KR20150090695A - 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체로서, 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그 준비 단계 및 프리프레그에 천공필름(pergorated film)과 브리더(breather)를 적층하여 압력을 가함으로써, 브리더에 수지를 유출하여 유전율을 제어하는 오토클레이브 성형 단계를 포함하여, 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체는 성형압력에 따른 복합재료 전자기 특성 변화를 이용한 다양한 전자파 흡수체를 설계할 수 있는 장점이 있다.

Description

단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체{Method of manufacturing customized radar absorbing structure having variable electromagnetic characteristics using single composite and Radar absorbing structure thereby}

본 발명은 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체에 관한 것으로서, 상세하게는 성형압력에 따른 복합재료 전자기 특성 변화를 이용하여 다양한 전자파 흡수체를 설계가능한 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체에 관한 것이다.

스텔스 기술의 하나로써 레이더의 전자기파를 흡수 또는 산란 시키는 방법으로는 크게 3가지로 분류할 수 있다. 입사하는 전자기(electromagnetic wave)를 다른 방향으로 산란시키는 형상화 방법(Stealth shaping design)과 전자기파를 흡수시키는 전자파흡수재료(Radar Absorbing Material: RAM) 및 전자파흡수구조(Radar Absorbing Structure: RAS)가 있다. 특히, 전자파흡수구조는 전자파를 흡수할 수 있는 역할을 함에 동시에 구조물로써 하중을 지탱하는 역할을 수행하는 것을 말한다. 이러한 다기능 역할을 수행할 수 있는 재료로 복합재료(composites)가 각광을 받고 있다.

복합재료(composites)는 섬유(fiber)와 기지(matrix)로 구성되어 있으며 섬유로는 유리섬유 및 탄소섬유가 있으며 기지로는 고분자계열의 화합물을 말한다. 특히, 유리섬유강화복합재료는 금속과 같은 기존 재료에 비해 비강도(specific strength), 비강성(specific stiffness)이 우수하며 전자파흡수구조로 사용이 가능하기에 현재 선진국에서 스텔스 전투기에 40%이상 적용하여 운용 중에 있다. 다시 말해 이러한 기지에 여러 첨가물(filler)를 분산할 수 있기 때문에 전자파 흡수체의 기능을 하는 물질을 첨가하여 구조적으로 안전하고 흡수체로서의 기능을 수행하는 전자파 흡수체(RAS)를 설계할 수 있다. 적은 첨가량으로 무게 증가를 최소화하면서 기존 구조체에 전자파 흡수가 가능한 유전성 손실 재료를 사용하는 것이 효과적인 방법이다.

전자파흡수구조의 설계 방법으로는 다양한 방법들이 존재한다. 그 중 기지(matrix)에 필러(filler)로써 손실나노물질(nano-sized lossy materials)을 첨가하여 유전율(permittivity)과 투자율(permeability)를 변화시켜 전자파의 에너지를 산란 및 흡수하는 방법인 Dallenbach layer 흡수체(absorber)가 있다. 도 1은 단층형 흡수체의 원리를 나타낸 도면으로서, 한 층으로 이루어진 구조로 한 종류의 복합재료를 사용하여 단층형 설계를 하는 것이다. 반면에 도 2는 다층형 흡수체의 원리를 나타낸 도면으로서, 여러 층으로 쌓아 전자파를 흡수하는 원리인 다층형 흡수체는 도 2와 같이 두 가지 이상의 재료를 이용하여 다층형 설계를 하는 것을 말한다.

단층형 흡수체(single-layer absorber)의 장점은 한 가지 재료만을 사용한다는 것이며 제작이 편리하다는 것이지만 단점은 전자파 흡수 성능을 확보하기 위한 설계범위가 제한적이라는 것이다. 이를 보완한 방법인 다층형 흡수체(multi-layer absorber)의 장점은 전자파 흡수 성능을 쉽게 확보하기에 쉽다는 것이지만 두 가지 이상의 재료를 선택해야하며 제작이 다소 힘들고 두께 및 무게 면에서 단층보다 큰 문제점이 있다.

도 3은 평판형 전자파 흡수체 설계 요소를 나타낸 도면으로서, 전자파 흡수체의 설계는 다양한 요소들이 작용한다. 전자파 흡수체의 두께는 입사된 전자파의 위상변화(phase variation)와 관련이 있으며, 이 위상변화를 두께에 고려하기 위해서는 먼저 주파수 대역이 정의되어야 한다. 정의된 주파수 대역에서 사용될 매질의 유전율 측정을 통해 얻어진 값을 사용하게 된다. 다음으로는 입사각에 대한 조건을 정의해야 한다. 보통의 평판형 전자파 흡수체 설계 시 입사각 조건은 평판에 수직 입사 조건을 사용하게 된다.

