KR102389670B1 - 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판에 관한 것으로, 본 발명의 전파흡수체는 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되는 전파흡수체에 있어서, 마그네슘-아연계 페라이트 재료는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판{Radio wave absorbent and radio wave absorbing panel manufactured by using the same}
본 발명은 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판에 관한 것으로, 특히 정합두께가 6.0 ~ 6.7mm이고 반사감쇠량이 -14dB 이상이며 주파수대역이 30MHz∼650MHz가 되는 전파흡수체를 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 혼합하여 형성함으로써 혼합비를 용이하게 설정할 수 있는 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판에 관한 것이다.
전파흡수체는 입사하는 전자파를 흡수하여 반사계수가 특정치 이하의 값을 갖도록 설계된 재질이다. 전파흡수체의 재질은 페라이트가 사용되며, 전파암실의 국제 EMC(Electromagnetic Compatibility) 규격에서 CISPR(International Special Committee on Radio Interference: 국제무선장애특별위원회) 특성 규격내에 NSA(Normalized Site Attenuation): 30M㎐∼1G㎐을 만족시키기 위해 설계된다. 이러한 전파흡수체는 망간-아연계 페라이트, 니켈-아연계 페라이트 또는 마그네슘-아연계 페라이트를 이용해 제조된다. 망간-아연계와 니켈-아연계 페라이트는 망간이나 니켈의 사용으로 인한 제조원가의 증가되며, 이를 개선하기 위해 마그네슘-아연계 페라이트를 사용하고 있다. 한국등록특허공보 제10-0438758호(특허문헌 1)는 마그네슘-아연계 페라이트를 이용한 전파흡수체에 관련된 기술을 공개하고 있다.
특허문헌 1은 마그네슘-아연계 페라이트를 이용한 전파흡수체에 관한 것으로, 산화철 45∼50몰%, 산화마그네슘 7∼19.7몰%, 산화아연 24∼28.5몰%, 산화구리 4∼16몰%, 산화망간 0.1∼6몰%로 이루어진다. 이러한 특허문헌 1의 전파흡수체는 정합두께가 8mm미만이고, 90MHz∼350MHz의 주파수 대역에서 반사감쇠량이 20dB이상이며, 소결 온도가 950~1150℃의 범위에서 수행된다.
특허문헌 1과 같은 종래의 마그네슘-아연계 페라이트를 소결하여 형성되는 전파흡수체는 산화철, 산화마그네슘, 산화아연, 산화구리 및 산화망간 등의 5가지 재질 즉, 5원계를 사용함으로써 정합두께가 8mm미만이고, 90MHz∼350MHz의 주파수 대역에서 반사감쇠량이 20dB 이상이 되게 혼합하여 형성 시 혼합비의 설정이 매우 용이하지 않은 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 한국등록특허공보 제10-0438758호
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정합두께가 6.0 ~ 6.7mm이고 반사감쇠량이 -14dB 이상이며 주파수대역이 30MHz∼650MHz가 되는 전파흡수체를 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 혼합하여 형성함으로써 혼합비를 용이하게 설정할 수 있는 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 수산화마그네슘을 사용함으로써 수산화마그네슘의 스피넬 구조로 인해 자성 특성이 개선되고 투자율, 소성밀도, 입경을 개선시킴으로써 전파흡수능을 개선시킬 수 있는 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 이용함으로써 제조원가를 절감하고 생산성을 개선시킬 수 있는 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판을 제공함에 있다.
