KR101549989B1 - Electromagnetic Waveabsorbing Sheet in W-band Frequency Boundary and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 W-band 주파수 영역대의 전자파 흡수체와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화티탄(TiO2)에 도너(D, donor) 불순물을 첨가한 후 환원시킨 세라믹 유전체 분말을 이용한 전자파 흡수체와 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electromagnetic wave absorber in a W-band frequency region band and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an electromagnetic wave absorber using a ceramic dielectric powder obtained by adding donor (D) donor impurities to titanium oxide (TiO 2 ) And a manufacturing method thereof.
3G, LTE 등 무선통신은 800~900MHz 또는 1.8~2.1GHz 정도의 주파수 대역을 사용하고, Wi-Fi가 2.4GHz 또는 5.1GHz, Bluetooth가 2.45GHz를 사용하는 등 2GHz 내외의 주파수 대역에 많은 통신 규격이 몰려 있고, 최근 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 급속한 보급으로 인해 무선 데이터 사용량이 급격히 증가함에 따라 주파수 자원 고갈이 심각한 문제로 대두되고 있다. 또한 고품위 영상/음성 구현을 위해서는 대용량 데이터를 빠르게 전송해야 하므로, 주파수 자원 문제로부터 상대적으로 자유로우며 고속 데이터 전송에 유리한 초고주파 대역인 mm wave 대역에 대한 관심이 증가하고 있다.
3G, LTE and others use 800 ~ 900MHz or 1.8 ~ 2.1GHz frequency band, 2.4GHz or 5.1GHz Wi-Fi and 2.45GHz Bluetooth. And the recent rapid spread of smartphones and tablet PCs has led to a rapid increase in the amount of wireless data usage, which causes the depletion of frequency resources to become a serious problem. In order to realize high-quality video / audio, it is required to transmit large amount of data quickly. Therefore, there is an increasing interest in an mm wave band which is relatively free from frequency resource problems and is very advantageous for high-speed data transmission.
mm wave 대역은 파장이 10mm(30GHz)와 1mm(300GHz) 사이인 전자기파를 나타내는 용어이며, 20GHz 이상이면 mm wave에 포함시켜 언급하는 경우도 있다. mm wave 대역의 전자기파는 차량용 레이더(24GHz, 77GHz), 기상 레이더(35GHz), 군용(94GHz, 미사일 유도 등)으로 실제 사용되고 있으며, 가정용 영상 기기간 연결이나 스마트폰 등의 무선통신 주파수를 60GHz로 대체하는 연구도 진행되고 있다. 차량용 레이더의 경우 크루즈 컨트롤 기능이나 전방 추돌 방지, 측면 사각지대 감시를 통한 탑승자의 안전 확보를 위해 사용되며, 송수신 회로간 간섭 방지, 혹은 레이더 빔의 형상을 제어하거나 원치 않는 장애물 등에 반사되어 들어오는 신호를 제거할 목적으로 전자파 흡수체가 사용된다. 군사용 목적으로 사용될 경우 피탐지 확률을 낮추기 위해 레이더 반사면적(RCS, radar cross section)을 줄여줄 목적으로 전자파 흡수체가 사용되며, 이 경우 RAM(radar absorbing material)이라고 불린다.
The term "mm wave band" refers to an electromagnetic wave having a wavelength between 10 mm (30 GHz) and 1 mm (300 GHz), and may be included in an mm wave if it is 20 GHz or more. mm wave band is actually used as a vehicle radar (24GHz, 77GHz), weather radar (35GHz), military (94GHz, missile guidance, etc.), and the connection between home video equipment and wireless communication frequency such as smart phone is replaced with 60GHz Research is also underway. In the case of vehicle radar, it is used for cruise control function, prevention of front collision, safety of passengers by monitoring of side blind spot, prevention of interference between transmitting and receiving circuits, control of radar beam shape, An electromagnetic wave absorber is used for the purpose of removing. When used for military purposes, an electromagnetic wave absorber is used to reduce the radar cross section (RCS) in order to reduce the probability of detection. In this case, it is called a RAM (radar absorbing material).
mm wave 대역에서 전자파 흡수 소재로 사용하기 위해서는 해당 대역에서 자기 손실 (magnetic loss), 유전 손실 (dielectric loss), 혹은 도전성 손실 (ohmic loss)이 어느정도 있어야 하나, 자성소재는 일반적으로 수십 GHz의 높은 주파수 대역까지 자기적 특성을 유지할 수 없고 유전소재의 경우에는 분극 메커니즘 중 일부나마 유전율에 기여할 수 있기 때문에 사용은 가능하나 실제 흡수 성능은 높지 않다. 따라서 mm wave 대역용 전자파 흡수소재로는 흑연, 카본블랙, 탄소나노튜브 등의 탄소계 도전성 소재들이 주로 사용된다. 그러나 도전성 소재를 활용한 복합소재 형태의 전자파 흡수체는 도전성 소재의 첨가량이 증가함에 따라 비저항이 낮아지고 표면에서의 반사가 심해져 흡수체보다는 차폐재에 가깝게 동작하게 되며, 응용분야에 따라 부적절할 수 있기 때문에 첨가량을 늘려 성능 목표를 달성하는 데 제약이 따른다. 다층 구조나 피라미드 형태를 활용하여 임피던스 구배를 주는 방법으로 성능 및 대역폭을 향상하는 경우도 있으나, 이 경우 실외 공간이나 무반사실 등의 응용분야에는 적합하지만 차량용 레이더나 항공기 등의 안테나 모듈 내 협소한 공간에 적용하기에는 무리가 따른다.
In order to be used as an electromagnetic wave absorbing material in the mm wave band, a magnetic loss, a dielectric loss or an ohmic loss must be present in a corresponding band. However, a magnetic material generally has a high frequency of several tens of GHz The magnetic properties can not be maintained up to the band. In the case of the dielectric material, since the polarization mechanism can contribute to the dielectric constant, it can be used but the actual absorption performance is not high. Therefore, carbon-based conductive materials such as graphite, carbon black, and carbon nanotubes are mainly used as electromagnetic wave absorbing materials for the mm wave band. However, since the electromagnetic wave absorber in the form of a composite material using a conductive material has a low specific resistance due to an increase in the amount of the conductive material and the reflection on the surface is increased, the electromagnetic wave absorber is operated more closely to the shielding material than the absorber, To achieve performance goals. In this case, it is suitable for applications such as an outdoor space and an anechoic chamber. However, in the case of an antenna module such as a vehicle radar or an airplane, a narrow space It is not easy to apply it to.
