - 電波吸収体

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Publication number: JP5583718B2
Application number: JP2012155085A
Authority: JP
Inventors: 敬太廣瀬; 敬小野
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-09-03
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Description

本発明は、電波吸収体に関し、さらに詳しくは、マイクロ波・ミリ波用の電波暗室に使用される電波吸収体に関する。

電子機器や通信機器等、多くの電磁波発生源が共存する環境では、様々な周波数の電磁波が放射されている。そして、これらの機器から発生する電磁波が、周辺の機器に誤動作を生じさせたり、逆に機器自体が外来電磁波により誤動作する可能性が指摘されている。そのため、これらの機器には製品設計、開発段階から、電磁環境両立性（ＥＭＣ：Electro Magnetic Compatibility）が求められている。
ユビキタス時代の到来に伴い、マイクロ波・ミリ波を利用した電子機器や通信機器が増加し、低周波帯域から高周波帯域への移行が進んでいる。このような高周波帯域の機器としては、例えば、第４世代携帯電話（５〜６ＧＨｚ）、超高速無線ＬＡＮ（６０ＧＨｚ）、車載用ミリ波レーダー（７７ＧＨｚ)等が挙げられる。また、航空宇宙事業のマイクロ波エネルギー送電試験や軍事関連で使用される大電力照射用レーダー等、マイクロ波・ミリ波の電波はさらに幅広い分野で使われ始めている。
従来、電磁波妨害に関する規格において、設定周波数は、１ＧＨｚ以下が主流であったが、電子機器や通信機器の高周波化に伴い、近年は１８ＧＨｚ程度まで延びている。今後、本格的なユビキタス社会を迎える前には、さらに高い周波数帯域での測定が義務づけられることが予想される。
また、近年、電波暗室の安全性の観点から、電波吸収体にも不燃性が求められるようになっている。特に、上述のマイクロ波エネルギー送電試験や大電力照射用レーダー用等、大電力を照射する試験が行われる電波暗室では、電波吸収体が電波により発熱して、損傷を受け、電波吸収性能が低下する可能性が考えられる。さらに、電波吸収体が発火したり、被験体が発熱、発火して電波吸収体に飛び火する等の危険性も指摘されている。

このような背景から、一般的な電子部品のＥＭＣ評価から特殊な大電力試験評価まで、幅広いマイクロ波・ミリ波製品のＥＭＣ評価を行えるマイクロ波・ミリ波用の安全性に優れた電波暗室が必要となっている。そのため、マイクロ波・ミリ波帯域で優れた電波吸収性能を持ち、且つ大電力照射試験にも耐えることが出来る電波吸収体材料が求められている。電波吸収体材料については、従来から多くの提案がされている。
例えば、特許文献１には、マトリックス中に強磁性体材料で被覆されていないカーボンナノチューブが一定方向に配列されて複合された状態で成形されたカーボンナノチューブ複合成形体が記載されている。このような材料では、一定方向にカーボンナノチューブが配列されていない場合と比較してカーボンナノチューブの添加量はより少なくて高い電気伝導性を発現することができ、電波吸収特性においても異方性を発現し、電波吸収体用として用いることができることが示されている。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、マイクロ波・ミリ波の広い周波数帯域で優れた電波吸収特性を得ることは困難である。また、特許文献１では、マトリックス材料として、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、ゴム及び熱可塑性エラストマー等の有機材料を主眼とした検討がされており、このような材料では、大電力照射試験に耐え得る電波吸収体は得られない。
また、特許文献２には、所定の平均厚み及び面内最短部サイズを有する扁平状酸化鉄粉を水和固化無機材料と混合し、成形することにより得られるセメント型電波吸収体が開示されている。このような電波吸収体では、ＧＨｚ以上の高周波数帯で安定した吸収特性を示し、高い誘電率と誘電損失を有する薄型軽量の電波吸収体とすることができ、さらに、不燃性で紫外線劣化がなく長期屋外使用にも耐えられることが記載されている。
無機材料を主体とする特許文献２の構成は、不燃性で耐電力性能に優れるため、大電力照射試験用としては好ましい。しかしながら、磁性材料を主成分とするため、電波吸収体として対応できる周波数帯域は、数１０ＧＨｚが限界であり、１〜１１０ＧＨｚの広いマイクロ波・ミリ波帯域にわたり優れた電波吸収特性を得ることはできない。
このように、これまでは、マイクロ波・ミリ波の広い周波数帯域において優れた電波吸収特性を有し、且つ不燃性で耐電力性能の高い電波吸収体は得られていない。

