JPH05259732A - 電波吸収体の製造方法 - Google Patents

電波吸収体の製造方法

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JPH05259732A
JPH05259732A JP4215161A JP21516192A JPH05259732A JP H05259732 A JPH05259732 A JP H05259732A JP 4215161 A JP4215161 A JP 4215161A JP 21516192 A JP21516192 A JP 21516192A JP H05259732 A JPH05259732 A JP H05259732A
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JP
Japan
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ferrite
radio wave
wave absorber
electromagnetic wave
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JP4215161A
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English (en)
Inventor
Kyong-Yong Kim
敬 龍 金
Wang-Sop Kim
旺 燮 金
Hyong-Jin Jong
炯 鎮 丁
Yun-Don Ju
潤 暾 朱
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems

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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電波吸収周波数帯域の広帯域化と吸収体薄板化
を同時に満足するNi−Zn系フェライト電波吸収体を
提供することを目的とする。 【構成】 Fe2 3 66.1g、ZnO23.1g、
NiO8.8g、MnO2 0.5g、Co3 4 0.5
g及びCuO0.1gを混合し、乾燥及び粉砕した後、
900℃の温度で2時間下焼きした後、下焼きした原料
を粉砕し2ton/cm2 の圧力で成形した後、2〜1
2℃/分の昇温速度で1250℃に加熱し2〜6時間程
度維持した後、2〜12℃/分の冷却速度で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Ni−Zn系フェライ
ト電波吸収体の製造方法に関するもので、特に、焼結時
諸般の焼結条件を適切に制御し焼結体の複素透磁率虚数
部を増加させる事で薄板化と広帯域化を図った電波吸収
体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子通
信技術が発展するに従い電波の利用が拡大し多様なディ
ジタル機器の使用拡大に随伴し、不必要な電波の発生に
因る電子装置等の誤動作を招来する等の電波公害問題が
頻発している。一例としてディジタル回路の場合は、本
来放射ノイズレベルが高いからマイクロコンピュータ間
の平均距離が短くなれば入力インピーダンスの高いMO
S型素子はノイズの影響に因り誤動作する例が増加する
様になる。
【0003】この様な不必要な電波に因る問題点を解決
する為に諸形態の電波吸収体が開発され使用されている
が、その特性により、通常的に電波の電気エネルギを抵
抗体に依り熱エネルギに変換させる抵抗体型と、シール
ド面に磁性体を添付し磁気損失に依り電波を吸収する磁
性体型及びこれら2種の形態を複合した複合型の3つの
種類に区分される。
【0004】磁性体型の1種であるフェライト電波吸収
体は自由空間と臨界結合をしている広帯域共振器で、こ
の様な広帯域性能は強磁性体固有の自然共鳴現象に依る
ものと知られているが、この様なフェライトを、カーボ
ン等を利用した抵抗損失材料と組み合わせて複合型電波
吸収体に製作する様になればVHF帯域以上の広帯域を
カバーできるようになる。
【0005】この様な複合型電波吸収体は、波長の長い
低周波領域は主にフェライトの磁気損失が、そして波長
の短い高周波領域はカーボンを使用した導伝材料の抵抗
損失が分担する周波数分担型の電波吸収体で、抵抗体型
や磁性体型に比べ比較的広い周波数範囲にわたり電波減
衰特性を発揮するが、その厚さの厚い短所があり実用化
に問題点として指摘されている。
【0006】電波吸収体を利用した電波遮蔽技術はEM
I対策の一方法として又は不要電波の抑制対策面で電子
回路及び電波伝送の技術と並行し新しい電波吸収材料の
開発に関する総合的な研究が行われているが、電磁波干
渉の防止の為の材料としては反射に依る電磁波の放射を
防止するだけでなく吸収と共に反射波及び透過波も減少
させる効果を持つフェライト電波吸収材料及び電磁シー
ルド材料に対する研究が行われている。
【0007】特に、電子部品内でのノイズに対する不要
モードの発生に依り機器の性能を低下させるか異常共振
を起こす現象を防止する為の方法として、フェライト複
合材料を回路ケース及び回路の一部に付着する様になれ
ば、放射ノイズの吸収乃至は磁気損失に依るダンピング
効果を通じ不必要なモードの制御と同時に電子機器から
