KR100379749B1 - 전자파 흡수와 원적외선의 방사 기능을 갖는 세라믹 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

전자파 흡수와 원적외선의 방사 기능을 갖는 세라믹 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

전자파 흡수와 동시에 원적외선을 방사하는 휴대용 이동전화, 비디오 화면, 텔레비젼 수상기, 컴퓨터 등과 같은 전기 및 전자 제품에 사용하기 위한 세라믹이며 라디오파인 800 MHz 에서 900 MHz 까지의 전자파를 흡수하고 특히 극저주파인 1에서 500 kHz 의 전자파를 특별히 흡수한다. 그리고 그 뿐만 아니라 20 ㎛에서 1000 ㎛의 원적외선을 전자파 흡수와 동시에 방사한다.
전자파 흡수와 동시에 원적외선을 방사하는 세라믹의 주 조성물과 그 혼합 비율은 산화철(FeO3) 78.773 ~ 79.5 중량%, 산화망간(MnO2) 8.6 ~ 10.891 중량%, 산화아연(ZnO) 7.9 ~ 8.653 중량%, 산화알미늄(Al2O3) 0.9 ~ 2.94 중량%, 산화규소(SiO2) 0.9 ~ 1.923 중량% 이며, 종속 물질로는 상기 주조성물 100중량%에 대해 산화구리(CuO) 3 ~ 3.5 중량%, 산화칼슘(CaO) 2.5 ~ 5 중량%, 산화코발트(CoO) 2.5 ~ 4 중량%, 산화몰리프텐(MnO3) 1.5 ~ 2.0 중량% 및 산화이트륨(y2o3) 0.2 ~ 0.5 중량% 로 이루어졌다.

Description

전자파 흡수와 원적외선의 방사 기능을 갖는 세라믹 조성물 및 그 제조방법{Electromagnetic wave absorptive as well as far infra red ray emissive ceramic composition and method of preparation thereof}
휴대용 이동 전화기, 비디오 화면, 텔레비젼 수상기,컴퓨터 그리고 여러 종류의 전기, 전자 제품들은 공급되는 전기에 의해 작동하며 이들 전기, 전자 제품들이 작동할 때에 강한 전자파가 발생하고 있다는 것은 과학자들의 연구 논문에 의해 알려졌으며, 작동 중인 휴대용 이동 전화기, 비디오 화면, 텔레비젼 수상기, 컴퓨터 등에서 방출되는 전자파의 강도는 작동 중인 전기, 전자 제품들에 가까이 갈수록 그 강도가 높아진다는 사실도 알려졌다. 그러나 반대로 작동중인 전기, 전자 제품으로부터의 거리가 멀어지면 멀어질수록 급격하게 그 강도가 낮아진다는 사실도 알려졌다. 그렇지만 휴대용 이동 전화기 또는 무선 전화기는 사용자가 직접 사용자의 귀에 밀착시키고 사용하기 때문에 휴대용 이동 전화기나 무선전화기 사용자의 눈이나 두뇌는 전자렌지에서 방사되는 전자파에 비교 할 만한 강도를 갖는 전자파에 의해 충격을 받게 된다. 대체로 사람들이 텔레비젼 수상기나 컴퓨터에 가깝게 오래도록 남아있게 되면 이와 같은 영향을 받게 된다.
만일 사람의 머리가 전자파에 오래도록 혹은 계속적으로 자주 노출되면 이러한 현상은 위험하고 심각하게 건강을 해친다는 것이 과학자들의 연구 논문에 의해서 확인되었다.
이러한 이유로 인해서 전기 및 전자 제품의 제조자들은 그들이 제조하는 전기 및 전자 제품에 대해 이러한 위험한 전자파을 흡수 차단하려는 연구가 시작되었고 또한 이렇게 위험한 전자파를 흡수 차단하려는 연구는 계속되고 있다.