최근 적응형 순항 제어 (adaptive cruise control) 기능, 전방 추돌 방지 및 측면 사각지대 감시 등의 운전자 안전 보조 시스템 구현을 위해 차량에 탑재되는 레이더의 보급률이 증가하고 있다. 차량용 레이더는 광학 센서나 초음파 센서 등에 비해 기후 조건에 민감하지 않으며 장애물과의 거리 뿐 아니라 타 차량의 속도까지 정확히 측정할 수 있다는 장점 때문에 이와 같은 목적에 우선적으로 사용이 되고 있으며, 레이더의 소형화를 위해 mm wave 대역인 77GHz, 24GHz 등의 고주파에서 동작하도록 설계된다. 이러한 레이더는 차량의 범퍼 내부 등의 협소한 공간 내에 장착되어야 하므로 소형화 기술이 관건이며, 내부 송수신 회로간 격리도 향상, 안테나 빔 폭 제어, 불요반사에 의한 허상 방지 등의 목적으로 전자파 흡수체를 필요로 하게 된다. 그러나 상술했던 다층형 전자파 흡수체 혹은 피라미드형의 전자파 흡수체는 협소한 공간 내에 장착하기 어려우며, 얇은 시트 타입의 mm wave 대역용 전자파 흡수체들은 상대적으로 높은 성능을 구현하지 못하므로, 충분한 전자파 흡수 성능을 가지면서도 부피를 적게 차지하는 새로운 대안이 요구되는 실정이다.
In recent years, the penetration rate of radars mounted on vehicles has been increasing to implement driver safety assistance systems such as adaptive cruise control, front collision prevention, and side blind spot monitoring. Vehicle radars are not sensitive to weather conditions compared to optical sensors and ultrasonic sensors. They are used for this purpose because they can measure accurately the distance to obstacles as well as the speed of other vehicles. It is designed to operate at high frequencies such as 77 GHz and 24 GHz, which are in the mm wave band. Since these radars should be mounted in a narrow space such as the inside of the vehicle's bumper, miniaturization technology is the key, and it is necessary to improve the isolation between the internal transmitting and receiving circuits, to control the antenna beam width, and to prevent a false image by unnecessary reflection. . However, the above-described multilayer type electromagnetic wave absorber or pyramidal type electromagnetic wave absorber is difficult to mount in a narrow space, and since a thin sheet type electromagnetic wave absorber for the mm wave band can not achieve a relatively high performance, A new alternative which requires less volume is required.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하며, 종래의 전자파 흡수체에 적용되던 도전체에 갈음하여, 상기 도너(D, donor), 예컨데 바나듐(V5 +), 니오븀(Nb5 +) 또는 텅스텐(W6 +) 군으로부터 선택된 어느 하나가 산화티탄(TiO2)에 고용된 후, 일부 결합산소가 탈리되어 환원된 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말을 적용하고, (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말 입자 사이의 공간을 절연체자 유전체인 고분자바인더로 충전하되, 상기 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말 : 고분자바인더의 무게비가 2 : 3 ~ 4 : 1 범위 내에서 결정하여 시트(sheet) 형상으로 제조되는 전자파 흡수체를 제공한다.
Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above problems and has an object of providing a conductive material which is applied to a conventional electromagnetic wave absorber by replacing the donor with a donor such as vanadium (V 5 + ), niobium (Nb 5 + ) or tungsten W 6 +) and then the at least one selected from the group that employs a titanium oxide (TiO 2), the part coupling the oxygen is desorbed reduction (Ti 1 - x D x) O 2 + δ-α apply a powder, and (Ti 1 - x D x) O 2 + δ-α powder, but filled with a polymeric binder space insulation chair dielectric to between particles, the (Ti 1 - x D x)
또한 본 발명은 산화티탄(TiO2) 분말에 도너(D, donor)로서 바나듐(V5 +), 니오븀(Nb5 +) 또는 텅스텐(W6 +) 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 분말, 예컨데 산화바나듐(V2O5), 산화니오븀(Nb2O5) 및 산화텅스텐(WO3) 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상일 수 있는 분말을 첨가하여 교반 및 분쇄한 후, 상기 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 고용하기 위한 하소(calcination) 공정을 통해 (Ti1 -xDx)O2+δ 분말을 제조하고, 이 분말을 다시 산소가 희박한 챔버 내에서 환원 열처리하여 결합산소(O)를 탈리시키는 과정에서 잉여 전자를 전달받은 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말을 제조한다. 상기 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말은 전달받은 전자로 인해 마치 n-type 반도체와 유사한 원리로 비저항(ρ)이 감소되며, 이 (Ti1 - xDx)O2 +δ 분말을 절연체이자 유전체인 고분자 바인더에 함량비를 조절하여 슬러리로 제조, 성형하여 시트(sheet) 형상으로 제작하는 제조방법을 제공한다.
In another aspect, the present invention is a powder, for example comprising any one selected from vanadium (V 5 +), niobium (Nb 5 +) or tungsten (W 6 +) group as donor (D, donor) to titanium oxide (TiO 2) powder A powder capable of being at least one selected from vanadium oxide (V 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ) and tungsten oxide (WO 3 ) is added and stirred and pulverized. (Ti 1 -x D x ) O 2 + δ powder was prepared by a calcination process for solidifying the titanium oxide (TiO 2 ), and the powder was subjected to reduction heat treatment in a chamber where oxygen was lean again, (Ti 1 - x D x ) O 2 + δ-α powder which has received the surplus electrons in the process of desorbing (O). The (Ti 1 - x D x)
첫 번째는 바나듐(V5 +), 니오븀(Nb5 +) 또는 텅스텐(W6 +) 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 도너(D, donor)의 첨가와 환원열처리를 통해 산화티탄(TiO2)의 비저항(ρ)을 낮추면 구조적인 원인으로 인해 정전용량(capacitance)이 증가하여 GHz 주파수 대역에서도 전자파 흡수체의 유전 손실(dielectric loss) 효과를 얻을 수 있다.
First, vanadium (V 5 +), niobium (Nb 5 +) or tungsten (W 6 +) titanium oxide through the addition of the reducing heat treatment of the donor (D, donor) containing any one selected from the group (TiO 2) If the resistivity (rho) of the electromagnetic wave absorber is lowered, the capacitance increases due to the structural cause, and the dielectric loss effect of the electromagnetic wave absorber can be obtained even in the GHz frequency band.