본 발명의 전파흡수체는 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되는 전파흡수체에 있어서, 상기 마그네슘-아연계 페라이트 재료는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전파흡수판은 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되는 전파흡수체에 있어서, 상기 마그네슘-아연계 페라이트 재료는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 전파흡수체를 이용해 타일형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판은 정합두께가 6.0 ~ 6.7mm이고 반사감쇠량이 -14dB 이상이며 주파수대역이 30MHz∼650MHz가 되는 전파흡수체를 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 혼합하여 형성함으로써 혼합비를 용이하게 설정할 수 있는 이점이 있고, 수산화마그네슘을 사용함으로써 수산화마그네슘의 스피넬 구조로 인해 자성 특성이 개선되고 투자율, 소성밀도, 입경을 개선시킴으로써 전파흡수능을 개선시킬 수 있는 이점이 있으며, 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 이용함으로써 제조원가를 절감하고 생산성을 개선시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 전파흡수체에 포함되는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)과 산화마그네슘(MgO)의 입경분포를 비교한 사진을 나타낸 표,
도 2는 도 1에 도시된 수산화마그네슘을 포함한 전파흡수체를 이용해 형성된 전파흡수판의 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 수산화마그네슘을 포함한 전파흡수체의 주파수 대역에 따른 반사감쇠량을 나타낸 그래프.
이하, 본 발명의 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 전파흡수체는 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되는 전파흡수체에 있어서, 마그네슘-아연계 페라이트 재료는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함한다.
전파흡수체는 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되며 마그네슘-아연계 페라이트 재료에 포함되는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 입경이 1.368∼1.505㎛이며, 930∼1000℃에서 하소되어 소성밀도가 4.804∼4.848 g/cc(gram/cubic centimeter)인 것이 사용된다.
전파흡수체는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결해 형성하여 정합두께가 6.0∼6.7㎜가 된다.
전파흡수체는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 마그네슘-아연계 페라이트 재료의 소결온도는 1000∼1100℃에서 수행한다.
전파흡수체는 정합두께가 6.0∼6.7㎜이거나 소결 온도가 1000∼1100℃로 형성되게 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결해 형성함으로써 각각 30MHz∼650MHz의 주파수 대역에서 반사감쇠량이 -14dB 이상이다.
본 발명의 전파흡수체를 이용해 형성되는 전파흡수판은 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되는 전파흡수체에 있어서, 마그네슘-아연계 페라이트 재료는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 전파흡수체를 이용해 타일형상으로 형성된다.
전파흡수판은 타일형상으로 형성되고 중앙에 관통공이 형성된다. 즉 타일형상으로 형성되는 전파흡수판은 상부면이나 하부면이 정사각형으로 형성되며, 중앙에 상부면과 하부면이 관통되게 관통공이 형성된다. 전파흡수판의 상부면이나 하부면 중 한 변의 길이는 99.95±0.10㎜이며, 상부면에서 하부면까지의 길이 즉 두께는 6.70±0.10㎜이며, 관통공은 직경이 10.00±0.20㎜이 되도록 형성된다.
전술한 본 발명의 전파흡수체와 전파흡수체를 이용해 형성되는 전파흡수판은 각각 마그네슘-아연계 페라이트 재료에서 산화마그네슘(MgO) 대신 수산화마그네슘(Mg(OH)2)이 사용하였으며, 산화마그네슘(MgO)과 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 각각 930 ∼ 1000℃에서 하소한 후 각각의 특성을 비교하였고 그 결과를 표 1에 도시하였다.
재질 하소온도 (℃) PSD
(㎛ )		 소성밀도 (g/cc) 투자율 (30MHz) 반사손실 (dB)
MgO 930 1.41 4.744 48.5 -12.1
950 1.481 4.756 49.0 -12.4
980 1.521 4.776 49.3 -12.6
1000 1.595 4.786 49.6 -12.9
Mg(OH)2 930 1.368 4.804 52.1 -14.2
950 1.429 4.822 52.3 -14.5
980 1.468 4.837 53.1 -14.9
1000 1.505 4.848 55.4 -15.3
표 1에서와 같이 산화마그네슘(MgO)은 하소온도(Calcination Temperature) 930℃에서 입경 1.41㎛이고 소성밀도는 4.744g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ) 48.5 이며 30㎒에서 반사손실 -12.1dB이 된다. 하소온도가 950℃인 경우에 입경은 1.481㎛이고 소성밀도는 4.756g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)이49.0이며 30㎒에서 반사손실-12.4dB이 된다. 산화마그네슘(MgO)은 또한, 하소온도가 980℃인 경우에 입경 1.521㎛이고 소성밀도는 4.776g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)이49.3이며 30㎒에서 반사손실-12.6dB이 되며, 하소온도가 1000℃인 경우에 입경 1.595㎛이고 소성밀도는 4.786g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)이 49.6이며 30㎒에서 반사손실-12.9dB이 된다.