特許第４６９７８２９号公報特開２００５−２３１９３１号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの広い周波数帯域で優れた電波吸収特性を有し、不燃性で耐電力性の高い電波吸収体を提供することを目的とする。

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、セメントとカーボンナノチューブを含有する電波吸収体において、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ[(ε’^２+ε”^２)^０．５]及び誘電正接（ｔａｎδ）を制御することにより、広い周波数帯域において、優れた電波吸収特性が得られることを見出し、本発明に想到した。即ち、本発明の電波吸収体は、セメントとカーボンナノチューブを含有する電波吸収体であって、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ[(ε’^２+ε”^２)^０．５]が２．０〜１０．０の範囲であり、且つ前記周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）が０．４以上であるとともに、前記カーボンナノチューブの含有率が、電波吸収体全体の質量に対して、２〜１０質量％であることを特徴とする。

本発明の電波吸収体では、セメント基材の空隙水中に含まれるイオンによるイオン伝導と、電波吸収材料であるカーボンナノチューブの導電パスの形成により、少ないカーボン量で優れた導電特性を発現する。このような電波吸収体中では、セメント基材中に、電気的に絶縁される複数のカーボンナノチューブの導電パスが形成され、レジスタ及びキャパシタ（コンデンサ）の混合体となるため、抵抗損失及び誘電損失により、優れた誘電特性が得られる。電波吸収体の電波吸収特性は、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数帯域では誘電特性が支配的となり、数十ＧＨｚ〜数百ＧＨｚの周波数帯域では、導電特性が支配的となる。本発明では、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における電波吸収体の複素比誘電率の絶対値の大きさ及び誘電正接を前記範囲に規定して、導電特性及び誘電特性を制御することにより、１〜１１０ＧＨｚの広い周波数帯域において優れた電波吸収特性を実現することができた。

本発明の電波吸収体の一態様を示す上面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）である。本発明の電波吸収体の他の態様を示す上面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）である。

以下に本発明の電波吸収体について詳細に説明する。
本発明の電波吸収体は、カーボンナノチューブ及びセメントを主成分とする材料から構成される。
通常、セメントは水との水和反応により凝結して硬化体となる。硬化体の空隙中には、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^２＋、ＯＨ⁻等のイオンを含む空隙水が存在し、これらのイオンにより導電性が発現する。また、カーボンナノチューブは、嵩密度が高い繊維状の導電性材料であるため、電波吸収体中においてカーボンナノチューブ同士の導電パスが形成されやすい。上記理由により、本発明の電波吸収体では、カーボンナノチューブの添加量を低減しても優れた導電特性が得られる。
カーボンナノチューブの添加量を低減できるため、本発明の電波吸収体では、セメント基材により電気的に絶縁される複数のカーボンナノチューブの導電パス（繋がり）が形成される。この構成は、抵抗体（レジスタ）及び電気を蓄えるキャパシタ（コンデンサ）の混合体となり、抵抗損失及び誘電損失が発現することにより、優れた誘電特性が得られる。カーボンナノチューブ自体のアスペクト比は高く、導電パスが形成されるカーボンナノチューブの繋がりは、さらにアスペクト比が高くなり、各コンデンサに蓄えられる電気エネルギーが大きくなるため、優れた誘電特性が発現する。
電波吸収体の電波吸収特性は、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数帯域では誘電特性が支配的となり、一方、数十ＧＨｚ〜数百ＧＨｚの周波数帯域では、導電特性が支配的となる。本発明では、セメントとカーボンナノチューブを含有する電波吸収体において、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ[(ε’^２+ε”^２)^０．５]を２．０〜１０．０の範囲に制御し、且つ前記周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）の最小値を０．３５以上とすることを特徴とする。前記構成では、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数帯域においては、セメント基材とカーボンナノチューブから構成される電波吸収体の抵抗損失及び誘電損失により生じる誘電特性により、優れた電波吸収特性を発揮する。一方、数十ＧＨｚ〜数百ＧＨｚの周波数帯域では、カーボンナノチューブの導電パスの形成及びセメント基材中の空隙水中に存在するイオンのイオン伝導により発現する導電特性により、優れた電波吸収特性が得られる。そのため、本発明の電波吸収体では、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの広い周波数帯域において優れた電波吸収特性が実現できる。
複素比誘電率の絶対値が２．０未満であると、電磁波が電波吸収体を透過して吸収されにくく、所望の周波数帯域で十分な電波吸収特性を得ることができない。また、１０．０を超えると、電波吸収体表面での反射が強くなってしまい、所望の周波数帯域で十分な電波吸収特性を得ることができない。さらに、複素比誘電率の絶対値の大きさが２．０〜１０．０の範囲であったとしても、誘電正接の最小値が０．３５未満では、電磁波を吸収して熱変換する機能が十分得られない。