두 번째는 산화티탄(TiO2)의 낮아진 비저항(ρ)으로 인해 전기저항(R)이 감소하여 유도전류(I)가 증가하고, P=I2R에 의해 변환되는 열에너지가 증가하여 도전 손실(ohmic loss) 효과 또한 얻을 수 있다.
Secondly, the electrical resistance R is decreased due to the lowered resistivity (rho) of titanium oxide (TiO 2 ), the induced current I increases, and the thermal energy converted by P = I 2 R increases, ohmic loss effect can also be obtained.
세 번째는 종래의 전자파 흡수체에서 적용되던 도전체를 갈음해서 본 발명의 donor doped TiO2 를 적용하여 전자파 흡수체 제작시, 도전체 표면 반사로 인한 성능 저하 및 도전체 내부에서 유도되는 와전류(渦電流, eddy current)를 감소시킬 수 있기 때문에 전자파 흡수 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
Thirdly, when a donor doped TiO 2 of the present invention is applied by replacing a conductor used in a conventional electromagnetic wave absorber, deterioration in performance due to reflection of the surface of the conductor and eddy current induced in the conductor, eddy current) can be reduced, so that it is possible to improve the electromagnetic wave absorption performance.
도 1은 본 발명인 W-band용 전자파 흡수체의 제조공정을 시계열적으로 나열한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예로 제작된 시트형상의 전자파 흡수체의 s-parameter 중에서 s11을 측정한 그래프이다.
도 3은 Nb 도핑에 따른 전기적 특성을 알아보고자 Hall measurement를 이용하여 온도에 따른 캐리어 농도, 전기 비저항 및 전자 이동도를 측정한 데이터이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a flowchart showing the manufacturing process of the electromagnetic wave absorber for W-band according to the present invention in a time series.
Fig. 2 is a graph showing s11 in the s-parameter of the sheet-shaped electromagnetic wave absorber fabricated in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing carrier concentration, electrical resistivity and electron mobility according to temperature using Hall measurement in order to examine electrical characteristics according to Nb doping.
본 발명은 W-band 주파수 영역대의 전자파 흡수체와 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화티탄(TiO2)에 도너(D, donor)를 첨가한 후 환원시킨 전자파 흡수체와 그 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic wave absorber in a W-band frequency region band and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an electromagnetic wave absorber obtained by adding a donor to titanium oxide (TiO 2 ) will be.
일반적으로 입사되는 전자파 에너지를 자신의 에너지 손실로서 흡수 내지 저감시키는 전자파 흡수체 내에서, 전체 에너지 손실(흡수)의 크기는 각각 자기 손실(magnetic loss), 유전 손실(dielectric loss) 및 도전 손실(ohmic loss) 등 여러 손실 인자의 합으로 주어진다. 하지만 W-band(75~110GHz)에서도 자기적 특성을 유지하는 소재는 전무하며, 유전특성 또한 매우 제한적으로 나타나는 문제점이 있다.
Generally, in an electromagnetic wave absorber that absorbs or reduces incident electromagnetic energy as its own energy loss, the magnitude of the total energy loss (absorption) is proportional to magnetic loss, dielectric loss and ohmic loss ), And so on. However, even in W-band (75 ~ 110GHz), there is no material that maintains magnetic properties, and dielectric properties are also very limited.
산화티탄(TiO2)은 대표적 강유전체(ε=90 ~ 170) 중 하나이지만, GHz 대역에서의 내부의 쌍극자(dipole)들이 유전율에 기여하지 못하여 유전율은 거의 1에 가깝다. 또한 산화티탄(TiO2)은 밴드갭이 3.5 ~ 4.0eV 정도인 절연체이지만, 매우 낮은 산소분압과 고온에서 환원시킬 경우 전기저항이 낮아지는 현상이 나타나는 점과, 바나듐(V), 니오븀(Nb) 등의 도너(donnor)를 도핑하면 상기의 환원과정에서 산소의 이탈에 의한 자유전자의 생성을 촉진시켜 전기저항을 보다 용이하게 낮출 수 있다는 점으로부터 본 발명을 착안하였다.
Titanium oxide (TiO 2 ) is one of the representative ferroelectric materials (ε = 90-170), but the internal dipoles in the GHz band do not contribute to the dielectric constant, and the dielectric constant is close to 1. In addition, titanium oxide (TiO 2 ) is an insulator having a band gap of about 3.5 to 4.0 eV, but exhibits a phenomenon in which electrical resistance is lowered when a very low oxygen partial pressure and a reduction at a high temperature are present, and that vanadium (V), niobium (Nb) The present invention is based on the fact that the generation of free electrons due to the liberation of oxygen in the reduction process can be promoted and the electrical resistance can be lowered more easily.
이에 산화티탄(TiO2)의 자유전자에 의한 비저항 감소와, 구조적인 원인으로 인한 유전율 증가로 인해 입자 간 정전용량(capacitance)을 정의할 수가 있으며, 이것은 마치 두 개의 도체 판이 마주보고 있고 그 사이에 절연체가 채워진 형태인 축전기(capacitor)에서 도체 면적을 A, 두 개의 도체 간 간격을 d라 할 때 정전용량(C)이 식 1)과 같이 정의되는 바와 대응된다.The capacitance between the particles can be defined by the reduction of the resistivity of titanium oxide (TiO 2 ) by the free electrons and the increase of the dielectric constant due to the structural causes. This is because two conductor plates face each other When the conductor area is A and the distance between the two conductors is d, the capacitance (C) corresponds to that defined by Eq. (1).
식 1) C=ε0εr A/DEquation 1) C = 竜0竜r A / D
ε0는 진공에서의 유전율, εr 은 상대유전율로서 도체 판 사이의 매질(절연체)가 진공 상태에 비해 몇 배의 유전율을 가졌는가를 나타내는 척도이며, 유전체 내에 분극(쌍극자)을 일으킬 수 있는 요소들이 많을 때 상대 유전율이 높게 나타난다.
ε 0 is the dielectric constant in vacuum and ε r is a measure of how many times the permittivity of the medium (insulator) between conductor plates as a relative permittivity is, compared to the vacuum state, and the factors that can cause polarization (dipole) in the dielectric The relative permittivity is high.