수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 표 1에서와 같이 하소온도가 930℃일 때 입경은 1.368㎛이고 소성밀도는 4.804g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)이 52.1이며 30㎒에서 반사손실은 -14.2dB이 된다. 하소온도 950℃일 때 입경은 1.429㎛이고 소성밀도는 4.822g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ) 52.3이며 30㎒에서 반사손실-14.5dB이 된다. 이러한 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 하소온도 980℃일 때 입경은 1.468㎛이고 소성밀도는 4.837g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)은 53.1이며 30㎒에서 반사손실은 -14.9dB이 되며, 하소온도 1000℃ 일 때 입경은 1.505㎛이고 소성밀도는 4.848g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)이 55.4이며 30㎒에서 반사손실은 -15.3dB된다.
산화마그네슘(MgO)과 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 하소 온도별로 비교하면 표 1에서와 같이 하소온도 930℃에서 산화마그네슘(MgO)은 입경 1.41㎛이고 소성밀도는 4.744g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ) 48.5 이고 30㎒에서 반사손실 -12.1dB이 되는 반면에, 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 입경이 1.368㎛이고 소성밀도는 4.804g/cc이며 30㎒에서 투자율(μ)이 52.1이고 30㎒에서 반사손실은 -14.2dB로 수산화마그네슘(Mg(OH)2)이 산화마그네슘(MgO)에 비해 입경이 작고 밀도가 높으며 반사손실이 우수한 것을 알 수 있다. 이와 같이 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 표 1에서와 같이 하소온도가 950℃, 980℃ 및 1000℃인 경우에도 산화마그네슘(MgO)에서 비해 입경이 작고 밀도가 높으며 반사손실이 우수한 것을 알 수 있다. 즉, 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 산화마그네슘(MgO)에 비해 투자율과 소성밀도가 높으며, 입경이 작아 전파흡수체의 특성을 개선시킬 수 있게 된다. 여기서, 입경은 입경분포(Particle Size Distribution: PSD)를 나타내며, 도 1에서와 같이 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 산화마그네슘(MgO)에 비해 입경이 작게 형성되며, 도 1에 도시된 사진은 수산화마그네슘(Mg(OH)2)과 산화마그네슘(MgO)을 각각 주사형 전자현미경(Scanning Electron Microscope : SEM)으로 ×1000(1000배), ×5000(5000배) 및 ×10000(10000배)로 각각 촬영한 것이다.
전술한 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 이용한 본 발명의 전파흡수체의 특성 시험을 위해 실시예1 내지 10과 비교예1 내지 4를 각각 제조하였다.