최근의 흥미로운 개발로서는 전기, 전자 제품에 페라이트 코아의 사용으로 이들 제품에서 방출되는 전자파를 흡수할 수 있다는 것에 관한 내용이 미국 특허 4.960.642에서 발표되었고, 또한 다른 특허에서는 라인 필터용으로 페라이트 코아가 사용되었고 트랜스 포머용으로도 페라이트 코아가 사용됨으로써 이들 전자 제품에서 방출되는 전자파를 흡수 차단할 수 있게 되었다.
본 발명이 시도하는 바는 고투자율의 물질로 작동 중인 전기 및 전자 제품에서 방출되는 전자파를 효율적으로 흡수 차단함은 물론 전자파의 흡수와 동시에 원적외선을 방사하여 전기 및 전자 제품의 사용자들로 하여금 전자파의 폭로에서 방어됨은 물론 원적외선의 방사 효과를 직접 볼 수 있도록 하려는 것이다.
원적외선의 파장은 20㎛에서 1000㎛ 이므로 이동 전화기의 사용 파장이 800MHz 에서 900MHz 와는 그 사용 파장대가 다르기 때문에 결코 전파의 혼합으로 인한 통신상의 장애는 일어나지 않는다. 본 발명의 전자파 흡수와 동시에 원적외선을 방출하는 세라믹은 전기 및 전자 제품을 장시간 사용하는 사람들을 전기 전자 제품에서 방출되는 전자파로부터 보호하면서 원적외선의 효과를 보게 하도록 하였다.
도면1 은 실시예 3 의 방법으로 얻어진 세라믹스의 원적외선 방사율을 나타낸 것이다.
도면 2 는 실시예 3의 방법으로 얻어진 세라믹스의 원적외선 방사량을 나타낸 것이다.
따라서 본 발명은 높은 전자파 흡수율과 동시에 고효율의 원적외선 방사 외 강한 원적외선 방사 에너지를 갖는 세라믹스로서 이 세라믹스의 주조성물로 산화철 (Fe2O3), 산화망간(MnO2), 산화아연(ZnO) 산화알미늄(Al2), 그리고 산화규소(SiO2)를 택했고 종속 물질로는 산화구리(CuO), 산화코발트(CoO), 산화몰리브텐 (MoO3), 산화칼슘(CaO), 그리고 산화이트륨(y2O3)를 비율에 따라 배합하고 밀폐된 로내에 1100℃~ 1300℃에서 소성하여 고효율의 전자파 흡수는 물론이고 동시에 고효율의 방사율과 강한 원적외선 에너지를 방출하는 세라믹을 만들게 되었다.
본 발명은 원적외선 방사 세라믹 재료와 망간 아연계 페라이트 분말을 혼합하여 고성능의 전자파 흡수와 동시에 고효율의 원적외선과 강한 원적외선 에너지를 방출하는 세라믹을 얻는 것이다.
세라믹의 형을 만드는 데에는 유기 물질이 들어가지 않는다. 세라믹의 성형체를 만들기 위해서 세라믹 분말 입자의 치수를 1 미크론 또는 그 이하로 한다.
세라믹 조성물은 최종적으로 바라는 형상을 얻기 위해 1200 kg/㎠ ~ 1500 kg/㎠ 의 압력의 몰드 안에서 성형한다. 그리고 밀폐로 내에서 대략 1100℃에서 1300℃의 고온에서 서서히 소결되며 소결이 효율적으로 이루어지면 서서히 냉각된다.
본 발명의 형성된 몸체가 소성로(반드시 밀폐된 소성로 이어야 한다.)에서 가열 되는 동안 소성로 내에 불활성 가스(일반적으로 질소 가스 또는 헬륨 가스)를 유입한다.
로내에 유입되는 불활성 가스는 소결체가 소성로 온도에 있는 동안 일정한 시간 일정한 방법으로 주입되고 불활성 가스 분위기는 소성로내 온도가 냉각도는 1300℃ 에서 200℃에 이르기까지 유지되며 소성로내 온도가 200℃에 도달하면 소성로의 문을 열고 소결체 세라믹을 주위의 공 기 온도에서 서서히 냉각 시킨다.