상기의 원리에 대응하여 환원에 의해 저항이 낮아진 산화티탄(TiO2) 입자가 전극 역할을, 그 사이를 충전하는 고분자 바인더가 유전율을 가지는 절연체 역할을 하여 일종의 축전기와 같은 역할을 하므로, 이러한 매질의 정전용량(capacitance)은 수많은 미소 축전기들이 가진 정전용량의 합과 같아진다. 따라서 매질 전체를 하나로 보면 마치 매우 높은 정전용량을 가진 매질로 볼 수 있다. 또한 본 발명은 산화티탄(TiO2) 내의 분극에 의한 유전율 증가보다는, 구조에 기인하여 증가한 정전용량 증가이므로, 매우 높은 주파수 대역에서도 전체 유전율에 기여할 수 있다. 이하 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.
Titanium oxide (TiO 2 ) particles whose resistance is lowered by reduction in response to the above-described principle serve as electrodes, and the polymer binder filling therebetween serves as an insulator having a dielectric constant, and functions as a kind of capacitor. The capacitance is equal to the sum of the capacitances of many small capacitors. Therefore, the entire medium can be regarded as a medium with a very high capacitance. Further, the present invention can contribute to the overall permittivity even in a very high frequency band because it is an increase in electrostatic capacity due to the structure, rather than an increase in dielectric constant due to polarization in titanium oxide (TiO 2 ). BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings.
도 1은 W-band용 전자파 흡수체의 제조공정을 시계열적으로 나열한 것으로, 먼저 산화티탄(TiO2) 분말을 준비한 후, 상기 산화티탄(TiO2) 분말과 도너(D, donor)를 포함하는 분말을 첨가하여 교반 및 분쇄한다. 상기 도너(D, donor)는 바나듐(V5 +), 니오븀(Nb5 +) 또는 텅스텐(W6 +) 군으로부터 선택된 어느 하나로서, 예컨데 산화바나듐(V2O5), 산화니오븀(Nb2O5), 산화텅스텐(WO3)의 분말일 수 있다. 이때 교반 및 분쇄과정은 습식으로 진행할 수 있으며, 상기 조합의 분말에 용매를 첨가하여 혼합용액을 제조한 후 교반 및 분쇄공정을 실시한다. 습식으로 실기한 교반 및 분쇄공정 이후에는 상기 혼합물을 탈수건조하여 용매를 제거된 혼합분말을 분쇄하는 공정이 추가적으로 실시된다. 예컨데 증류수를 용매로 하여 혼합용액 제조시, 상압에서 약 100~130℃로 가열하여 증류수를 제거하는 것이 바람직하다.
FIG. 1 shows a time-series production process of a W-band electromagnetic wave absorber. First, a titanium oxide (TiO 2 ) powder is prepared, and then a powder containing the titanium oxide (TiO 2 ) powder and a donor And the mixture is stirred and pulverized. The donor (D, donor) is vanadium (V 5 +), niobium (Nb 5 +) or tungsten (W 6 +) as one selected from the group, for example vanadium oxide (V 2 O 5), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and tungsten oxide (WO 3 ). At this time, the stirring and grinding process can proceed wet, and a solvent is added to the combination powder to prepare a mixed solution, followed by stirring and grinding. After the stirring and pulverizing step, which is carried out by the wet method, the step of dehydrating and drying the mixture is followed by a step of pulverizing the mixed powder from which the solvent has been removed. For example, when preparing a mixed solution using distilled water as a solvent, it is preferable to remove distilled water by heating at about 100 to 130 ° C under atmospheric pressure.
상기 실시되는 교반 또는 분쇄 공정은 볼밀(Ball Mill), 어트리션밀(Attrition Mill), 비드밀(Bead Mill), 쓰리롤밀(Three Roll Mill), 플랜터리믹서(Planetary mixer) 또는 균질기(Homogenizer) 중에서 선택된 어느 하나의 작업을 적용하는 것이 가능하다.
The stirring or grinding process may be performed using a ball mill, an attrition mill, a bead mill, a three roll mill, a planetary mixer, or a homogenizer. It is possible to apply any one of the operations selected from the above.
상기 교반 및 분쇄 공정 이후에는 상기 혼합분말을 상기 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 고용하기 위한 하소(calcination) 열처리공정을 거친다. 하소는 휘발성분을 제거하기 위한 공정으로서, 소결 온도 이하에서 진행하여 입자성장을 최소화하는 것이 바람직하다. 본 발명의 하소(calcination) 공정에 따르면 950~1100℃의 온도에서 2~3시간 동안 열처리함으로써, 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 충분히 고용시키는 것이 가능하다. 또한 상기 하소 열처리를 통해 (Ti1-xDx)O2+δ의 화합물이 형성되며, 이때 x는 산화티탄(TiO2)에 고용되는 도너(D, donor)의 몰수이고, δ는 도너 고용시 첨가되는 산소(O) 몰수의 보정값이다.
After the stirring and pulverizing step, the mixed powder is subjected to a calcination heat treatment process for dissolving the donor (D) in the titanium oxide (TiO 2 ). Calcination is a process for removing volatile components, and it is preferable to proceed below the sintering temperature to minimize grain growth. According to the calcination process of the present invention, it is possible to sufficiently heat the donor (D, TiO 2 ) to the titanium oxide (TiO 2 ) by heat treatment at a temperature of 950 to 1100 ° C for 2 to 3 hours. In addition, the through calcination heat treatment (Ti 1-x D x) O is a compound of 2 + δ is formed, wherein x is the number of moles of the donor (D, donor) to be employed in the titanium oxide (TiO 2), δ employ donor Is the correction value of the number of moles of oxygen (O) to be added.
또한 상기 (Ti1 - xDx)O2 +δ 분말은 다음의 식 2)를 만족하도록 도너(D, donor)를 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 식 2')를 만족할 수 있다.May satisfy a - (x D x Ti 1)
식 2) x / 1-x = 0.001 ~ 0.02X / 1-x = 0.001 to 0.02
식 2') x / 1-x = 0.001 ~ 0.005
Formula 2 ') x / 1-x = 0.001 to 0.005
상기의 식에서 x / 1-x < 0.02 인 경우에는 전자파 흡수체 제작시 도너(D, donor) 첨가 효과가 미비하며, x / 1-x > 0.02 인 경우에는 오히려 비저항(ρ)이 증가하는 결과를 초래하는 것으로 나타났다.
In the case of x / 1-x < 0.02 in the above formula, the effect of doping the donor (D, donor) is insufficient when the electromagnetic wave absorber is manufactured. In the case of x / 1-x> 0.02, .