전파흡수체 정합두께(㎜) 반사감 쇠량(dB) 주파수 대역(MHz) 소결온도 (℃) 밀도 (g/cc) 재료조성(mol%)
Fe2O3 ZnO Mg(OH)2 CuO
실시예 1 6.5 -13.42 40~600 1100 4.76 52.21 27.91 13.36 6.52
실시예 2 6 -14.03 25~650 1100 4.79 51.52 27.84 13.29 7.35
실시예 3 6.4 -14.85 30~710 1080 4.78 51.16 26.96 13.37 8.51
실시예 4 6.7 -15.37 25~750 1050 4.83 50.83 26.55 13.6 9.02
실시예 5 6.4 -13.05 40~600 1050 4.83 50.76 26.01 13.34 9.89
실시예 6 6.7 -13.02 50~630 1050 4.78 50.88 25.62 13.64 9.86
실시예 7 6.3 -13.58 45~530 1100 4.71 50.24 28.85 13.4 7.51
실시예 8 6 -12.98 50~510 1080 4.81 50.77 27.84 13.37 8.02
실시예 9 6.7 -11.06 55~335 1080 4.82 50.29 27.81 13.46 8.44
실시예 10 6.2 -12.35 50~430 1050 4.78 51.52 27.63 12.95 7.9
비교예 1 7.8 -11.4 40~300 1050 4.73 51.15 27.71 12.22 8.92
비교예 2 8.8 -12.11 40~400 1050 4.65 49.88 26.89 14.33 8.9
비교예 3 9.3 -13.05 45~440 1050 4.74 49.16 27.2 13.62 10.02
비교예 4 7.5 -9.19 35~400 1030 4.75 49.08 27.76 13.33 9.83
[실시예 1]
실시예 1에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 52.21몰％, 산화아연(ZnO) 27.91몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.36몰％ 및 산화구리(CuO) 6.52몰％를 건식혼합한 후 930℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하였다. 이에 따라 얻어진 분말에 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol) 수용액 10wt% 첨가하여 도 2에 도시된 타일형으로 몰딩한 후 프레스로 가압하고, 성형이 완료되면 대기중에서 1100℃에서 소결하여 밀도가 4.76 g/cc로 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 2에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 51.52몰％, 산화아연(ZnO) 27.84몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35몰％를 건식혼합한 후 930℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 밀도가 4.79 g/cc로 형성되었고, 나머지 제조공정은 실시예1과 동일하며, 소결은 1100℃에서 수행하여 제조하였다. 실시예 1 및 2의 전파흡수체는 표 1에 도시된 930℃에서 하소된 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 사용하였다.
[실시예 3]
실시예 3 내지 10은 각각 전술한 실시예 1의 제조공정과 동일하며 다만, 실시예 3에 따른 전파흡수체는 산화철(Fe2O3) 51.16몰％, 산화아연(ZnO) 26.96몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.37몰％ 및 산화구리(CuO) 8.51몰％를 건식혼합한 후 950℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1080℃에서 소결하여 밀도가 4.78 g/cc로 제조하였다.
[실시예 4]
실시예 4에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 50.83몰％, 산화아연(ZnO) 26.55몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.6몰％ 및 산화구리(CuO) 9.02몰％를 건식혼합한 후 950℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.83 g/cc로 제조하였다.
[실시예 5]
실시예 5에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 50.76몰％, 산화아연(ZnO) 26.01몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.34몰％ 및 산화구리(CuO) 9.89몰％를 건식혼합한 후 950℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.83 g/cc로 제조하였다. 실시예 3 내지 5의 전파흡수체는 표 1에 도시된 950℃에서 하소된 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 사용하였다.
[실시예 6]
실시예 6에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 50.88몰％, 산화아연(ZnO) 25.62몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.64몰％ 및 산화구리(CuO) 9.86몰％를 건식혼합한 후 980℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.78 g/cc로 제조하였다.
[실시예 7]
실시예 7에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 50.24몰％, 산화아연(ZnO) 28.85몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.4몰％ 및 산화구리(CuO) 7.51몰％를 건식혼합한 후 980℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1100℃에서 소결하여 밀도가 4.71 g/cc로 제조하였다.
[실시예 8]
실시예 8에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 50.77몰％, 산화아연(ZnO) 27.84몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.37몰％ 및 산화구리(CuO) 8.02몰％를 건식혼합한 후 980℃℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1080℃에서 소결하여 밀도가 4.81 g/cc로 제조하였다. 실시예 6 내지 8의 전파흡수체는 표 1에 도시된 980℃에서 하소된 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 사용하였다.
[실시예 9]
실시예 9에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 50.29몰％, 산화아연(ZnO) 27.81몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.46몰％ 및 산화구리(CuO) 8.44몰％를 건식혼합한 후 1000℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1080℃에서 소결하여 밀도가 4.82 g/cc로 제조하였다.
[실시예 10]
실시예 10에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 51.52몰％, 산화아연(ZnO) 27.63몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 12.95몰％ 및 산화구리(CuO) 7.9몰％를 건식혼합한 후 1000℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.78 g/cc로 제조하였다. 실시예 9 및 10의 전파흡수체는 표 1에 도시된 1000℃에서 하소된 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 사용하였다.