도 4는 전자파 흡수체 설계 과정을 나타낸 도면으로서, 이러한 설계 조건을 반영하여, 주어진 조건에 대해 목표 주파수에서 최적화된 설계 값을 도출 할 수 있는 설계 코드를 작성하여, 보다 빠르고, 정확한 설계 값을 도출 할 수 있도록 하였다. 이렇게 얻어진 설계 값을 이용하여, CST Microwave Studio에서 전체 주파수 대역에서의 반사손실(reflection loss)을 확인하여 설계된 전자파 흡수체의 흡수능을 평가한다.

한 가지 재료에서 얻을 수 있는 유전율과 투자율이 정해져 있으며 이것은 재료의 특성으로써 변하지 않는 고유한 값으로 알려져 있다. 복합재료를 이용한 유전율 관련 많은 연구가 진행이 되었으며 나노물질을 첨가물(filler)로써 사용하여 수지에 분산시켜 프리프레그를 만들어 복합재료를 제작하여 유전율 또는 투자율을 측정한 연구는 극히 제한적이다. 또한 나노 물질을 분산시킨 복합재료의 유전율값은 주파수에 지배적이며 온도와 습도 등에 영향을 받지만 특정 환경에서의 유전율은 변화가 없어 기존의 전자파 흡수체 제조방법은 설계 요구사항에 따라 나노 물질의 함량을 조절해가며 재료의 적합성을 확인한 후 흡수체를 설계하고 제작해야 하기 때문에 비용 및 시간 소모가 많이 들어 비효율적이다. 이는 수지에 나노 물질을 분산시킨 후 프리프레그를 생산하는 작업에 있어서 불확실도(uncertainty)가 많기 때문에 프리프레그의 다양한 제작에 한계가 존재한다.

특히, 탄소나노튜브(carborn nano tube: CNT)가 모재에 첨가된 섬유강화 복합재의 유전율은 CNT의 분산도에 영향을 받고, CNT의 첨가량이 증가함에 따라 거의 선형적인 증가를 보인다. 하지만 CNT를 에폭시 수지에 분산하는 경우, 분산하면서 점도가 증가하여 2~3wt% 이상에서는 분산이 어려운 문제점이 있다. 첨가물(filler)의 분산이 어려워짐에 따라 다양한 프리프레그를 생산하기 위한 비용 및 시간 소모가 증가한다.

종래의 기술로서, 특허문헌 1은 광대역 전자파차폐용 복합재에 관한 것으로, 저주파 대역의 전자파에 대한 흡수차폐와 고주파 대역의 전자파에 대한 반사차폐를 동시에 만족하는 광대역 전자파차폐용 복합재를 제안하고 있으나, 단일 복합재료를 이용하여 다양한 전자파 흡수체를 설계할 수 없다.

1. 한국 등록특허 제10-1349029호

본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로서, 종래의 전자파 흡수체의 한계를 극복하고자 성형압력에 따른 전자기 특성 변화를 이용하여 다양한 흡수체의 설계를 할 수 있는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체를 제공하고자 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법은, 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그 준비 단계 및 상기 프리프레그에 천공필름(pergorated film)과 브리더(breather)를 적층하여 압력을 가함으로써, 브리더에 수지를 유출하여 전자기 특성을 제어하는 오토클레이브 성형 단계를 포함하여, 상기 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 프리프레그 준비단계는 강화섬유 및 고분자계열의 수지로 이루어진 혼합물에 상기 나노 물질을 분산시켜 프리프레그를 형성하거나, 제조 완료된 프리프레그를 준비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 오토클레이브 성형 단계는 전자파 흡수체를 성형할 수 있는 몰드를 준비하는 단계, 상기 몰드 위에 이형필름(release film)을 적층하는 단계, 상기 이형필름 위에 상기 프리프레그를 적층하는 단계, 상기 프리프레그 위에 필플라이(peel ply), 천공이형필름(pergorated release film), 브리더(breather) 및 진공 백 필름(vacuum bag film) 순으로 적층하는 단계, 상기 몰드와 상기 진공 백 필름 사이에 진공 백 실란트 테이프(vacuum bag sealant tape)를 사용하여 상기 진공 백 필름과 상기 몰드 사이를 밀폐하는 단계, 진공펌프에 연결된 호스를 진공 백 커넥터(vacuum bag connector)에 연결하여 진공압을 가하는 단계 및 상기 몰드를 오토클레이브에 넣고 열과 압력을 가하는 가온가압단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 프리프레그, 필플라이, 천공이형필름 및 브리더는 점차적으로 증가되는 면적을 갖도록 형성되어, 하부층이 노출되지 않도록 적층하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 가온가압 단계는 50 ~ 100 psi 의 범위내의 일정한 압력으로 가열 및 냉각하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 가온가압 단계는 상기 수지가 에폭시인 경우, 80 내지 130℃에서 일정한 압력으로 가열 및 냉각하는 것을 특징으로 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체는 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 나노 물질은 유전성 손실재료, 자성 손실재료 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 유전성 손실재료는 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nano fiber), 탄소나노튜브(carbon nano tube) 또는 이들의 혼합물을 포함하되, 상기 프리프레그의 성형압력에 따라 유전율이 변하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 자성 손실재료는 페라이트계 산화물, 금속나노분말 또는 이들의 혼합물을 포함하되, 상기 프리프레그의 성형압력에 따라 투자율이 변하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 페라이트계 산화물은 스피넬계 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하고, 상기 금속나노분말은 철(Fe)계, 코발트(Co)계, 니켈(Ni)계 금속분말 또는 금속합금분말을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예로서, 상기 강화섬유는 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber) 또는 아라미드 섬유(aramid fiber)을 포함하고, 상기 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin) 또는 불포화폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 다층형 전자파 흡수체는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체를 적어도 한층 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 성형압력에 따른 복합재료 전자기 특성 변화를 이용한 다양한 전자파 흡수체를 설계할 수 있다.