の不要輻射の防止及び漏洩防止を期することが出来る。
【0008】一般的にあらゆる電波吸収体は透磁率及び
誘電率で材料自体の固有整数で現す事が出来、この様な
電波吸収体の設計には透磁率(実数、虚数)、誘電率
(実数、虚数)、周波数及び厚さ等と共に、フェライト
の原料、組成、製造工程の変数及び焼結温度(加熱速
度、最高温度維持時間、冷却速度)等の適切な調整が要
求され、進んでコンピュータシュミレーション(Comput
er Simulation)を通じ最適の厚さを探し出さねばならぬ
等の多くの変数が存在する為に精密な制御及び適切な変
数調整を必要とする。
【0009】現在まで開発され適用されている電波吸収
材料には、電波暗室及び建築用材料であるフェライト焼
結体で製造した電波吸収タイル、フェライト及びゴムの
複合フェライト、導伝性繊維に発泡スチロールを混合し
てなるシート状電波吸収体、カーボニル鉄にゴムを混入
したシート状磁性体、フェライトにカーボニル鉄とハイ
パルンゴムを混ぜて製造した液状電波吸収材料及びフェ
ライトにエポキシ樹脂系統を混合して成る複合フェライ
ト等その用途及び形状がとても多様である。
【0010】フェライト系電波吸収材料は共振型である
為使用可能周波数帯域が非常に狭いと言う特性に起因し
て、大概UHF帯域でだけ使用可能なNi−Zn系と、
VHF帯域でだけ使用可能なMn−Zn系の2種の形態
が知られているが、これらNi−Zn、Mn−Zn系フ
ェライトは組成により多少の差異があるが、約1200
〜1300℃で焼結が成り、特にMn−Zn系フェライ
トの場合、磁気特性を発揮する為には焼結時酸素噴圧を
適切に維持させねばならない。
【0011】公知のフェライト系電波吸収体の具体的な
一例として、米国特許第3,720,951号には液状
フェライトの裏面に金属材質を接着させたフェライト電
波吸収壁に関する記述が現れているが、その明細書上に
記載された所に依ればNi−Zn系フェライトであるN
i−Cu−Znフェライト組成の場合、5.3mmの厚
さで130〜540MHz範囲の周波数帯域で電波吸収
特性を示し20dB以上のバンド幅が410MHzであ
り、Mn−Zn系フェライトであるMn−Cu−Zn系
フェライト組成の場合、12.1mmの厚さで74〜1
85MHzの周波数帯域で電波吸収特性を現し20dB
以上のバンド幅は111MHzに過ぎなく、全体的に2
0dB以上の電波減衰量を見せるバンド幅が狭く厚さが
比較的厚いと言う短所がある。
【0012】この様に既存のフェライト系電波吸収体の
大部分が、その構造上板状フェライトの裏面金属板が付
着された断層型からなり、VHF帯域かUHF帯域中い
ずれか1つの帯域に対してだけ電波吸収特性を現す帯域
幅の狭少であるのを解決する為にフェライトの裏面に誘
電体層を複層化し広帯域化を図った電波吸収体が知られ
ているが、この場合の電波吸収体は誘電体層の複層化に
伴う厚さの増加をもたらす為に実用的でないと言う問題
点をもっている。
【0013】従って、本発明は上記従来の電波吸収材料
が持っている問題点を勘案し、フェライト焼結体の製造
時可能な限りあらゆる損失を活性化する様製造条件を制
御し、複素透磁率の虚数部を増大させ電波吸収体の薄板
化と広帯域を図った電波吸収体の製造方法を提供するの
にその目的がある。
【0014】
【課題を解決するための手段及び作用】このため、本発
明の電波吸収体の製造方法は、Fe2 3 、ZnO、N
iO、MnO2 、Co3 4 及びCuOを秤量し混合、
乾燥及び粉砕工程を経た後、900℃で2時間程度下焼
きし、更に粉砕し成型した後、電気炉で焼結を行うよう
になるが、この時昇温速度は2〜12℃/分にし、12
50℃迄加熱した状態で2〜6時間程度維持した後、2
〜12℃/分の冷却速度で冷却するようにした。
【0015】一般的に、Ni−Zn系フェライトの平衡
酸素噴圧は1000〜1400℃で増加し1250℃で
のフェライトの平衡酸素噴圧は大気中の酸素噴圧よりも
高いものと知られているから、本発明では焼結時最高温
度を1250℃に維持し高温でフェライト内の酸素不足
(スピネルフェライト物質と酸素の間の平衡)に因り過
多Fe+2の生成を誘導し、低い温度で平衡酸素噴圧の減
少で2次物質としてのFe2 3 が析出する様にする。
この時、上記高温で生成した過多のFe+2は磁気凝力係
数(magnetocrystalline anisotropy)が正(+)の値に
なるようにし初透磁率を減少させ、低温で生成したFe
2 3 の2次物質析出は磁壁移動を妨害し低い透磁率の
原因となり、また、Fe+2の存在はエレクトロンホッピ
ング(electron hopping)に依り比抵抗を減少させ渦電
流の損失を起こす様になり、結果的に電波吸収能力を増
加させる様になる。
【0016】そして、本発明は最高温度維持時間を延長
させ冷却速度を低くして焼結後の結晶粒大きさ(grain
size)を大きく不均一に成長させ焼結体組織の不均一を
招来し微細組織の変化をもたらすことで損失を極大化さ
せている。即ち、本発明は同一なフェライト組成である
場合でも焼結温度、最高温度維持時間、昇温/冷却速度
及び焼結体の微細構造等の諸般製造工程の差異に従い複
素透磁率が変化する様になり、この様な複素透磁率の変
化に従い電波吸収特性が変化様になる事実を基とし、上
記の焼結工程時諸般条件を適切に制御する事で薄板化と