비교예 1 내지 4에 따른 전파흡수체는 각각 실시예1에 따른 전파흡수체의 제조공정과 동일하게 수행하였으며, 비교예 1 내지 4의 제조 상의 상이한 점을 설명하면 다음과 같다.
[비교예 1]
비교예 1에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 51.15몰％, 산화아연(ZnO) 27.71몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 12.22몰％ 및 산화구리(CuO) 8.92몰％를 건식혼합한 후 930℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.73 g/cc로 제조하였다.
[비교예 2]
비교예 2에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 49.88몰％, 산화아연(ZnO) 26.89몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 14.33몰％ 및 산화구리(CuO) 8.9몰％를 건식혼합한 후 950℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.65 g/cc로 제조하였다.
[비교예 3]
비교예 3에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 49.16몰％, 산화아연(ZnO) 27.2몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.62몰％ 및 산화구리(CuO) 10.02몰％를 건식혼합한 후 980℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1050℃에서 소결하여 밀도가 4.74 g/cc로 제조하였다.
[비교예 4]
비교예 4에 따른 전파흡수체는 표 2에 기재된 재료조성에서와 같이, 산화철(Fe2O3) 49.08몰％, 산화아연(ZnO) 27.76몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.33몰％ 및 산화구리(CuO) 9.83몰％를 건식혼합한 후 1000℃에서 하소한 후 습식분쇄기(Attrition mill)로 1hr 습식분쇄하여 1030℃에서 소결하여 밀도가 4.75 g/cc로 제조하였다. 비교예 1 내지 4의 전파흡수체는 표 1에 도시된 950℃에서 하소된 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 사용하였다.
이와 같이 제조된 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4에 따른 전파흡수체의 시험을 위해 각각의 시험 샘플을 제작하였다. 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4에 따른 전파흡수체의 제조를 위한 시험 샘플의 제조는 먼저, 산화철(Fe2O3), 산화아연(ZnO), 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 및 산화구리(CuO)의 4원계를 혼합한 후 혼합된 재료 90wt%와 폴리비닐알콜(PVA) 수용액 10wt%을 혼합하여 도 2에 도시된 타일형상으로 프레스(press)하였다. 프레스가 완료되면 전기로(도시 않음)를 이용해 대기압 상태에서 1000~1100℃에서 소결한 후 CNC 머시닝 센터(computerized numerical control machining center: 도시 않음)를 이용해 정밀 가공하여 외경이 7㎜이고 내경이 7㎜인 도넛(donut)형태(도시 않음)로 시험 샘플을 제조하였다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4에 따른 전파흡수체를 이용한 시험 샘플이 도넛형태로 제조되면 이를 네트워크 어널라이저(network analyzer: 도시 않음)의 동축관(도시 않음)에 삽입하여 반사 감쇠량을 측정하였다. 반사 감쇠량을 측정하는 네트워크 어널라이저는 E5071C ENA 벡터 네트워크 어널라이저(제조사: keysight)를 사용하였다. 시험 샘플을 이용해 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4에 따른 전파흡수체의 반사 감쇠량은 도넛(donut)형태의 시험 샘플을 동축관에 삽입하면 동축관과 연결된 네트워크 어널라이저는 복소 유전율(complex permittivity)과 복소 투자율(complex permeability)을 각각 측정한 후 측정된 복소 유전율과 복소 투자율을 이용해 공지된 산출방법을 이용해 반사 감쇠량을 산출한다. 반사 감쇠량이 산출되면 이를 이용해 정합두께를 산출하고, 산출된 정합두께의 반사감쇠량을 만족하는 주파주대역을 측정하였고 그 결과를 표 2에 기재하였다
표 2에서와 같이, 실시예 1에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.0 ~ 6.7mm이고 반사감쇠량이 -14dB 이상이며 주파수대역이 30MHz∼650MHz로 측정되었으며, 실시예 2에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.0㎜이며 반사감쇠량이 -14.03dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.0㎜이고 반사감쇠량이 -14.03dB을 만족하는 주파수 대역은 25 내지 650㎒로 측정되었다.