상기 공정에서 하소되어 도너(D, donor)가 고용된 (Ti1 - xDx)O2 +δ 분말을 불활성 기체 혹은 반응성 기체를 사용하여 산소분압을 낮춘 상태에서 800~1200℃의 온도로 1~10시간 동안 가열하는 환원열처리 공정을 실시한다. 상기 불활성 기체는 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 또는 제논(Xe) 중의 어느 하나 혹은 두 개 이상을 조합할 수 있으며, 순도에 따라 산소 분압을 10-3~10-5atm 정도로 제어할 수 있다. 반응성 기체로는 수소(H2)- 수증기(H2O) 조합, 또는 일산화탄소(CO)-이산화탄소(CO2) 조합 등을 사용할수 있으며, 이 경우 챔버 내의 산소분압은 투입되는 반응성 기체의 유량비에 따라 10-7~10-20atm까지 조절 가능하다.
(Ti 1 - x D x ) O 2 + δ powder calcined in the above step and donor (D) donor is dissolved in an inert gas or a reactive gas at a temperature of 800 to 1200 ° C. A reduction heat treatment step of heating for 10 hours is carried out. The oxygen partial pressure in the inert gas may be a combination of nitrogen (N 2), argon (Ar), helium (He), neon (Ne), or any one or two or more of xenon (Xe), depending on the purity of 10- 3 to 10 -5 atm. A reactive gas is hydrogen (H 2) - the flow rate of the reactive gas may be used such as carbon dioxide (CO 2) in combination, an oxygen partial pressure in the case chamber is In-water vapor (H 2 O) combined, or carbon monoxide (CO) It is adjustable from 10 -7 to 10 -20 atm.
이는 매우 낮은 산소압력을 조성함으로써 산소이탈을 용이하게 하여 환원반응이 일어나면서 잉여전자를 전달받아 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α의 화학식을 만족하는 분말이 생성되며, 이때 α는 환원시 탈리되는 산소(O)의 몰수이다. 또한 전달받은 잉여전자로 인하여 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말의 비저항(ρ)을 낮추게 된다.
This facilitates oxygen escape by forming a very low oxygen pressure, thereby generating a powder satisfying the formula of (Ti 1 - x D x ) O 2 + δ- α by receiving a surplus electron as a reduction reaction occurs, Is the number of moles of oxygen (O) to be eliminated at the time of reduction. Also, the resistivity (ρ) of the (Ti 1 - x D x ) O 2 + δ - α powder is lowered due to the surplus electrons transferred.
상기 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말을 고분자바인더에 습식으로 교반하여 슬러리를 제조한 후 목적 주파수를 고려하여 상기 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α 분말과 고분자바인더의 무게비가 2 : 3 ~ 4 : 1 범위 내에서 두께가 0.05~5.0㎜인 시트로 제작하게 된다. 이때 시트로 제작하는 방법은 테이프 캐스팅(Tape casting), 다이 캐스팅(Die casting) 또는 정밀 캐스팅(Investment casting, Lost-wax process) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 공정을 적용하는 것이 가능하다.
The (Ti 1 - x D x)
상기의 제조공정에 따라 다음의 실시예를 적용하여 전자파 흡수체를 제작하였다.
An electromagnetic wave absorber was fabricated by applying the following example according to the above manufacturing process.
본 발명의 실시예는 도너(D, donor) 중에서, 니오븀(Nb)을 도핑하여 실시하였으며, (Ti1 - xNbx)O2 +δ-α분말 : 고분자바인더의 무게비가 2 : 3이며, 1000℃에서 2시간 하소열처리 한 후, 질소(N2)로 충전된 반응 챔버 내에서 산소분압(PO2)을 10-3atm을 유지하며 950℃에서 3시간 환원열처리하여 슬러리로 제조하였다. 이것을 테이프 캐스팅(Tape casting)을 실시하여 3mm 두께로 성형 제작한 시트(sheet) 형태의 전자파 흡수체로 제조하였다.
An embodiment of the present invention was performed by doping niobium (Nb) in a donor. The weight ratio of (Ti 1 - x Nb x ) O 2 + δ-α powder: polymer binder was 2: 3, The slurry was calcined at 1000 ° C for 2 hours and subjected to a reduction heat treatment at 950 ° C for 3 hours while maintaining the oxygen partial pressure (PO 2 ) at 10 -3 atm in a reaction chamber filled with nitrogen (N 2 ). This was made into a sheet-shaped electromagnetic wave absorber formed by molding by tape casting to a thickness of 3 mm.
도 2는 본 발명의 다음의 실시예 1로 제작된 시트형상의 전자파 흡수체의 s-parameter 중에서 s11을 측정한 그래프이다. 데이터 분석 결과, W-band 대역에서 전반적으로 최소한 50% 이상의 전자파 흡수율을 보이며, 특히 77GHz 정합주파수에서 -17dB의 반사손실을 가지며, 약 98%의 전자파 흡수율을 보이는 것을 알 수 있다. 이를 차량용 레이더 전자파 흡수체나 군사용 레이더 전자파 흡수체로서 활용이 가능하다.
Fig. 2 is a graph showing s11 in the s-parameter of the sheet-shaped electromagnetic wave absorber fabricated in Example 1 according to the present invention. As a result of the analysis of the data, it is seen that the electromagnetic wave absorption rate is at least 50% or more in the W-band, especially -17 dB in the 77 GHz matching frequency and the electromagnetic wave absorption rate is about 98%. It can be used as a radar electromagnetic wave absorber for a vehicle or an electromagnetic wave absorber for a military radar.
본 발명의 실시예는 도너(D, donor) 중에서, 니오븀(Nb)을 도핑하여 실시하였으며, 이와 관련한 몇몇 연구들에 의해서 니오븀(Nb) 도핑에 대한 효과가 밝혀지고 있다. Mulmi 등은 예추석(anatase) 단결정에서의 니오븀(Nb) 도핑이 shallow 불순물 도너 준위를 형성하게 하고 이로 인해 전도도가 향상된다고 보고하였다. 또한, Sheppard 등은 니오븀(Nb) 도핑에 의해 티타늄(Ti) 자리에 니오븀(Nb)이 치환되면서 생성된 전자와 산소 공공과 같은 결함으로 인해 전도도가 향상된다고 보고하였다. 한편, Kamisaka 등은 니오븀(Nb)이 도핑될 때, 니오븀(Nb)이 티타늄(Ti) 자리에 치환됨으로써 전자 구조에는 크게 영향을 주지는 않지만, 전도대에 전자를 방출한다고 보고하였다. 그 매커니즘으로는 인접한 NbTi(Nb dopant at Ti sites) - Vo(oxygen vacancies) 와 NbTi - Oi(interstitial oxygen) 결합이 밴드갭 내에 불순물 준위를 야기시키고 니오븀(Nb) 원자는 전자의 전도 경로를 제공해주면서 Vo 주위의 준위에 불순물을 안정화시킨다고 주장하였다. 니오븀(Nb) 도핑이 전도도 향상을 일으키는 메커니즘은 여전히 논란인 상태로 남아있다.