본 발명의 소결체 세라믹은 높은 전기 전도성을 갖고 있으며 스핀 구조를 갖는 페리 자성체로서 아주 높은 전자파 흡수율을 갖고 있으며 아울러 고효율의 원적외선을 방사한다.
만일 본 발명의 소결체가 이동 전화기에 형성된 송 수신 안테나에 부착되거나 또는 안테나 주변에 위치하게 되면 이동 전화기가 작동 하는 동안에도 이동 전화기 주변 가까운 위치에 있는 전자 제품에 전자 장애를 일으키는 전자파가 작동 중인 이동 전화기에서 방출되지 않는다는 것이 뜻 밖에도 발견되었다. 따라서 이동 전화기의 사용이 금지된 곳에서도 이동 전화기를 사용할 수 있다는 것이다.
본 발명의 세라믹 조성물의 특성은 계속되는 구체적인 실시예를 통해서 좀 더 확실하게 설명 될 것이다.
[ 실시예 1 ]
최초의 분체의 혼합은 79 중량%의 산화철(Fe2O3), 1.9 중량% 의 산화알미늄 (Al2O3), 8.6 중량% 의 산화아연(ZnO), 8.6 중량% 의 산화망간(MnO2), 그리고 1.9 중량% 의 산화규소(SiO2)의 구조로 이루어 졌다.
40 중량% 의 물이 첨가되고 균질의 혼합을 위해 볼밀에서 혼합한 다음 분무 건조한다. 이때에 투입구의 온도는 580℃ 로 하고 출구의 온도는 120℃ 로 한다. 대체로 얻어진 무수 분말은 개방된 로내에 입자의 수축을 위해 700℃ ~ 800℃의 온도에서 가열된다.
그리고 재차 볼밀에서 1 ㎛ 이하의 칫수로 된 혼합 분체를 얻게 된다. 이렇게 얻어진 습식 분체 100중량%에 대해 종속재로서 3 중량% 의 산화구리(CuO), 2.5 중량% 의 산화코발트(CoO), 1.5 중량% 의 산화 몰리프텐(MoO3), 2.5 중량% 의 산화칼슘(CaO) 그리고 0.5 중량% 의 산화이트륨(y2O3)를 혼합하고 과립형 분체를 얻기위해 0.5중량% 의 헥사메탄올, 0.7중량% 의 폴리비닐 알콜 및 윤활제로 0.25중량% 의 폴리프로필렌(polypropylene)을 첨가하여 재차 분무 건조한다. 상기 윤활제는 폴리프로필렌 이외에 에틸렌(etylene) 또는 그리스(grease) 등 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 알려져 채택이 용이한 윤활제를 포함한다.
이러한 방법으로 얻어진 과립형 입자를 최종 소결된 세라믹스가 요구하는 형상을 얻기 위해 형성된 금형에 넣고 1200 kg/㎠ ~ 1500 kg/㎠ 의 압력으로 가압하여 적출한다.
형성된 세라믹체는 소성로내에 적재된다. 로내 온도가 1300℃에 도달될 때까지 온도의 상승을 효율적인 방법으로 일정하게 서서히 상승시킨다. 그리고 소결 온도는 완전히 소결되기 위해 필요한 시간 동안, 예를 들면 몇 시간 동안 유지된다.
본 발명에 의한 가열과 소결 방법은 종래의 터널로나 푸셔로의 가열과 소결 방법과는 다르다. 소결로는 반드시 밀폐형 이어야만 하고 최초 30분 동안 불활성 가스(질소 가스 또는 헬륨 가스)를 주입하면서 로내 온도를 9시간에 걸쳐 서서히 1300℃ 까지 상승 시킨다. 로내 온도가 소결 적정 온도인 1300℃ 에 도달하면 효율적인 소결을 위해서 질소 분위기에서 1300℃ 의 로내 온도를 약 4 시간 동안 유지한다.소결이 끝나면 로내 온도를 1300℃ 에서 200℃ 까지 하강 시킨다.