또한, 동일한 흡수 대역의 요구사항에서 다양한 형태의 설계가 가능하며 한 가지 흡수 대역이 아닌 다양한 흡수 대역에 맞도록 단일 재료로 설계할 수 있다.

또한, 제조 완료된 프리프레그도 레진을 조절하여 전자기 특성을 변화시킬 수 있어 압력을 가하는 추가적인 작업만으로 맞춤형 전자파 흡수체를 설계할 수 있다.

도 1은 단층형 흡수체의 원리를 나타낸 도면.
도 2는 다층형 흡수체의 원리를 나타낸 도면.
도 3은 평판형 전자파 흡수체 설계 요소를 나타낸 도면.
도 4는 전자파 흡수체 설계 과정을 나타낸 도면.
도 5는 기존의 복합재료 성형 사이클을 나타낸 그래프.
도 6은 기존의 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 X-band 주파수에서 유전율을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 전자파 흡수체의 성형방법을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 전자파 흡수체의 성형 사이클을 나타낸 그래프.
도 9a는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 X-band 주파수에서 유전율 실수부(real permittivity)를 나타낸 그래프.
도 9b은 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 X-band 주파수에서 유전율 허수부(imaginary permittivity)를 나타낸 그래프.
도 10a는 기존의 glass/ep 복합재료의 10GHz에서의 복소 유전율 그래프.
도 10b는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 10GHz에서의 복소 유전율 그래프.
도 10c는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 10GHz에서의 손실 탄젠트(loss tangent)를 나타낸 그래프.
도 11a는 본 발명에 따른 성형압력에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 단일층 전자파 흡수체의 반사손실을 나타낸 그래프.
도 11b는 본 발명에 따른 glass/ep 및 glass/CNT1.8-ep 복합재료를 사용한 이층형 전자파 흡수체의 반사손실을 나타낸 그래프.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것은 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

본 발명에 따른 맞춤형 전자파 흡수체는 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하여 동일한 흡수대역의 요구사항에 대하여 다양한 형태의 설계가 가능하고, 다양한 흡수 대역에 맞도록 단일 복합재료를 이용하여 전자파 흡수체 설계가 가능하다.

프리프레그(prepreg)는 Pre-impregnated Material의 약어이며, 모재(matrix)를 강화섬유(reinforced fiber)에 미리 함침시킨 제품으로 복합재료(composite) 제품의 중간 재료이다. 상기 강화섬유는 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber) 또는 아라미드 섬유(aramid fiber)가 사용될 수 있고, 상기 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin) 등의 열경화성 수지(thermoset resin) 또는 불포화폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin)등의 열가소성 수지가 사용될 수 있다.

상기 프리프레그는 유전성 손실재료, 자성 손실재료 또는 이들의 혼합물로 이루어진 나노물질을 포함하고, 유전성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 유전율(permittivity)이 변하고, 자성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 투자율(permeability)이 변할 수 있다.

어떠한 매질에서의 전자기파 거동은 매우 복잡한 현상을 보이게 된다. 미시적 관점에서 전자기파는 매질을 이루고 있는 원자들과의 상호 관계를 통해 매질에 반응하게 된다. 하지만, 이러한 매질 내에서의 전자기파 특성을 미시적 관점에서 기술하게 되면 너무나도 복잡하게 되어 그 의미조차 파악하기 힘들어지게 된다.

따라서, 매질에서 전자기파의 특성을 나타낼 수 있는 거시적 관점에서의 파라메터가 필요하게 되는데, 이러한 파라메터가 유전율과 투자율이다. 물질의 전기적, 자기적 특성은 유전율과 투자율로 대표되고, 유전율이라는 것은 물질이 전기력을 함유할 수 있는 크기(capacity)를 의미한다. 분자적 측면에서 보면, 유전체(dielectric material) 내에 임의의 방향으로 각자 흩어져있던 쌍극자들이 전자기장에 의해 얼마나 민감하게 잘 정렬되는가의 정도를 유전율이라 표현할 수 있다. 유전율에 따른 전자기적 특성을 예를 들면, 유전율이 낮은 흙에서는 전기가 잘 흐르지 않고 전자기파는 잘 투과하지만, 수분에 젖어 유전율이 상승된 토양의 경우는 점차 전기가 흐르기 시작하며 전자기파는 잘 투과되지 않는다. 유전율은 다음과 같이 정의한다.