An embodiment of the present invention is carried out by doping niobium (Nb) in a donor (D), and several studies related thereto have revealed effects on niobium (Nb) doping. Mulmi et al. Reported that niobium (Nb) doping in anatase single crystals forms a shallow impurity donor level, which improves conductivity. In addition, Sheppard et al. Reported that conductivity is improved due to defects such as electrons and oxygen vacancies generated by substituting niobium (Nb) for titanium (Ti) sites by doping with niobium (Nb). On the other hand, Kamisaka et al. Reported that when niobium (Nb) is doped, niobium (Nb) is substituted on the titanium (Ti) site, thereby causing electrons to be emitted to the conduction band. The mechanism is that the adjacent Nb Ti (Nb dopant at Ti sites) - V o (oxygen vacancies) and Nb Ti - O i (interstitial oxygen) bonds cause impurity levels in the bandgap and the niobium And stabilizes the impurities at the level around V o by providing a path. The mechanism by which niobium (Nb) doping causes conduction enhancement remains controversial.
도 3은 Hall effect 통한 니오븀(Nb) 도핑된 산화티탄(TiO2)의 온도에 따른 전기적 특성을 캐리어 농도, 전기 비저항, 전자 이동도로 나누어 나타낸 데이터로서, 니오븀(Nb)이 도핑된 산화티탄(TiO2)을 Nb:TiO2로, 상대적으로 도핑되지 않은 산화티탄(TiO2)을 u-TiO2로 비교 표기하였다. 먼저 도 3의 (a)에 따르면 산화티탄(TiO2)에 니오븀(Nb)이 도핑되면서 캐리어 농도가 증가하는 것으로 나타나 있다. 또한 캐리어 농도가 온도에 의존하지 않는 것을 볼 수 있는데, 이는 일반적으로 알려진 대로 두 샘플이 축퇴된 반도체(degenerated semiconductor)라는 것을 나타낸다. 상온에서 Nb:TiO2의 캐리어 농도는 2×1021 cm-3으로 u-TiO2(ne(u-TiO2)=4×1019 cm-3)보다 2-order 크다. 이 결과는 전자 캐리어가 니오븀(Nb) 원자가 산화티탄(TiO2)에 도핑될 때 전자 보상에 의해 생성된다는 것을 나타낸 식 3)에 의해 예상할 수 있다.FIG. 3 is a graph showing the electrical characteristics of niobium (Nb) -doped titanium oxide (TiO 2 ) through a Hall effect divided by the carrier concentration, electrical resistivity and electron mobility, in which niobium (Nb) 2 ) was compared with Nb: TiO 2 , and the relatively undoped titanium oxide (TiO 2 ) was compared with u-TiO 2 . 3 (a) shows that the carrier concentration is increased by doping titanium oxide (TiO 2 ) with niobium (Nb). It can also be seen that the carrier concentration is temperature independent, which generally indicates that the two samples are degenerated semiconductors. At room temperature, the carrier concentration of Nb: TiO 2 is 2 × 10 21 cm -3 , which is 2-order larger than that of u-TiO 2 (ne (u-TiO 2 ) = 4 × 10 19 cm -3 ). This result can be expected by Equation 3) indicating that the electron carrier is generated by electron compensation when the niobium (Nb) atom is doped in titanium oxide (TiO 2 ).
식 3) Nb2O5 → 2Nb˙( Ti ) + 2e' + 4Oo + 1/2 O2
Equation 3) Nb 2 O 5 → 2Nb˙ (Ti) + 2e ' + 4O o + 1/2
또한 도 3의 (b)에 따르면 상온에서 Nb:TiO2의 비저항(ρ)은 7×10-4 Ω·cm로 u-TiO2 (ρ(u-TiO2) =2×10-2 Ω·cm)보다 30배 작다. 이를 통해 니오븀(Nb) 도핑 후 전자보상으로 인해 생성된 캐리어가 전도도를 향상시켰음을 알 수 있다. 또한, 200K 아래에서 전기 비저항이 작아지는 것을 볼 수 있는데 이는 전통적인 금속적 특성을 가지는 것을 나타낸다.
3 (b), the resistivity p of Nb: TiO 2 is 7 × 10 -4 Ω · cm at room temperature, and u-TiO 2 (ρ (u-TiO 2 ) = 2 × 10 -2 Ω · cm) cm). It can be seen that the carrier generated by electron compensation after doping niobium improves the conductivity. In addition, below 200K, the electrical resistivity decreases, indicating that it has the traditional metallic properties.
한편 도 3의 (c)에 따르면 Nb:TiO2의 투자율(μ) 온도가 감소함에 따라 약간 증가하는 경향을 보이고 있다. 이는 u-TiO2에서도 나타나는 경향으로 전기 비저항 데이터에서도 알 수 있듯이, 두 샘플이 금속적(metallic) 특성을 가지고 있는 것을 나타낸다. 두 샘플의 이동도는 상온에서 5~7cm2 /V·s 로 상당히 낮았다. 그리고 온도에 따라 이동도가 상당한 차이를 보이지 않고 있는데, 이는 니오븀(Nb) 이온의 주입이 니오븀(Nb) 불순물로부터 상당한 전자가 생성되었음에도 불구하고 불순물 결함이나 점결함 때문에 나타나는 캐리어 산란에 영향을 주지 않는다는 것을 뜻한다.
On the other hand, according to FIG. 3 (c), the magnetic permeability (μ) of Nb: TiO 2 tends to increase slightly as the temperature decreases. This tendency is also shown in u-TiO 2 , indicating that the two samples have metallic properties, as can be seen from the electrical resistivity data. The mobility of the two samples was significantly lower at room temperature, 5 to 7 cm 2 / V · s. The mobility does not show a significant difference depending on temperature. This indicates that the implantation of niobium (Nb) ions does not affect the carrier scattering due to impurity defects or point defects, even though significant electrons are generated from niobium It means.