이때에 소성로내에 재차 불활성 가스(질소 가스 또는 헬륨 가스)를 주입하면서 서서히 냉각시킨다. 로내 온도가 약 200℃ 가 되면 질소의 주입을 중단하고 실온에서 소결체를 서서히 냉각 시킨다.
상기 실시예 1의 방법으로 얻어진 전자파 흡수와 동시에 원적외선을 방사하는 소재의 물질로 길이 7.22mm, 내부반경 3.04mm, 외부반경 7.00mm 의 원통형 시료를 만들어 소형 흡수체에 의한 다이폴 안테나의 방사 패턴 변화를 FDTD 를 이용한 시뮬레이션을 통해 알아봤다. 본 측정에 사용된 방법은 동축선 반사투과 법이며, 이 측정 방법으로 시료를 Coaxial airline 의 sample holder 에 삽입하여 Network analyzer 로 산란계수 S11S12를 측정하고 이들로부터 복소 비전율과 비투자율을 계산했다.
이 측정에 사용된 장비는
1) HP 8510 B Network analyzer
2) HP 8515 A S-Parameter Test Set (45MHz - 26.5GHz)
3) HP 83620 A Synthesized Sweeper (10MHz - 20 GHz)
4) MMC 2653 H Beadless Coaxial airline (길이 30mm)
835 MHz 에 대한 측정 결과는 도표1, 도표 2 그리고 도표 3과 같다.
( 도표 1 )
( 도표 2 )
실시예 1과 실시예 2 의 소재로 만든 1.00mm 두께의 평판에 대한 측정결과
( 도표 3 )
실시예 1 과 실시예 2 의 소재로 만든 길이 7.22, 내부반경 3.04mm, 외부반경 7.00mm 의 원통형 시료의 측정 결과
상기에서 언급한 소형 흡수체에 의한 다이폴 안테나의 방사 패턴 변화를, FDTD 를 이용하여 실시한 시뮬레이션 결과 상기 실시예 1 과 실시예 2 의 소재로 만든 흡수체가 있을 때 이의 음영 지역에 방사 전파 세기가 감소 하였다.
그 감소량은 안테나로부터의 이적 거리가 27.5mm 일때 8.2dB, 32.5mm 일때 1.3dB 정도이다. 따라서 이 소재로 만든 전자파 흡수체는 휴대용 이동 전화기 안테나와 인체 사이에 부착됨으로써 SAR 를 감소시키는 효과를 나타냈다.
[ 실시예 2 ]
최초의 분체의 혼합은 79.5 중량%의 산화철(Fe2O3), 0.9 중량% 의 산화알미늄 (Al2O3), 7.9 중량% 의 산화아연(ZnO), 10.8 중량% 의 산화망간(MnO2), 그리고 0.9 중량% 의 산화규소(SiO2)의 구조로 이루어 졌다.
40 중량% 의 물이 첨가되고 균질의 혼합을 위해 볼밀에서 혼합한 다음 분무 건조한다. 이때에 투입구의 온도는 580℃ 로 하고 출구의 온도는 120℃ 로 한다. 대체로 얻어진 무수 분말은 개방된 로내에 입자의 수축을 위해 700℃ ~ 800℃의 온도에서 가열된다.
그리고 재차 볼밀에서 1 ㎛ 이하의 칫수로 된 혼합 분체를 얻게 된다. 이렇게 얻어진 습식 분체 100중량%에 대해 종속재로서 2.5 중량% 의 산화구리(CuO), 3.0 중량% 의 산화코발트(CoO), 1.8 중량% 의 산화 몰리프텐(MoO3), 2.3 중량% 의 산화칼슘(CaO) 그리고 0.4 중량% 의 산화이트륨(y2O3)를 혼합하고 과립형 분체를 얻기위해 0.5중량% 의 헥사메탄올, 0.7중량% 의 폴리비닐 알콜 및 윤활제로 0.25중량% 의 폴리프로필렌(polypropylene)을 첨가하여 재차 분무 건조한다. 상기 윤활제는 폴리프로필렌 이외에 에틸렌(etylene) 또는 그리스(grease) 등 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 알려져 채택이 용이한 윤활제를 포함한다.