カーボンナノチューブは、炭素からなる六員環ネットワーク(グラフェンシート)が単層(シングルウォール)又は多層(マルチウォール)の同軸管状になった材料である。一般的に、繊維径は数ｎｍ〜数十ｎｍ、繊維長は数μｍで、アスペクト比が大きい材料として知られている。また、嵩密度が高く、単繊維の熱伝導率、導電性も他のカーボン材料に比べて高い。より良好な導電特性及び誘電特性を得るためには、カーボンナノチューブ同士の導電パスが形成されやすく、且つ形成されるコンデンサに蓄えられる電気エネルギーが大きいことが望ましい。具体的なカーボンナノチューブの繊維長さは、１μｍ〜２０μｍが好ましい。カーボンナノチューブの繊維長さが１μｍ未満となると、繊維同士の導電パスが形成されにくくなるため、少量の添加で十分な導電特性を得られなくなる可能性がある。一方、カーボンナノチューブの繊維長さが２０μｍを超えると、繊維同士の絡まりにより、分散性が低下し、少量で十分な導電特性を得るのが難しい。なお、従来の炭素材料であるグラファイトやカーボンブラックは、粒子状であるため、導電パスが形成されにくく、アスペクト比が小さいため、コンデンサとして蓄えられる電気エネルギーも少ない。

カーボンナノチューブの含有率は、電波吸収体全体の質量に対して、２質量％〜１０質量％であることが肝要である。前記範囲とすることにより、カーボンナノチューブ同士の導電パスがさらに形成されやすく、導電特性が支配的な数十ＧＨｚ〜数百ＧＨｚの周波数帯域における電波吸収特性がさらに向上する。また、カーボンナノチューブの含有率を前記範囲とすることにより、導電パスを形成するカーボンナノチューブ（の繋がり）が適度な大きさとなり、アスペクト比が上昇することにより、コンデンサ機能が向上し、誘電特性が支配的な数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数帯域での電波吸収特性もさらに向上する。
カーボンナノチューブの含有率が１質量％未満では、カーボンナノチューブ同士の導電パスが形成されにくく、十分な導電特性が得られず、導電特性が支配的な数十ＧＨｚ〜数百ＧＨｚの周波数帯域で良好な電波吸収特性を得られない可能性がある。また、セメント基材中に分散するカーボンナノチューブの繋がりが小さいため、十分な誘電特性を得られず、誘電特性が支配的な数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数帯域でも良好な電波吸収特性を得られない可能性がある。一方、カーボンナノチューブの含有率が１０質量％を超えると、電波吸収体全体のほぼ全体にわたって、導電パスが形成されることにより、電波吸収体中にレジスタ及びコンデンサが形成されず、誘電特性が支配的な数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数帯域で良好な電波吸収特性を得られない可能性がある。また、電波吸収体表面のカーボン濃度が高くなることにより、電波吸収体表面で電磁波が反射しやすくなり、電波吸収体内部を通過しにくくなることから、電波吸収特性が低下する可能性がある。さらに、カーボンナノチューブを多量に添加するのはコスト面からも好ましくない。
カーボンナノチューブとしては、中実繊維及び中空繊維のいずれを用いることもできる。中空繊維としては、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴｓ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴｓ）が用いられる。カーボンナノチューブの市販品としては、ＶＧＣＦ、ＶＧＣＦ−Ｈ（昭和電工株式会社製）やＦｌｏＴｕｂｅ９０００（ＣＮａｎｏ社製）等が挙げられる。