일반적으로 자연계에 존재하는 모든 매질은 복소수 형태의 유전율을 갖는다. 실수항은 랜덤하게 배열되어있는 쌍극자들이 전자장에 얼마나 잘 반응하는지를 나타내며, 허수항은 유전 손실항(dielectric lossy component)로 유전체에 전자장이 인가되었을 때, 분자들간의 진동에 의한 열, 그리고 유전체에 포함되어 있는 자유전자들에 의한 저항손(ohmic loss)을 나타내는 항이다.

투자율은 매질에 따른 자속(magnetic flux)의 통과하기 쉬운 정도로 만약 어떤 물질의 비투자율이 100이라면 진공상태보다 100배 자속이 잘 통과함을 의미한다. 투자율은 다음과 같은 식으로 나타낸다.

허수항이 나타내는 자성손실은 일반적인 재료에서는 나타나지 않고, 페라이트(ferrite)와 같은 분자 쌍극자를 가지는 재료에서 발생한다. 어떤 특정한 주파수가 되면 이 쌍극자가 공명(resonance)을 일으키며 스핀(spin)을 일으키고 이때 분자간에 충돌하며 발생하는 마찰열로 손실이 발생한다. 이러한 자성을 이용하는 방법은 유전적 성질을 이용하는 방법보다 훨씬 전자파 흡수에 뛰어난 성능을 보이지만, 공명주파수 대역이 비교적 저주파인 MHz대역에 치우쳐 있고 이 지점 이후로는 손실값이 급격히 줄어들기 때문에 X-band에서는 그 성능을 다 발휘하기가 어렵고, 최소한의 성능을 발휘하기 위해서는 손실값이 1이상이 되어야 한다.

그러나 이 경우에도 자성체만으로는 전자기파 흡수 구조의 정합두께를 박층화 시키기는 어렵고 유전적 특질까지 함께 이용하여야 한다. 기존의 일반 페라이트 계열의 재료는 대부분 10 GHz정도에서 1 미만의 아주 작은 손실값을 갖게 되는데, 전자기파 흡수 구조에 사용하기 위해서는 공명주파수 이후로부터 떨어지는 손실 정도를 완화시킬 수 있는 특수한 처리가 필요하다.

본 발명에 따른 전자파 흡수체는 프리프레그의 성형압력에 따라 수지가 유출됨에 따라 전자기 특성을 변화함으로, 각 압력에 해당하는 전자기 특성을 이용하여 단층형 및 다층형 흡수체 설계에 적용할 수 있다. 프리프레그는 유전성 손실재료, 자성 손실재료 또는 이들의 혼합물로 이루어진 나노물질을 포함할 수 있다. 유전성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 유전율(permittivity)이 변하고, 자성 손실재료를 포함하면 성형압력에 따라 투자율(permeability)이 변할 수 있다.

유전성 손실재료는 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nano fiber), 탄소나노튜브(carbon nano tube) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 특히, 다중벽 탄소나노튜브(multi-wall carbon nano tube)는 무게의 측면에서 아주 큰 장점을 가지며, 기계적 강도가 우수하여 첨가물(filler)로 사용하여 유전특성을 조절할 수 있다.

자성 손실재료는 페라이트계 산화물, 금속나노분말 또는 이들의 혼합물을 포함하되, 상기 페라이트계 산화물은 스피넬계 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하고, 상기 금속나노분말은 철(Fe)계, 코발트(Co)계, 니켈(Ni)계 금속분말 또는 금속합금분말을 포함할 수 있다.

페라이트의 전자파 흡수 재료로의 사용은 손실이 많은 자연공명주파수 이상의 영역에서 사용을 하기 때문에 재료의 화학조성에 따라서 그 사용 주파수가 달라지게된다. 일반적으로 스피넬계 페라이트(spinel ferrite)는 낮은 자기이방성으로 인해 1 GHz 미만의 대역에서 자연공명주파수(natural resonance frequency)가 나타나는 반면, 높은 자기이방성을 갖는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)는 자연공명주파수가 대부분 1 GHz 이상에서 나타나기 때문에 GHz 이상의 대역에서 전파흡수재로 사용이 가능하다.