실시예 3에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.4㎜이며 반사감쇠량이 -14.85dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.4㎜이고 반사감쇠량이 -14.85dB을 만족하는 주파수 대역은 30 내지 710㎒로 측정되었으며, 실시예 4에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.7㎜이며 반사감쇠량이 -15.37dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -15.37dB을 만족하는 주파수 대역은 25 내지 750㎒로 측정되었다.
실시예 5에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.4㎜이며 반사감쇠량이 -13.05dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.4㎜이고 반사감쇠량이 -13.05dB을 만족하는 주파수 대역은 40 내지 600㎒로 측정되었으며, 실시예 6에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.7㎜이며 반사감쇠량이 -13.02dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -13.02dB을 만족하는 주파수 대역은 50 내지 630㎒로 측정되었다.
실시예 7에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.3㎜이며 반사감쇠량이 -13.58dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.3㎜이고 반사감쇠량이 -13.58dB을 만족하는 주파수 대역은 45 내지 530㎒로 측정되었으며, 실시예 8에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.0㎜이며 반사감쇠량이 -12.98dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.0㎜이고 반사감쇠량이 -12.98dB을 만족하는 주파수 대역은 50 내지 510㎒로 측정되었다.
실시예 9에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.7㎜이며 반사감쇠량이 -10.06dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -10.06dB을 만족하는 주파수 대역은 55 내지 335㎒로 측정되었으며, 실시예 10에 따른 전파흡수체는 정합두께가 6.2㎜이며 반사감쇠량이 -12.35dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.2㎜이고 반사감쇠량이 -12.35dB을 만족하는 주파수 대역은 50 내지 430㎒로 측정되었다.
비교예 1에 따른 전파흡수체는 정합두께가 7.8㎜이며 반사감쇠량이 -11.4dB로 산출되고 산출된 정합두께가 7.8㎜이고 반사감쇠량이 -11.4dB을 만족하는 주파수 대역은 40 내지 300㎒로 측정되었으며, 비교예 2에 따른 전파흡수체는 정합두께가 8.8㎜이며 반사감쇠량이 -12.11dB로 산출되고 산출된 정합두께가 8.8㎜이고 반사감쇠량이 -12.11dB을 만족하는 주파수 대역은 40 내지 400㎒로 측정되었다.
비교예 3에 따른 전파흡수체는 정합두께가 9.3㎜이며 반사감쇠량이 -13.05dB로 산출되고 산출된 정합두께가 9.3㎜이고 반사감쇠량이 -13.05dB을 만족하는 주파수 대역은 45 내지 440㎒로 측정되었으며, 비교예 4에 따른 전파흡수체는 정합두께가 7.5㎜이며 반사감쇠량이 -9.19dB로 산출되고 산출된 정합두께가 7.5㎜이고 반사감쇠량이 -9.19dB을 만족하는 주파수 대역은 35 내지 400㎒로 측정되었다.
실험결과에 따라 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4를 비교하면, 실시예 1 내지 10은 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜로 산출되었으나 비교예 1 내지 4는 7.5 내지 9.3㎜로 산출된다. 이는 본 발명의 전파흡수체는 실시예 1 내지 10과 같이 산화철(Fe2O3), 산화아연(ZnO) 및 산화구리(CuO)의 3원계에 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 혼합하여 4원계만을 이용해 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜인 것을 만족하고 있으나, 비교예 1 내지 4는 산화철(Fe2O3), 산화아연(ZnO) 및 산화구리(CuO)의 3원계에 수산화마그네슘(Mg(OH)2)을 혼합하여 4원계만을 이용하는 경우에도 4원계의 각각의 혼합비에 의해 특성이 다르게 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 1 내지 4는 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜인 것을 만족하지 않으며 실시예 1 내지 10은 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜인 것을 만족하는 것을 알 수 있다.