이러한 방법으로 얻어진 과립형 입자를 최종 소결된 세라믹스가 요구하는 형상을 얻기 위해 형성된 금형에 넣고 1200 kg/㎠ ~ 1500 kg/㎠ 의 압력으로 가압하여 적출한다.
형성된 세라믹체는 소성로내에 적재된다. 로내 온도가 1300℃에 도달될 때까지 온도의 상승을 효율적인 방법으로 일정하게 서서히 상승시킨다. 그리고 소결 온도는 완전히 소결되기 위해 필요한 시간 동안, 예를 들면 몇 시간 동안 유지된다.
본 발명에 의한 가열과 소결 방법은 종래의 터널로나 푸셔로의 가열과 소결 방법과는 다르다. 소결로는 반드시 밀폐형이어야 만 하고 최초 30분 동안 불활성 가스(질소 가스 또는 헬륨 가스)를 주입하면서 로내 온도를 9시간에 걸쳐 서서히 1300℃ 까지 상승 시킨다. 로내 온도가 소결 적정 온도인 1300℃ 에 도달하면 효율적인 소결을 위해서 질소 분위기에서 1300℃ 의 로내 온도를 약 4 시간 동안 유지한다.소결이 끝나면 로내 온도를 1300℃에서 200℃ 까지 하강 시킨다.
이때에 소성로 내에 재차 불활성 가스(질소 가스 또는 헬륨 가스)를 주입하면서 서서히 냉각시킨다. 로내 온도가 약 200℃ 가 되면 질소의 주입을 중단하고 실온에서 소결체를 서서히 냉각 시킨다.
실시예 2 의 소재로 얻어진 세라믹으로 작은 구멍이 난 원통을 마련하여 사용하였다.
이동 전화기의 안테나는 실린더(원통) 안을 뚫고 들어간다.
그리고 이 실린더는 안테나의 베이스에 위치한다. 소결된 세라믹체의 실린더는 길이가 7.4mm, 외경이 12mm, 내경이 8mm 이다.
본 발명의 소결된 세라믹 조성물들은 뛰어난 전기 전도성을 갖고 있으며 스핀 구조를 갖는 자성체로서 아주 높은 전자파 흡수율을 갖고 있을 뿐 아니라 고효율의 원적외선을 발산한다.
이러한 특성들을 확인하기 위해서 다음과 같은 측정 장치들이 이용됐다.
1) HP 8510 B Network analyzer
2) HP 8515 A S-Parameter Test Set (45MHz - 26.5GHz)
3) HP 83620 A Synthesized Sweeper (10MHz - 20 GHz)
4) MMC 2653 H Beadless Coaxial airline (길이 30mm)
사용된 측정 방법은 동추선에서 반사와 투과를 측정하는 것이다. 반사 손실과 투과 손실은 섭씨 23 ±1℃ 와 습도 55% 일 때 0.5 ~ 2.0 GHz 전자파로 측정되었다.
손결된 세라믹 조성물의 특성 데이터가 도표 5 에 기록된 것과 같이 4 개의 예에서 얻어졌다.
( 도표 4 )
도표 5 에서 보아 알 수 있듯이 감쇄 상수와 전파상수( 이는 전파 835MHz에서 1000MHz에서 측정된 비전율과 비전율 값으로부터 산출되었다.) 는 아주 서로가 가깝다.
이는 세라믹 조성물이 높은 전도성 물질임을 뜻한다. 전력 흡수율은 낮고 정확하게 말하면 세라믹 조성물은 아주 훌륭한 전기도체 이기 때문이다.