本発明では、基材としてセメントを用いるため、不燃性で耐電力性に優れ、強電界照射試験にも耐える電波吸収体が得られる。セメントは水との水和反応により硬化体を形成するため、アルミナやジルコニア等のセラミック材料のように成形体を得るため、１０００℃以上で焼結する必要がない。そのため、焼結収縮による寸法バラツキやカーボンナノチューブの燃焼等の不都合が生じることもない。
本発明の電波吸収体の基材として用いるセメントは特に限定されず、水硬性及び気硬性のいずれのセメントを用いることもできる。具体的な水硬性セメントとしては、各種ポルトランドセメント（普通、早強、低熱等）、混合セメント（高炉、フラッシュアイ等）、アルミナセメント等が挙げられる。一方、気硬性セメントとしては、石膏マグネシアセメント、石灰、苦土質石灰等が挙げられる。いずれのセメントも、水との水和反応によって硬化し、硬化体の空隙にはＮａ^＋、Ｋ^＋、Ｃａ^２＋、ＯＨ⁻等のイオンを含む空隙水が残存する。そして、このイオンが電流の担い手となるため、セメント硬化体自体に導電性が発現する。そのため、本発明では、カーボンナノチューブの添加量を低減することができるため、セメント比率を高くして、電波吸収体の強度を向上させることができる。本発明では、水硬性セメント及び気硬性セメントのいずれも用いることができるが、屋外での使用を考慮すると、湿気に強い水硬性セメントの方が好ましい。また、基材の強度向上のため、セメントに砂利やガラス繊維等を添加してもよい。

電波吸収体の作製方法は特に限定されないが、通常、原料のセメントに、カーボンナノチューブ及び水等の分散媒を添加して攪拌、混合することにより得られたスラリーを型に流し込む。その後、セメントの養生条件に準じ、温度及び湿度を制御して所定時間養生して硬化させた後、型から取りだして、電波吸収体とする。
本発明の電波吸収体の形状は特に限定されないが、電磁波到来側の端部から他方の端部に向かって単位体積に占める電波吸収体の体積の割合が大きくなる形状であることが好ましい。例えば、楔（ウエッジ）形状や、多角錐形状（円錐形状も含む）が挙げられるが、ウエッジ形状や図１に示すピラミッド形状（四角錐）が好ましく用いられる。図１に示すように、板状成形体１上に、ピラミッド形状の成形体２を縦横複数個（図では２個ずつ）配置した電波吸収体構成では、等方性に優れ、広い周波数帯域において、良好な電波吸収特性を示す。この電波吸収体構成では、通常、一定の間隔３をあけてピラミッド形状の成形体２を配置し、中心に留め具の施工箇所となる平面部４を設けることができる。また、本発明の電波吸収体は、図２に示すように、底面が長方形の長方錘（ウエッジ形状）の成形体５の長辺と短辺を交互に隣接させて配置した構成としてもよい。このような構成を採用することにより、長方錘の成形体の底面同士を隙間なく配置して、中心に留め具の設置箇所となる正方形の平面部４を設けることができる。本構成では、隣接する多角錘形状成形体間の平坦部での電磁波の反射が抑えられるため、より小型でより広い周波数帯域の電磁波を効果的に吸収することができる。さらに、図２の構成では、長方錘の成形体の側面の傾斜角度が部分的に異なることから、優れた斜入射特性も発揮する。