정합두께가 6.0 내지 6.7㎜인 것을 만족하는 실시예 1 내지 10 중 실시예 2 내지 4는 각각 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족하고 있으나 실시예 1 및 실시예 5 내지 10은 각각 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건을 만족하지 않고 있다. 이와 같이 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족을 만족하기 위해서는 본 발명의 실시예 2 내지 4에 따른 전파흡수체와 같이 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％의 범위 내에서 혼합되어야 하는 것을 알 수 있다. 여기서, 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건은 30MHz∼650㎒ 주파수대역에서 반사감쇠량이 -14dB 이상인 조건을 의미한다.
예를 들어, 4원계를 이용하여 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족하기 위해 본 발명의 실시예 2에 따른 전파흡수체는 산화철(Fe2O3) 51.52몰％, 산화아연(ZnO) 27.84몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35몰％를 혼합하여 형성하였다. 본 발명의 실시예 3에 따른 전파흡수체는 산화철(Fe2O3) 51.16몰％, 산화아연(ZnO) 26.96몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.37몰％ 및 산화구리(CuO) 8.51몰％를 혼합하여 형성하였으며, 실시예 4에 따른 전파흡수체는 산화철(Fe2O3) 50.83몰％, 산화아연(ZnO) 26.55몰％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.6몰％ 및 산화구리(CuO) 9.02몰％를 혼합하여 형성하였다.
반면에, 실시예 1 및 실시예 5 내지 10에 따른 전파흡수체는 각각 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％의 범위를 초과하거나 미만으로 혼합되어 형성됨에 의해 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이며 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건을 만족하지 않고 있다. 예를 들어, 실시예 5에 따른 전파흡수체는 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.34몰％를 포함하고 있으나 산화철(Fe2O3) 50.76몰(mol)％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.801몰％ 및 산화구리(CuO) 9.89몰％로 실시예 2 내지 4에 따른 전자파 흡수체와 다르게 혼합됨에 의해 반사감쇠량이 -14dB이상인 것을 만족하지 않고 있지 않다. 이와 같이, 실시예 1 및 실시예 5 내지 10에 따른 전파흡수체는 실시예 2 내지 4에 따른 전파흡수체와 같은 4원계 중 어느 하나 이상의 혼합비가 다른 경우에 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건을 만족하지 않은 것을 알 수 있다.
실시예 1 및 실시예 5 내지 10에서와 같이 전파흡수체는 산화철(Fe2O3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 산화아연(ZnO) 및 산화구리(CuO)의 4원계만을 이용해 혼합하는 경우에도 그 혼합비에 의해 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족하기 용이하지 않으며, 전파흡수체를 4계 이상 즉, 5원계를 혼합해 제조하는 경우에 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족하는 혼합비를 도출하는 것이 용이하지 않은 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 전파흡수체는 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이며 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족하는 실시예 2 내지 4에 따른 전자파흡수체이며, 정합두께가 6.5㎜이며 반사감쇠량이 -13.42dB로 산출되고 산출된 정합두께가 6.5㎜이고 반사감쇠량이 -13.42dB을 만족하는 주파수 대역은 40 내지 600㎒로 측정되었다는 의미는 전파흡수체는 정합두께가 6.0 ~ 6.7mm이고 반사감쇠량이 -14dB 이상이며 주파수대역이 30MHz∼650MHz가 되었다는 것은 를 나타내거나 30MHz∼650MHz의 주파수 대역에서 반사감쇠량이 -14dB 이상이거나 정합두께가 6.0 ~ 6.7mm인 것을 나타낸다. 여기서, 실시예 2에 따른 전파흡수체는 도 3에서와 같이 정합두께가 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14.03dB을 만족하는 주파수대역이 25MHz∼650㎒임을 나타내고 있다. 여기서, 도 3에 도시된 그래프에서 가로축은 주파수(Frequency)를 나타내며, 세로축은 반사감쇠량(Reflection Loss)을 나타낸다.
실시예 2 내지 4와 같이 정합두께가 6.0 내지 6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB이상인 조건과 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상을 만족하는 주파수 대역이 30MHz∼650㎒로 측정되는 조건을 만족하는 본 발명의 전파흡수체를 이용해 전파흡수판을 제조하였다.