두께 1.0mm 평판 표면에 835 MHz 와 1000 MHz 의 전파가 쏘아졌다.
보고된 데이터는 도표 5 와 같다.
( 도표 5 )
쉽게 알수 있는 바와 같이 전자파의 흡수율(835 MHz 와 1000 MHz 사이에서) 은 널리 알려진 전자파 흡수체가 가질 수 있는 흡수율보다 훨씬 높다.
이에 관련하여 본 발명의 소결된 세라믹 조성물의 중요성이 강조되는 것은 이 조성물은 스핀 구조를 갖는 페리 자성체라는 것이고 이는 알려진 소재와 같지 않다는 것이다.
본 발명의 소결된 조성물의 실린더 위치를(실린더 길이 7.4 mm, 외경은 12 mm, 구멍의 내은 8 mm 이다) FDTD 기법으로 감소율을 계산하면 다이폴 안테나로부터 27.5 mm 떨어진 데에서 3.2 dB, 그리고 32.3 mm, 거리에서는 1.3 dB 의 감소가 발견되었다.
[ 실시예 3 ]
최초의 분체의 혼합은 79 중량%의 산화철(Fe2O3), 2.9 중량% 의 산화알미늄 (Al2O3), 8.6 중량% 의 산화아연(ZnO), 8.6 중량% 의 산화망간(MnO2), 그리고 0.9 중량% 의 산화규소(SiO2)의 구조로 이루어 졌다.
40 중량% 의 물이 첨가되고 균질의 혼합을 위해 볼밀에서 혼합한 다음 분무 건조한다. 이때에 투입구의 온도는 580℃ 로 하고 출구의 온도는 120℃ 로 한다. 대체로 얻어진 무수 분말은 개방된 로내에 입자의 수축을 위해 700℃ ~ 800℃의 온도에서 가열된다.
그리고 재차 볼밀에서 1 ㎛ 이하의 칫수로 된 혼합 분체를 얻게 된다. 이렇게 얻어진 습식 분체 100중량%에 대해 종속재로서 2.0 중량% 의 산화구리(CuO), 4.0 중량% 의 산화코발트(CoO), 0.8 중량% 의 산화 몰리프텐(MoO3), 3.0 중량% 의 산화칼슘(CaO) 그리고 0.2 중량% 의 산화이트륨(y2O3)를 혼합하고 과립형 분체를 얻기위해 0.5중량% 의 헥사메탄올, 0.7 중량% 의 폴리비닐 알콜 및 윤활제로 0.25중량% 의 폴리프로필렌(polypropylene)을 첨가하여 재차 분무 건조한다. 상기 윤활제는 폴리프로필렌 이외에 에틸렌(etylene) 또는 그리스(grease) 등 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 알려져 채택이 용이한 윤활제를 포함한다.
이러한 방법으로 얻어진 과립형 입자를 최종 소결된 세라믹스가 요구하는 형상을 얻기 위해 형성된 금형에 넣고 1200 kg/㎠ ~ 1500 kg/㎠ 의 압력으로 가압하여 적출한다.
형성된 세라믹체는 소성로내에 적재된다. 로내 온도가 1300℃에 도달될 때까지 온도의 상승을 효율적인 방법으로 일정하게 서서히 상승시킨다. 그리고 소결 온도는 완전히 소결되기 위해 필요한 시간 동안, 예를 들면 몇 시간 동안 유지된다.
본 발명에 의한 가열과 소결 방법은 종래의 터널로나 푸셔로의 가열과 소결 방법과는 다르다. 소결로는 반드시 밀폐형이어야 만 하고 최초 30분 동안 불활성 가스(질소 가스 또는 헬륨 가스)를 주입하면서 로내 온도를 9시간에 걸쳐 서서히 1300℃ 까지 상승 시킨다. 로내 온도가 소결 적정 온도인 1300℃ 에 도달하면 효율적인 소결을 위해서 질소 분위기에서 1300℃ 의 로내 온도를 약 4 시간 동안 유지한다.