이 결과로 니오븀(Nb) 도핑으로 인한 전도도 증가는 산소공공이나 티타늄(Ti) 침입과 같은 점결함이 아닌 니오븀(Nb) 도핑에 의해 생겨난 전자로 인한 전자 농도의 증가가 지배적이라고 보인다.
As a result, the increase in conductivity due to niobium (Nb) doping appears to dominate the increase in electron concentration due to electrons generated by niobium (Nb) doping, not point defects such as oxygen vacancies or titanium (Ti) penetration.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which fall within the scope of equivalence by alteration, substitution, substitution, Range. In addition, it should be clarified that some configurations of the drawings are intended to explain the configuration more clearly and are provided in an exaggerated or reduced size than the actual configuration.
Claims (13)
상기 분말입자 사이의 공간을 충전하는 고분자바인더;
를 포함하여 시트(sheet) 형상으로 제조되는 전자파 흡수체에 있어서,
상기 도너(D, donor)는 바나듐(V5 +), 니오븀(Nb5 +) 또는 텅스텐(W6 +) 군으로부터 선택된 어느 하나이며,
상기 도너(D, donor)가 고용된 후 환원된 산화티탄(TiO2)으로서 하기의 조성식을 만족하는 분말 : 고분자바인더의 무게비가 2 : 3 ~ 4 : 1인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
조성식) (Ti1 - xDx)O2 +δ-α
(단, x는 산화티탄(TiO2)에 고용되는 도너(D, donor)의 몰수이고, δ는 도너 고용시 첨가되는 산소(O) 몰수의 보정값이며, α는 환원시 탈리되는 산소(O)의 몰수임)
A powder satisfying the following composition formula as the reduced titanium oxide (TiO 2 ) after the donor (D) donor is solidified; And
A polymer binder filling a space between the powder particles;
The electromagnetic wave absorber according to claim 1,
The donor D is any one selected from the group consisting of vanadium (V 5 + ), niobium (Nb 5 + ) and tungsten (W 6 + ),
Wherein the weight ratio of the powder: polymer binder satisfying the following composition formula as the titanium oxide (TiO 2 ) reduced after the donor (D) is dissolved is 2: 3 to 4: 1.
(Ti 1 - x D x ) O 2 +? -?
(Where x is the number of moles of donor dissolved in titanium oxide (TiO 2 ), δ is a correction value of the number of moles of oxygen (O) added during donor solidification, ))
상기 고분자바인더는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 유리아 수지, 멜라민 수지, 나일론 수지, 아미드 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리올레핀 수지, 테프론, 폴리페닐린설파이드, 에틸렌프로필렌디메틸, 에틸렌-프로필렌 고무 및 니트릴-부타디엔 고무로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
The method according to claim 1,
The polymer binder may be at least one selected from the group consisting of silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, nylon resin, amide resin, polyvinyl chloride resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, Wherein the electromagnetic wave absorber is one or more selected from the group consisting of a resin, a polyvinyl butyral resin, a polyurethane resin, a polyolefin resin, a Teflon, a polyphenyline sulfide, an ethylene propylene dimethyl, an ethylene-propylene rubber and a nitrile- .
ⅰ) 산화티탄(TiO2) 분말을 준비하는 단계;
ⅱ) 상기 산화티탄(TiO2) 분말과 도너(D, donor)를 포함하는 분말을 교반 및 분쇄하는 단계;
ⅲ) 상기 혼합분말을 하소(calcination)하여 상기 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 고용시키는 단계;
ⅳ) 상기 하소된 분말을 저산소 조건에서 환원 열처리하여 결합산소(O)를 탈리하는 단계;
ⅴ) 상기 환원된 분말을 고분자바인더에 습식으로 교반하여 슬러리(slurry)를 제조하는 단계; 및
ⅵ) 상기 슬러리를 성형하여 시트(sheet) 형상으로 제작하는 단계;
를 포함하고,
상기 도너(D, donor)는 바나듐(V5 +), 니오븀(Nb5 +) 또는 텅스텐(W6 +) 군으로부터 선택된 어느 하나이며,
상기 ⅴ)단계는 화학식 (Ti1 - xDx)O2 +δ를 만족하고, 상기 ⅵ)단계는 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α를 만족(단, x는 산화티탄(TiO2)에 고용되는 도너(D, donor)의 몰수이고, δ는 도너 고용시 첨가되는 산소(O) 몰수의 보정값이며, α는 환원시 탈리되는 산소(O)의 몰수임)하는 분말이 제조되는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
A method of manufacturing an electromagnetic wave absorber for a W-band,
I) preparing a titanium oxide (TiO 2 ) powder;
Ii) stirring and pulverizing the powder comprising the titanium oxide (TiO 2 ) powder and the donor (D, donor);
Iii) calcining the mixed powder to dissolve the donor (D) in the titanium oxide (TiO 2 );
Iv) removing the bound oxygen (O) by reducing heat treatment the calcined powder under hypoxic condition;
V) wet-mixing the reduced powder with a polymeric binder to prepare a slurry; And
(Vi) forming the slurry into a sheet form;
Lt; / RTI >
The donor D is any one selected from the group consisting of vanadium (V 5 + ), niobium (Nb 5 + ) and tungsten (W 6 + ),
The ⅴ) step has the formula (Ti 1 - x D x) O satisfies 2 + δ, and in step the ⅵ) is (Ti 1 - x D x) O 2 satisfying + δ-α (where, x is titanium oxide (O) to be eliminated at the time of reduction, and? Is the number of moles of the donor (D) donor dissolved in the donor (TiO 2 ),? Is a correction value of the number of moles of oxygen Wherein the W-band electromagnetic wave absorber is manufactured.
ⅱ) 상기 산화티탄(TiO2) 분말과 도너(D, donor)를 포함하는 분말을 교반 및 분쇄하는 단계에서,
상기 도너(D, donor)를 포함하는 분말은 산화바나듐(V2O5), 산화니오븀(Nb2O5) 및 산화텅스텐(WO3) 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 분말인 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Ii) In the step of stirring and pulverizing the powder containing the titanium oxide (TiO 2 ) powder and the donor (D, donor)
Wherein the powder containing the donor is at least one powder selected from vanadium oxide (V 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ) and tungsten oxide (WO 3 ) band electromagnetic wave absorber.