스피넬 페라이트는 Ni-Zn 페라이트, Mn-Zn 페라이트 또는 Cu-Zn 페라이트로 이루어진 스피넬 구조의 페라이트로 이루어지고, 상기 육방정 페라이트는 바륨(Ba) 페라이트 또는 스트론튬(Sr) 페라이트로 이루어진 육방정 구조의 페라이트로 이루어 질 수 있다. 또한, 철(Fe)계, 코발트(Co)계, 니켈(Ni)계 등과 같은 강자성계물질을 자성 손실재료로 사용할 수 있고, 페라이트계 산화물과 금속나노분말의 단순 혼합물 또는 도금을 이용한 코팅 등의 방식으로 화학적으로 결합한 화합물을 자성 손실재료로 사용할 수 있다.

또한, 프리프레그는 유전성 손실재료과 자성 손실재료의 혼합물로 이루어진 나노물질을 포함할 수 있다. 탄소나노입자와 페라이트 계열의 나노입자를 단순 혼합 또는 화학적으로 결합하여 첨가물(filler)로 사용하는 경우 유전율 및 투자율이 가변될 수 있어 다양한 흡수대역을 가지는 전자파 흡수체를 개발할 수 있다.

본 발명에 따른 다층형 전자파 흡수체는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체를 적어도 한층 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법은, 프리프레그(prepreg) 준비 단계 및 오토클레이브 성형 단계를 포함하여 상기 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 것을 특징으로 한다.

상기 프리프레그 준비 단계는 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그를 준비하는 단계이다. 상기 프리프레그 준비단계는 강화섬유 및 고분자계열의 수지로 이루어진 혼합물에 나노 물질을 분산시켜 프리프레그를 형성하거나, 제조 완료된 프리프레그를 준비할 수 있다.

상기 오토클레이브 성형 단계는 상기 프리프레그(30)에 천공필름(pergorated film)(50)과 브리더(breather)(60)를 적층하여 압력을 가함으로써, 브리더(60)에 수지를 유출하여 전자기 특성을 제어하는 단계이다.

기존의 전자파 흡수체 제조방법은 설계 요구사항에 따라 나노 물질의 함량을 조절해가며 재료의 적합성을 확인한 후 흡수체를 설계하고 제작해야 하기 때문에 비용 및 시간 소모가 많이 들어 비효율적이다. 하지만 본 발명에 따른 전자파 흡수체의 제조방법의 경우 제조 완료된 프리프레그도 유출되는 수지를 조절하여 전자기 특성을 변화시켜 다양한 전자파 흡수체를 설계할 수 있다.

프리프레그의 오토클레이브(autoclave) 성형압력을 조절함으로써 단일재료를 이용하면서 동시에 전자기 특성을 변화시키고 각 압력에 해당하는 전자기 특성을 이용하여 단층형 및 다층형 흡수체 설계에 적용 가능하기 때문에 최적의 두께 및 최적의 흡수성능을 구현할 수 있다. 이미 제작된 프리프레그의 불확실도와 상관없이 설계 범위가 폭넓게 확장이 된다는 점에서 비용과 시간이 상당히 줄어들 수 있다.

보다 구체적으로 도 5 내지 도 12와 비교예 및 실시예들을 통해 본 발명에 따른 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체를 설명하면 다음과 같다.

비교예

표 1의 재료를 이용하여 단일 재료의 복합재료 제작 및 유전율을 측정하였다. 표 1은 유리섬유강화 프리프레그의 재료특성을 나타낸 표이다.

기본이 되는 재료로써 glass/ep 재료는 유리섬유강화 프리프레그(prepreg)이며 수지는 에폭시를 사용하고 레진 함량(Resin content, R/C)은 36%이다. 다른 재료는 Glass/CNT1.8-ep이며 glass/ep와 동일한 프리프레그를 사용하지만 수지에 CNT를 1.8wt% 분산 시켰으며 이로 인해 레진 함량(resin content)이 45%정도이다. 두 재료를 오토클레이브(Autoclave)의 진공성형을 하였으며 도 5와 같이 복합재료의 성형 사이클로 사용하였다. 90psi 및 130℃ 성형 공정을 통해서 제작을 할 경우 유전율 값은 다음과 같이 얻어진다.

도 5는 오토클레이브 진공성형의 성형 사이클을 나타낸 그래프이고, 도 6은 glass/CNT1.8-ep 복합재의 90 psi 압력에서 X-band에서의 유전율 나타낸 그래프이다. 도 5의 성형사이클을 통해서 제작된 복합재료는 환경이 변하지 않는 한 유전율은 변하지 않는다. 따라서 위의 재료를 이용하여 최적 설계를 할 경우 표 2와 같이 단층형과 다층형이 모두 한 가지로 한정이 되어있다.

다시 말해 glass/CNT1.8-ep 재료만을 이용하여 단층형 흡수체를 제작할 경우 2.38mm의 두께의 dallenbach layer 흡수체 설계가 가능하다. 또한 이층형 흡수체로써 glass/ep 재료가 전자파의 입사의 첫번째 층이 되며 glass/CNT1.8-ep가 두번째 층에 해당하도록 설계를 하면 각각 0.96mm와 2.38mm로 전체 두께 3.03mm를 갖는 전자파 흡수체가 된다. 따라서 이와 같이 기존의 성형방법을 이용해 한정된 재료로 최적 설계를 하면 한정된 설계 값을 얻을 수밖에 없다는 단점이 있다. 한 종류의 재료가 아닌 서로 다른 재료를 사용하면 다른 설계 값을 얻을 수 있으나 단일 재료로 다중 설계는 불가능하다.