본 발명의 전파흡수판(10)은 도 2에서와 같이 타일형상으로 형성되고, 상부면(10a)이나 하부면(10b)이 정사각형으로 형성되며, 중앙에 관통공(11)이 형성된다. 예를 들어, 전파흡수판은 상부면(10a)이나 하부면(10b)이 정사각형으로 형성된다. 즉, 상부면(10a)과 하부면(10b)은 각각 서로 동일하게 정사각형으로 형성되며, 상부면(10a)과 하부면(10b)이 관통되게 중앙에 관통공(11)이 형성된다. 이러한 전파흡수판(10)의 상부면(10a)과 하부면(10b) 중 한 변의 길이(L1,L2)는 99.95±0.10㎜이며, 상부면(10a)에서 하부면(10b)까지의 길이 즉 두께는 6.70±0.10㎜이며, 관통공(11)은 직경이 10.00±0.20㎜이 되도록 형성된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 전파흡수체 및 이를 이용한 전파흡수판은 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 이용해 정합두께가 6.0∼6.7㎜이고 반사감쇠량이 -14dB 이상이며 주파수대역이 30MHz∼650MHz이 되는 혼합비의 설정을 용이하게 할 수 있고, 수산화마그네슘을 사용함으로써 수산화마그네슘의 스피넬 구조로 인한 자성 특성을 개선시키고 투자율, 소성밀도, 입경을 개선시킴으로써 전파흡수능을 개선시킬 수 있으며, 산화철, 수산화마그네슘, 산화아연 및 산화구리의 4원계만을 이용함으로써 제조원가를 절감하고 생산성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 전파흡수체와 이를 이용해 형성되는 전파흡수판은 전파암실에서 사용되는 전파흡수체의 제조 산업 분야에 적용된다.
10: 전파흡수판
10a: 상부면
10b: 하부면
11: 관통공

Claims (8)

  1. 마그네슘-아연계 페라이트 재료를 소결하여 형성되는 전파흡수체에 있어서,
    상기 마그네슘-아연계 페라이트 재료는 산화철(Fe2O3) 50.83∼51.52몰(mol)％, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 13.29∼13.60몰％, 산화아연(ZnO) 26.55∼27.84 몰％ 및 산화구리(CuO) 7.35∼9.02몰％를 포함하는 전파흡수체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수산화마그네슘(Mg(OH)2)은 입경이 1.368∼1.505㎛이며, 930∼1000℃에서 하소되어 소성밀도가 4.804∼4.848 g/cc(gram/cubic centimeter)인 전파흡수체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전파흡수체는 정합두께가 6.0∼6.7㎜인 전파흡수체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소결 온도는 1000∼1100℃인 전파흡수체.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 전파흡수체는 30MHz∼650MHz의 주파수 대역에서 반사감쇠량이 -14dB 이상인 전파흡수체.
  6. 청구항 제1항에 따른 상기 전파흡수체를 이용해 타일형상으로 형성되는 전파흡수판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전파흡수판은 중앙에 관통공이 형성되는 전파흡수판.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전파흡수판은 상부면이나 하부면이 정사각형으로 형성되며, 중앙에 상부면과 하부면이 관통되게 관통공이 형성되며, 상기 상부면이나 상기 하부면 중 한 변의 길이는 99.95±0.10㎜이며, 상기 상부면에서 상기 하부면까지의 길이는 6.70±0.10㎜이며, 상기 관통공은 직경이 10.00±0.20㎜인 전파흡수판.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438758B1 (ko) 1997-09-25 2004-07-05 티디케이가부시기가이샤 전파흡수체
KR101534542B1 (ko) * 2012-11-21 2015-07-07 동부전자소재 주식회사 무선 충전 및 근거리 통신 동시 구현용 하이브리드 자성시트 및 이를 포함하는 하이브리드 전자부품 모듈
KR20190126897A (ko) * 2017-04-06 2019-11-12 닛토덴코 가부시키가이샤 밀리미터파 안테나용 필름

Patent Citations (3)

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