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例の記載における「％」は、特に断わりのない限り、「質量％」を表すものとする。
（実施例１）
表１に示すように、ポルトランドセメント１００重量部に対し、水を３０重量部、繊維長が５μｍのカーボンナノチューブを２．０重量部（電波吸収体全体の質量に対して、２質量％）添加し、分散剤と共に混練して、スラリーを調整した。得られたスラリーを成形型に流し込み、室温で硬化させた。これにより、図１に示すような平板（底面：１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１５ｍｍ）上に、ピラミッド（底面：５０ｍｍ×５０ｍｍ、高さ：１８０ｍｍ）が縦横２個ずつ（合計４個）配列した形状の成形体が得られた。この電波吸収体を３６個用意して、６００ｍｍ×６００ｍｍとなるように配置して、後述する方法で電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は３．０〜４．０で、誘電正接（ｔａｎδ）の最小値は０．５であった（表２）。なお、複素比誘電率の絶対値及び誘電正接（ｔａｎδ）の測定には、同軸導波管（１ＧＨｚ〜１８ＧＨｚ）、矩形導波管(１８ＧＨｚ〜４０ＧＨｚ)、及び自由空間法（４０ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚ）によるＳパラメーター法を用いた。

（実施例２）
表１に示すように、カーボンナノチューブの含有率を電波吸収体全体の質量に対して、２質量％から１０質量％に変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は７．０〜１０．０で、誘電正接の最小値は０．７５であった（表２）。

（実施例３）
表１に示すように、カーボンナノチューブの繊維長さを５μｍから１μｍに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は２．０〜３．５で、誘電正接の最小値は０．４であった（表２）。

（実施例４）
表１に示すように、カーボンナノチューブの繊維長さを５μｍから２０μｍに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は２．０〜３．５で、誘電正接の最小値は０．４５であった（表２）。

（実施例５）
表１に示すように、電波吸収体の基材をポルトランドセメントからアルミナセメントに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は３．０〜４．０で、誘電正接の最小値は０．５であった（表２）。

（実施例６）
表１に示すように、電波吸収体の基材をポルトランドセメントから石膏マグネシアセメントに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は３．０〜４．０で、誘電正接の最小値は０．５であった（表２）。

（比較例１）
表１に示すように、吸収材料をカーボンナノチューブからグラファイトに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は２．０〜３．０で、誘電正接の最小値は０．１であった（表２）。

（比較例２）
表１に示すように、カーボンナノチューブの含有率を電波吸収体全体の質量に対して、２質量％から０．５質量％に変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は１．０〜３．０で、誘電正接の最小値は０．２であった（表２）。

（比較例３）
表１に示すように、カーボンナノチューブの含有率を電波吸収体全体の質量に対して、２質量％から２０質量％に変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は３．０〜１８．０で、誘電正接の最小値は０．４５であった（表２）。

（比較例４）
表１に示すように、カーボンナノチューブの繊維長さを５μｍから０．５μｍに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は２．０〜４．０で、誘電正接の最小値は０．１５であった（表２）。

（比較例５）
表１に示すように、カーボンナノチューブの繊維長さを５μｍから２５μｍに変更した以外は実施例１と同様に電波吸収体を作製して、同様に電波吸収性能を評価した。得られた試料の１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値は２．０〜４．０で、誘電正接の最小値は０．２であった（表２）。

（電波吸収特性の評価）
実施例１〜６及び比較例１〜５で作製した電波吸収体の電波吸収特性評価は、ホーンアンテナから放射された電磁波を誘電体レンズを用いて真っ直ぐな平面波に変換し、電磁波が電波吸収体に対して垂直に照射される形で実施した。結果を表２に示す。なお、測定周波数は１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚとした。