소결이 끝나면 로내 온도를 1300℃에서 200℃ 까지 하강 시킨다.
이때에 소성로 내에 재차 불활성 가스(질소 가스 또는 헬륨 가스)를 주입하면서 서서히 냉각시킨다. 로내 온도가 약 200℃ 가 되면 질소의 주입을 중단하고 실온에서 소결체를 서서히 냉각 시킨다.
상기 실시예 3 의 방법으로 얻어진 전자파 흡수와 동시에 원적외선을 방사하는 세라믹스는 매우 낮은 주파수의 전자파 흡수 특성을 갖는다.
이 소재로 텔레비젼 수상기와 컴퓨터 모니터의 전자장의 흡수율을 측정한 결과는 도표 6, 도표 7, 도표 8 과 같다.
이 측정에 사용된 측정기는 자기장 측정기로서 그 제원은 다음과 같다.
디스플레이 ------- 13mm LCD 3½
최대표시 ------- 199.9 mG
주파수 범위 ------- 30 Hz - 300 Hz
자 계 축 ------- 단축
측정레인지 ------- 0.1 mG - 199.9 mG
확 도 ------- ±(4% + 3d)
Resolution ------- 0.1 mG
눈금측정 ------- 상대적 측정이므로 필요하지 않음
( 도표 6 ) 컴퓨터 모니터의 측정 결과
측정 결과는 다음과 같다.
( 도표 7 ) 텔레비젼 수상기의 측정 결과
측정 결과는 다음과 같다.
( 도표 8 ) 텔레비젼 수상기와 컴퓨터 모니터의 평균 감쇄 효율(%)
측정 결과의 분석은 다음과 같다.
상기 실시예 3 의 방법으로 얻어진 전자파 흡수와 동시에 원적외선을 방사하는 소재의 세라믹은 20 ㎛ - 1000 ㎛ 의 원적외선 방사 특성을 가졌다.
그리고 20 ㎛ - 1000 ㎛ 의 원적외선은 이동 전화기나 기타 전기 전자 제품의 작동에 영향을 주지 않는다. 따라서 전자 기구들의 기능에 손상을 주지 않는다.
이 소재로 얻어진 세라믹스를 FT-1R 스펙트로 메타를 사용하여 흑체와 비교하여 원적외선 방사율과 원적외선 방사 출력을 측정한 결과는 도표 9 와 같다.
( 도표 9 ) 원적외선의 방사율과 방사출력

Claims (5)

  1. 산화철(Fe2O3) 78.773 ~ 79.5 중량%, 산화알미늄(Al2O3) 0.9 ~ 2.94 중량%, 산화아연(ZnO) 7.9 ~ 8.653 중량%, 산화망간(MnO2) 8.6 ~ 10.891 중량% 및 산화규소(SiO2) 0.9 ~ 1.923 중량% 로 이루어진 주조성물 100중량%에 대하여, 종속물질로 산화구리(CuO) 3 ~ 3.5 중량%, 산화 몰리프텐(MoO3) 1.5 ~ 2.0 중량%, 산화코발트(CoO) 2.5 ~ 4 중량%, 산화칼슘 (CaO) 2.5 ~ 5 중랑% 및 산화이트륨(y2O3) 0.2 ~ 0.5 중량%을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수와 원적외선의 방사 기능을 갖는 세라믹 조성물.