본 발명의 전자파 흡수체 제조방법으로 표 1의 glass/CNT1.8-ep 재료를 이용하여 성형압력에 따른 단일 재료의 복합재료 제작 및 유전율을 측정하였다.

도 7은 본 발명에 따른 전자파 흡수체의 성형방법을 나타낸 도면으로서, 오토클레이브 성형 단계는 전자파 흡수체를 성형할 수 있는 몰드(10)를 준비하는 단계, 상기 몰드(10) 위에 이형필름(release film)(20)을 적층하는 단계, 상기 이형필름(20) 위에 상기 프리프레그(30)를 적층하는 단계, 상기 프리프레그(30) 위에 필플라이(peel ply)(40), 천공이형필름(pergorated release film)(50), 브리더(breather)(60), 진공 백 필름(vacuum bag film)(70) 순으로 적층하는 단계, 상기 몰드(10)와 상기 진공 백 필름(70) 사이에 진공 백 실란트 테이프(vacuum bag sealant tape)(80)를 사용하여 상기 진공 백 필름(70)과 상기 몰드(10) 사이를 밀폐하는 단계, 진공펌프에 연결된 호스를 진공 백 커넥터(vacuum bag connector)에 연결하여 진공압을 가하는 단계 및 상기 몰드를 오토클레이브에 넣고 열과 압력을 가하는 가온가압단계를 포함한다.

이형필름(20)은 에폭시와 같은 레진과 쉽게 떨어지도록 하는 역할을 하고, 필플라이(40)는 복합재료의 이차 결합(secondary bonding) 혹은 도장(painting)을 하는데 도와주도록 복합재료의 표면에 약간의 요철을 형성한다. 천공이형필름(50)은 천공필름으로 레진을 빼기 위해 사용하는 이형 필름으로. 레진이 빠지기 위한 구멍 역할을 하며, 이형 필름의 역할로 브리더(breather)(60)와 필플라이(40)를 서로 분리할 수 있다. 브리더(60)는 진공성형이므로 진공을 뽑기 위해 모든 것을 덮어 모든 공기가 다 빠질 수 있도록 내부 공기를 완전히 빼는 솜 또는 쿠션과 같은 역할을 하고, 프리프레그(30)의 레진을 빼면서 빠진 레진을 충분히 저장하는 저장장치(capacitor)와 같은 역할을 한다. 진공 백 필름(70)은 오토클레이브 성형 시 복합재료 및 부자재 전체의 진공을 뽑는 역할을 한다.

또한, 상기 프리프레그(30), 필플라이(40), 천공이형필름(50) 및 브리더(60)는 점차적으로 증가되는 면적을 갖도록 형성되어, 하부층이 노출되지 않도록 적층할 수 있다. 오토클레이브 공정에 천공필름을 사용한다. 이는 프리프레그의 수지의 양을 조절하기 위해 사용되며 표 1에서와 같이 재료가 순수 수지(neat resin)의 프리프레그가 아닐 때 이용하는 공정방법이다. 기재로 사용된 고분자계열의 수지는 일정 온도에서 물처럼 흐름성이 생기며 브리더(60)에 의해 흡수될 수 있다.

이때, 나오는 수지의 양을 성형압력으로 조절하여 성형 후 제작된 복합재료의 섬유체적비(fiber volume fraction)를 변화시킬 수 있다. 프리프레그의 수지는 하부면을 제외한 모든 방향으로 빠져나가므로 프리프레그(30), 필플라이(40), 천공이형필름(50) 및 브리더(60)는 점차적으로 증가되는 면적을 갖도록 형성되어, 하부층이 노출되지 않도록 적층하여 성형함으로써 압력에 따라 빠져나오는 수지의 양을 일정하게 할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 전자파 흡수체의 성형 사이클을 나타낸 그래프이다. 도 8과 같이, 가온가압 단계는 상기 수지가 에폭시인 경우, 80 내지 130℃에서 일정한 압력으로 가열 및 냉각할 수 있다. 동일한 재료를 이용하면서 서로 다른 수지 함량을 갖는 복합재료가 성형할 수 있도록 하기 위해 도 8과 같은 성형 사이클을 적용하였다. glass/CNT1.8-ep 프리프레그를 이용하여 성형압력을 4가지 경우로 pattern 1번부터 4번까지 각각 50psi, 70psi, 90psi, 100psi으로 나눠서 실험을 하였다. 이때 glass/CNT1.8-ep를 이용하여 각각의 실험에서 성형압력에 따라 제작된 복합재료의 유전율을 측정하였다.