ⅱ) 상기 산화티탄(TiO2) 분말과 도너(D, donor)를 포함하는 분말을 교반 및 분쇄하는 단계에서,
상기 교반 및 분쇄 방법은 볼밀(Ball Mill), 어트리션밀(Attrition Mill), 비드밀(Bead Mill), 쓰리롤밀(Three Roll Mill), 플랜터리믹서(Planetary mixer) 또는 균질기(Homogenizer) 중에서 선택된 어느 하나의 작업을 통해 상기 혼합물을 교반 및 분쇄하는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Ii) In the step of stirring and pulverizing the powder containing the titanium oxide (TiO 2 ) powder and the donor (D, donor)
The stirring and pulverizing method may be selected from a ball mill, an attrition mill, a bead mill, a three roll mill, a planetary mixer or a homogenizer. A method for manufacturing an electromagnetic wave absorber for a W-band, characterized in that the mixture is stirred and pulverized through any one of the operations.
ⅱ) 상기 산화티탄(TiO2) 분말과 도너(D, donor)를 포함하는 분말을 교반 및 분쇄하는 단계에서,
상기 산화티탄(TiO2) 분말과 도너(D, donor)를 포함하는 분말에 용매를 첨가한 후 혼합용액을 제조하여 교반 및 분쇄를 실시하는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Ii) In the step of stirring and pulverizing the powder containing the titanium oxide (TiO 2 ) powder and the donor (D, donor)
Wherein the mixed solution is prepared by adding a solvent to the powder containing the titanium oxide (TiO 2 ) powder and the donor (D), followed by stirring and pulverization.
ⅱ-1) 상기 혼합물을 탈수건조하여 상기 용매를 제거하는 단계; 및
ⅱ-2) 상기 용매가 제거된 혼합분말을 분쇄하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method according to claim 6,
Ii-1) dehydrating and drying the mixture to remove the solvent; And
Ii-2) pulverizing the mixed powder from which the solvent has been removed;
Wherein the electromagnetic wave absorber further comprises:
ⅲ) 상기 혼합분말을 하소(calcination)하여 상기 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 고용시키는 단계에서,
상기 하소 방법은 상기 분쇄된 혼합분말을 950~1100℃의 온도에서 2~3시간 동안 열처리하여 상기 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 고용시키는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Iii) calcining the mixed powder to solidify the donor (D, donor) in the titanium oxide (TiO 2 )
Wherein the pulverized mixed powder is heat-treated at a temperature of 950 to 1100 캜 for 2 to 3 hours to solidify the donor (D, donor) in the titanium oxide (TiO 2 ) A method of manufacturing an electromagnetic wave absorber.
ⅲ) 상기 혼합분말을 하소(calcination)하여 상기 도너(D, donor)를 상기 산화티탄(TiO2)에 고용시키는 단계에서,
하소 공정을 통해 도너(D, donor)가 고용된 산화티탄(TiO2)의 화학식 (Ti1 -xDx)O2+δ는 다음 식 1)를 만족하는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
식 1) x / 1-x = 0.001 ~ 0.02
The method of claim 3,
Iii) calcining the mixed powder to solidify the donor (D, donor) in the titanium oxide (TiO 2 )
(Ti 1 -x D x ) O 2 + δ of titanium oxide (TiO 2 ) in which the donor (D) donor is solidified through the calcination process satisfies the following formula (1) A method of manufacturing an absorber.
X / 1-x = 0.001 to 0.02
ⅳ) 상기 하소된 분말을 저산소 조건에서 환원 열처리하여 결합산소(O)를 탈리하는 단계에서,
상기 하소된 (Ti1 - xDx)O2 +δ 분말을 환원열처리 하는 방법은 반응 챔버를 질소(N2), 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne) 및 제논(Xe) 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 기체로 충전하여 산소 분압(PO2)이 10-7~10atm로 유지한 상태에서 900~1000℃의 온도에서 1~10시간 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Iv) a step of reducing heat of the calcined powder under a low-oxygen condition to desorb the bound oxygen (O)
The calcined (Ti 1 - x D x) O 2 + δ method for reducing heat treatment of the powder is a reaction chamber, a nitrogen (N 2), argon (Ar), helium (He), neon (Ne) and xenon (Xe) And the heat treatment is performed at a temperature of 900 to 1000 ° C. for 1 to 10 hours in a state where oxygen partial pressure (PO 2 ) is maintained at 10 -7 to 10 atm. A method of manufacturing an absorber.
ⅴ) 상기 환원된 분말을 고분자바인더에 습식으로 교반하여 슬러리(slurry)를 제조하는 단계에서,
상기 환원된 (Ti1 - xDx)O2 +δ-α분말과 고분자바인더의 무게비가 2 : 3 ~ 4 : 1인 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
And v) wet-agitating the reduced powder with a polymer binder to produce a slurry,
The reduction of (Ti 1 - x D x) O 2 + δ-α powders and the weight ratio of polymeric binder 2: 3-4: The method of the electromagnetic wave absorber for the W-band, characterized in that one.
ⅵ) 상기 슬러리를 성형하여 시트(sheet) 형상으로 제작하는 단계에서,
상기 시트로 제작하는 방법은 테이프 캐스팅(Tape casting), 다이 캐스팅(Die casting) 또는 정밀 캐스팅(Investment casting, Lost-wax process) 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 공정을 적용하는 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Vi) In the step of forming the slurry into a sheet shape,
The method for manufacturing the sheet may be at least one selected from the group consisting of tape casting, die casting, and investment casting (Lost-wax process). A method of manufacturing an electromagnetic wave absorber.
ⅵ) 상기 슬러리를 성형하여 시트(sheet) 형상으로 제작하는 단계에서,
상기 제작된 시트의 두께는 0.05~5.0㎜인 것을 특징으로 하는 W-band용 전자파 흡수체의 제조방법.
The method of claim 3,
Vi) In the step of forming the slurry into a sheet shape,
Wherein the thickness of the produced sheet is 0.05 to 5.0 mm.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109293310A (en) * | 2018-10-29 | 2019-02-01 | 盐城工学院 | A kind of double-layer cement base suction wave plate and preparation method thereof for mixing graphene nanometer sheet again |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002057485A (en) | 2000-06-01 | 2002-02-22 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Composition of electric wave absorbing body |
| JP2006344570A (en) | 2004-08-06 | 2006-12-21 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | Insulated ultrafine powder and high dielectric constant resin composite material |
| JP2007088335A (en) | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Electromagnetic wave shield film and its manufacturing method |
| WO2009151085A1 (en) | 2008-06-10 | 2009-12-17 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Electromagnetic wave absorbent material |
-
2014
- 2014-05-30 KR KR1020140066576A patent/KR101549989B1/en active IP Right Grant
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