  2. 삭제
  3. (가)제 1 항의 세라믹 조성물에 35 ~ 40 중량% 의 물을 첨가하는 단계;
    (나)상기 물을 첨가한 세라믹 조성물을 균질의 혼합을 위해서, 투입구의 온도는 550℃ ~ 580 ℃ 로 하고 출구의 온도는 100℃ ~ 200 ℃ 로 하여, 볼밀에서 혼합한 후 습식 건조하는 단계;
    (다)상기 단계에 의해 얻어진 무수 분말을 개방된 로에서 입자의 수축을 위해 700 ℃ ~ 800℃ 의 온도로 가열하는 단계;
    (라)상기 가열된 무수 분말을 다시 볼밀에서 1 ㎛ 이하의 칫수로 혼합된 분체를 얻는 단계;
    (마)상기 단계에 의해 얻어진 습식 분체 100중량%에 대해 종속물질로 산화구리(CuO) 3 ~ 3.5 중량%, 산화 몰리프텐(MoO3) 1.5 ~ 2.0 중량%, 산화코발트(CoO) 2.5 ~ 4 중량%, 산화칼슘 (CaO) 2.5 ~ 5 중랑% 및 산화이트륨(y2O3) 0.2 ~ 0.5 중량%를 더 포함하여 볼밀에서 혼합하고, 과립형 분체를 얻기 위해서 0.5중량%의 헥사 메탄올, 0.7중량% 의 폴리 비닐 알콜 및 0.25중량% 의 폴리프로필렌을 첨가하여 재차 분무 건조하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수와 원적외선의 방사 기능을 갖는 세라믹 조성물의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 세라믹 조성물의 제조방법은 (a)얻어진 과립형 분체를 1200 kg/㎠ ~ 1500 kg/㎠ 의 프레스에서 성형하여 밀폐로에 적제하는 단계;(b)상기 밀폐로에 최초 30 분간 불연가스 (질소 가스 또는 헬륨가스) 를 투입하면서 9 시간에 걸쳐 가열하는 단계;(c)로내 온도가 1300 ℃ 에 도달하면 질소 분위기에서 약 4 시간 소결한 다음 로내 온도가 1300 ℃에서 200℃ 에 이르기까지 3 시간에 걸쳐 재차 불연가스(질소 가스 또는 헬륨가스) 를 주입하면서 서서히 냉각시키는 단계;및 (d)로내 온도가 200℃ 에 도달하면 로의 문을 열고 소결된 세라믹체를 실온에서 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수와 원적외선의 방사 기능을 갖는 세라믹 조성물의 제조방법.
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020007488A (ko) * 2000-07-14 2002-01-29 이형도 전자세라믹스의 제조방법
KR100428404B1 (ko) * 2001-05-16 2004-04-27 반석제로파 주식회사 전자파 흡수 및 원적외선을 방사하는 고강도 전도성 세라믹의 조성물 및 그의 제조방법
KR100456717B1 (ko) * 2002-03-11 2004-11-10 한국지질자원연구원 폐산화철 촉매를 이용한 전파흡수체의 제조방법
KR101105441B1 (ko) * 2009-11-04 2012-01-17 포항공과대학교 산학협력단 저압가스 배관의 안전밸브

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259509A (ja) * 1988-04-11 1989-10-17 Tokin Corp 低損失酸化物磁性材料
JPH02129063A (ja) * 1988-11-05 1990-05-17 Tokin Corp 酸化物磁性材料
KR910000902A (ko) * 1989-06-08 1991-01-30 알. 피. 을뮬러 조사에 안정한 고투명도의 중합 조성물 및 이것으로 만든 제품
KR19980040080A (ko) * 1996-11-29 1998-08-17 윤경중 원적외선 방사 리모콘
JPH1112024A (ja) * 1997-06-16 1999-01-19 Nippon Mizushiyori Giken:Kk 消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259509A (ja) * 1988-04-11 1989-10-17 Tokin Corp 低損失酸化物磁性材料
JPH02129063A (ja) * 1988-11-05 1990-05-17 Tokin Corp 酸化物磁性材料
KR910000902A (ko) * 1989-06-08 1991-01-30 알. 피. 을뮬러 조사에 안정한 고투명도의 중합 조성물 및 이것으로 만든 제품
KR19980040080A (ko) * 1996-11-29 1998-08-17 윤경중 원적외선 방사 리모콘
JPH1112024A (ja) * 1997-06-16 1999-01-19 Nippon Mizushiyori Giken:Kk 消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法

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