도 9a는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 X-band 주파수에서 유전율 실수부(real permittivity)를 나타낸 그래프이고, 도 9b는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 X-band 주파수에서 유전율 허수부(imaginary permittivity)를 나타낸 그래프이다. 이는 glass/CNT1.8-ep 프리프레그를 이용하여 성형할 경우 압력에 따라 서로 다른 유전율을 갖는 것을 실험을 통해 확인하였다.

같은 주파수에서 압력이 증가함에 따라 유전율 실수부와 허수부 모두 증가하였다. 하지만 유전율 실수부의 증가율보다 유전율 허수부의 증가율이 크게 나타났으며 이는 재료에 분산된 CNT에 의한 효과라고 할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다. glass/CNT1.8-ep 프리프레그는 총 3가지의 재료로 유리섬유, 에폭시 수지, CNT로 크게 나눌 수 있다. 도 10a는 기존의 glass/ep 복합재료의 10GHz에서의 유전율 실수부와 허수부를 나타낸 그래프로서, 각각의 유전율을 측정할 경우 유리섬유와 에폭시로만 이루어진 glass/ep 복합재료의 유전율을 나타낸다. 이는 성형압력의 크기와 상관없이 거의 동일한 유전율을 보이는 것을 보여준다. 따라서 유리섬유와 에폭시 수지로 구성된 재료에 대해서는 일정한 값을 갖기 때문에 CNT 재료의 무게분율(weight fraction)에 따라 유전율이 변한다는 것을 알 수 있다. 이러한 원인은 CNT의 무게분율이 증가하면 할수록 유전율이 증가하는 것과 동일하다. 이처럼 유전율의 변화를 일으키는 요인은 CNT의 함량이 될 것이다.

다시 말해 기존에는 한 가지 성형 사이클에서 복합재료를 제작할 때 수지에 분산된 CNT의 함량을 조절함으로써 유전율을 변화시키는 연구를 하였다. 하지만 본 발명의 전자파 흡수체는 수지에 분산된 CNT 함량이 균일한 단일 재료를 이용할 때 성형압력을 증가시킴에 따라 수지의 유출량을 변화시킴으로써 마치 CNT의 함량이 변화된 프리프레그를 이용하여 성형한 복합재료와 같이 제작할 수 있다.

본 발명의 전자파 흡수체 제조방법으로 전자파흡수 주파수 대역은 X-band로 하며 중심주파수 10GHz에서의 유전율을 이용하여 전자파 흡수체의 최적 설계를 하였다.

도 10b는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 10GHz에서의 복소 유전율을 나타낸 그래프이다. 앞선 도 9a와 도 9b의 유전율 실수부와 허수부의 10GHz에서의 유전율을 도 10b에 자세히 나타나 있다. 도 10a와 같이, glass/ep 복합재료는 압력에 상관없이 거의 유사한 유전율을 보였지만 도 10b와 같이 glass/CNT-ep 복합재료는 압력이 증가함에 따라 유전율 실수부와 허수부 모두 증가하는 것을 확인하였다.

이를 더욱 자세히 보여주는 척도로써 손실 탄젠트(loss tangent)를 사용한다. 이는 전자파가 전달되는 유전체의 재질에 의한 손실을 나타내는 지표로 유전체 재질의 복소 유전율의 허수부와 실수부의 비로써 계산되면 tanδ로 표현한다. 또한 이 값이 클수록 전파 중 손실이 크다고 할 수 있다. 도 10c는 본 발명에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 10GHz에서의 손실 탄젠트(loss tangent)를 나타낸 그래프이다. 이처럼 압력에 따라 손실 탄젠트가 증가한다는 것은 손실재료의 비율이 증가한다는 의미이다.

다시 말해 glass/CNT1.8-ep 프리프레그의 손실재료는 유리섬유와 에폭시수지 그리고 CNT 모두 해당되지만 유리섬유는 항상 같은 양이 존재하기 때문에 에폭시수지와 CNT의 비율이 손실 탄젠트를 좌우한다고 할 수 있다. 이는 레진의 빠진 양과 연관이 크기 때문에 손실 탄젠트와 레진의 빠진 양(resin outflow amount)을 도 10c처럼 비교하여 보았다. 레진의 빠진 양은 빠진 레진의 전체 양을 적층 장수로 나눠 플라이당 빠진 레진 무게를 나타낸 것이다. 즉, glass/CNT1.8-ep 프리프레그의 45% 레진함량(resin content)을 가졌던 재료를 이용하여 제작할 경우 성형압력이 증가함에 따라 레진비율이 낮아지는 것을 알 수 있다. 오토클레이브에서의 압력사이클의 중요성은 프리프레그의 적층으로 인한 기공의 제거를 도와주며 압력으로 레진의 유동을 좀 더 원할하게 하는데 기여한다. 따라서 레진의 흐름에 영향을 주기 때문에 레진에 분산된 CNT의 흐름에도 영향을 준다.