吸収材料として、グラファイトを用いた比較例１では、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値は２．０〜３．０であったが、誘電正接の最小値が０．１と低く、全ての周波数において、十分な電波吸収性能が得られないことがわかった。粒子状の炭素材料であるグラファイトでは、グラファイト同士の導電パスが形成されにくく、含有率２質量％では十分な導電特性が得られなかったことと、グラファイトとセメントの混合体では、コンデンサ機能による誘電損失の効果が得られなかったことが原因と考えられる。
これに対して、吸収材料としてカーボンナノチューブを添加した実施例１では、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値が３．０〜４．０で、誘電正接（ｔａｎδ）の最小値が０．５に増加するとともに、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの全ての周波数帯域において、２５ｄＢ以上の優れた電波吸収性能を有することがわかった。実施例１よりカーボンナノチューブの含有率を増加した実施例２では、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚにおける複素比誘電率の絶対値（７．０〜１０．０）及び誘電正接の最小値（０．７５）ともさらに増加して、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの全ての周波数帯域において、実施例１よりさらに優れた電波吸収性能を有することがわかった。これに対して、カーボンナノチューブの含有率を実施例１より減らした比較例２では、複素比誘電率の絶対値は１．０〜３．０で、誘電正接の最小値は０．２に低下し、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの全ての周波数帯域において、実施例１より電波吸収性能が低下し、特に、５ＧＨｚ以下では２０ｄＢに満たないことがわかった。これは、カーボンナノチューブの含有率が少ないため、導電パスの形成及びコンデンサ機能が不十分であったことが原因として考えられる。
カーボンナノチューブの含有率を実施例２よりさらに増加させた比較例３では、誘電正接の最小値は０．４５であったが、複素比誘電率の絶対値が３〜１８となり、本発明の規定範囲を超えた。比較例３の電波吸収体では、５ＧＨｚ以上の高周波数帯域では、優れた電波吸収特性が得られたが、１ＧＨｚ〜３ＧＨｚでは、十分な電波吸収性能が得られなかった。これは、カーボンナノチューブの含有率が多くなったため、電波吸収体全体のほぼ全体にわたって、導電パスが形成されたことにより、導電特性が支配的な高周波数帯域では、優れた電波吸収特性が得られたが、電波吸収体中に抵抗体及びコンデンサが形成されなかったため、誘電特性が支配的な低周波数帯域での電波吸収特性が得られなかったためと考えられる。
カーボンナノチューブの繊維長さを実施例１より短くした実施例３及び長くした実施例４ともに１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの全ての周波数帯域において、優れた電波吸収性能を有することがわかった。ここで、実施例３及び４ともに、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ[(ε’^２+ε”^２)^０．５]が２．０〜１０．０の範囲であり、且つ前記周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）の最小値が０．３５以上であった。これに対して、カーボンナノチューブの繊維長さをさらに短くした比較例４、及びさらに長くした比較例５では、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における誘電正接の最小値が０．３５未満で、本発明の規定の範囲外となり、３ＧＨｚ以下では、十分な電波吸収特性を得られないことがわかった。
また、基材をポルトランドセメントからアルミナセメント及び石膏マグネシアセメントに変更した実施例５及び６でも１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ及び誘電正接（ｔａｎδ）の最小値とも本発明の規定の範囲となり、実施例１と同等の優れた電波吸収性能が得られることがわかった。
以上の結果より、電波吸収体をセメントとカーボンナノチューブで構成し、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ[(ε’^２+ε”^２)^０．５]を２．０〜１０．０の範囲とし、且つ前記周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）の最小値を０．３５以上とすることにより、１〜１１０ＧＨｚの広い周波数帯域において優れた電波吸収特性が得られることが確認された。

１板状成形体
２ピラミッド形状成形体
４平面部
５長方錘（ウエッジ形状）成形体

Claims

セメントとカーボンナノチューブを含有する電波吸収体であって、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの周波数帯域における複素比誘電率の絶対値の大きさ[(ε’^２+ε”^２)^０．５]が２．０〜１０．０の範囲であり、且つ前記周波数帯域における誘電正接（ｔａｎδ）が０．４以上であるとともに、前記カーボンナノチューブの含有率が、電波吸収体全体の質量に対して、２〜１０質量％であることを特徴とする電波吸収体。
前記カーボンナノチューブの繊維長さが、１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電波吸収体。
底面が長方形である長方錘の成形体の複数個を、該成形体の長辺と短辺とを交互に隣接させて配置した構成であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電波吸収体。