広帯域化達成する様にした。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例は以下の通りである。 〈実施例〉Fe2 3 66.1g、ZnO23.1g、
NiO8.8g、MnO2 0.5g、Co3 4 0.5
g及びCuO0.1gをスチールボールと共にポリエチ
レンジャー(jar)に入れ、脱イオン水を分散媒とし上記
の原料とボール及び脱イオン水の重さ比を1:1:1.
5に維持した状態で80RPMに10時間混合した後、
減圧濾過し110℃の電気オーブンで24時間乾燥させ
た。乾燥した試料を粉砕し、電気炉で900℃の温度で
2時間下焼きした後、下焼きした原料を粉砕し減圧濾過
した後、110℃の電気オーブンで12時間乾燥させ
た。
【0018】次に、5%PVA水溶液を原料重さに対し
5〜8%添加し充分に混合した後、50メッシュの篩を
通過させ顆粒形態に形成した後、測定用ジグに適合する
よう(外径7mm,内径3mm)組立てた型に粉末を入
れ、2ton/cm2 の圧力で成形し試料を製造した。
続いて、大気雰囲気の電気炉で2〜12℃/分の昇温速
度で1250℃に加熱し2〜6時間程度維持した後、2
〜12℃/分の冷却速度で冷却した。このようにして、
表1に示している所の各焼結条件で複数の試片を製造し
た。
【0019】焼結後、試片を精密に錬磨し加工した後、
同軸型測定装置(HP85051−60007)とネッ
トワークアナライザ(Network analyzer)を使用し各試
片の複素透磁率、複素誘電率及び減衰量に対する測定を
した。
【0020】
【表1】
【0021】図1は表1の試片8に対する電子顕微鏡拡
大写真で、(a)は錬磨面の組織であり、(b)は破断
面の組織であるが、写真で所々雪見たいに白い点で現れ
た部分がFe2 3 2次析出像であり、全体的に見る
時、結晶粒の大きさが比較的大きく、結晶粒間の大きさ
が5μm乃至30μmに至る迄相当な差異を見せて組織
が不均一であるのと併せて結晶粒内部に気孔(pore) 等
を始めとする内部欠陥が多く存在するのを知ることが出
来る。
【0022】表2は本発明の各実施例試片の厚さ変化に
対する20dB以上の反射減衰量を示す周波数の範囲を
示したものである。
【0023】
【表2】
【0024】図2及び図3は各々7mm厚さで試片5及
び試片6の周波数変化に対する減衰量効果を示した図
で、2つの試片共にVHF帯域及びUHF帯域を同時に
カバーできるのを知る事が出来る。このように、本実施
例の製造方法による電波吸収体によれば、20dB以上
の反射減衰量を現す周波数の範囲が拡大し薄型である2
〜7mmの厚さでVHF(90〜222MHz)帯域と
UHF(470〜770MHz)帯域を同時に満足させ
TVゴースト(ghost)障害防止材料、電波暗室用材料及
び放射ノイズ電波吸収用材料を始めとする多様な用途に
実用的に使用する事が出来る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
波減衰特性を発揮する周波数帯域の広帯域化と薄板化の
両方を同時に満足させることができ、ゴースト障害防止
材料、電波暗室用材料及び放射ノイズ電波吸収用材料を
始めとする多様な用途に実用的に使用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例試片8の組織の電子顕微鏡拡大
写真で、(a)は錬磨面、(b)は破断面
【図2】本発明の実施例試片5の周波数変化に対する減
衰量の変化挙動を示したグラフ
【図3】本発明の実施例試片7の周波数変化に対する減
衰量の変化挙動を示したグラフ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 9/00 M 7128−4E (72)発明者 朱 潤 暾 大韓民国慶尚南道昌原市明西洞145−4

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe2 3 66.1g、ZnO23.1
    g、NiO8.8g、MnO2 0.5g、Co3
    4 0.5g及びCuO0.1gを混合し乾燥及び粉砕し
    た後、900℃で2時間下焼きし再び粉砕し成型した
    後、2〜12℃/分の昇温速度で1250℃迄加熱し2
    〜6時間維持させた後、2〜12℃/分の冷却速度で冷
    却して製造することを特徴とする電波吸収体の製造方
    法。
JP4215161A 1991-08-13 1992-08-12 電波吸収体の製造方法 Pending JPH05259732A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR13920/1991 1991-08-13
KR1019910013920A KR930011547B1 (ko) 1991-08-13 1991-08-13 전파흡수체의 제조방법

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JPH05259732A true JPH05259732A (ja) 1993-10-08

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KR930011547B1 (ko) 1993-12-10
KR930005286A (ko) 1993-03-23

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