오토클이브에서의 가온가압 단계는 50 ~ 100 psi 의 범위내의 일정한 압력으로 가열 및 냉각할 수 있다. 100psi까지 압력이 증가함에 따라 더 많은 양이 빠지는 경향을 보였으며 이후 110psi 는 오히려 레진이 덜 빠지는 현상을 나타낸다. 이는 레진의 흐름과도 유사한 경향을 보여주는데 압력이 50psi에서 100psi로 증가함에 따라 레진이 더 많이 빠져나오면서 유전율이 증가하다가 110psi에서는 오히려 레진이 덜 흘러나오면서 유전율이 다시 떨어지는 경향을 보인다.

하지만 50psi에서 100psi 범위 외에의 압력에서도 전자파 흡수체 성형이 가능한 범위 안에서 다양한 흡수체 설계를 위하여 압력 변화가 가능하다. 성형 조건에 따라서 유전율 차이가 발생하면서 단층형 전자파 흡수체의 최적 두께값도 여러 가지가 존재하며 성형압력에 따라 더 좋은 흡수 성능을 갖거나 두께가 더 얇은 흡수체에 대한 경우의 수를 찾을 수 있다.

본 발명에 따른 전자파 흡수체 제조방법을 이용하여 4가지 압력에 따른 유전율을 이용한 단층형 전자파 흡수체와 이층형 전자파 흡수체에 대한 최적 설계 값을 도출하였다.

기존에는 요구사항에 따라 적합한 CNT 함량이 분산된 프리프레그를 생산해야만 했다. 하지만 본 발명의 전자파 흡수체는 복합재료의 유전율이 성형압력에 따라 변하기 때문에 다양한 전자파흡수구조 설계가 가능하다. 무엇보다 다양한 유전율 데이터는 전자파 흡수체로써 전자파흡수대역이 X-band가 아닌 Ku-band(12.4GHz-18GHz)와 C-band(4GHz-8GHz)와 같이 다양하게 적용할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 전자파 흡수체는 주파수영역에 대해 선택할 수 있는 유전율 변수의 폭이 넓어지기 때문에 대상에 맞는 최적설계가 가능하므로 폭넓은 주파수 영역에 적합한 설계 변수를 가질 수 있다.

이를 증명하기 위해 앞서 측정한 4가지 압력에 따른 유전율을 이용한 단층형 전자파 흡수체와 이층형 전자파 흡수체에 대한 최적 설계 값이 표 3에 나타나 있다.

단층형 전자파흡수구조(single layer radar absorbing structure)로 설계할 경우 각각의 압력에 따라 설계 두께가 변화하는 것을 알 수 있다.

도 11a는 본 발명에 따른 성형압력에 따른 glass/CNT1.8-ep 복합재료의 단일층 전자파 흡수체의 반사손실을 나타낸 그래프로서, 압력이 증가함에 따라 전자파흡수구조 두께가 감소하며 반사손실이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 90psi에서 복합재료가 제작이 된다면 본 연구에 사용한 glass/CNT1.8-ep는 단층형 흡수구조체에 적합하지 않을 것이다. 하지만 성형압력을 낮춰 50psi가 될 경우 두께가 0.19mm 증가하지만 중심주파수에서 -20dB 감소하고 X-band 전체 주파수 대역에서 -10dB 이상 흡수함으로써 99% 이상의 전자파흡수 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 따라서 X-band에서 단층형 전자파흡수구조를 적용하기 위해서는 50psi로 성형해야 설계가 가능하다.

본 발명에 따른 다층형 전자파 흡수체는 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그의 성형압력에 따라 유전율이 변하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체를 적어도 한층 포함하는 것을 특징으로 한다. 앞선 단층형 흡수설계와 같이 다층형 흡수체(multi-layer radar absorbing structure) 설계에 있어서도 적용 가능하다. 이를 위해 glass/ep prepreg와 glass/CNT1.8-ep prepreg 두 재료를 흡수체 앞면과 뒷면으로 적용하여 제작할 경우 표 3과 같이 설계가 가능하다.

도 11b는 본 발명에 따른 glass/ep 및 glass/CNT1.8-ep 복합재료를 사용한 이층형 전자파 흡수체의 반사손실을 나타낸 그래프로서, 이에 대한 흡수성능이 나타나있다. 이는 이층형 전자파흡수구조(double-layer radar absorbing structure)로써 압력에 따라 두 층이 모두 두께가 상이한 것을 알 수 있으며 전체 두께에 있어서도 뚜렷한 차이를 보인다. 하지만 흡수성능에 있어서는 앞선 단층형 흡수체 설계보다 좋은 성능을 보이는 것을 알 수 있다. 이는 단층형의 단점인 재료의 정해진 유전율 값에 의해 설계 변수로써 설계 가능한 변수가 한 개로 한정되어 있기 때문에 최적 설계시 요구하는 흡수성능에 정확하게 부합하지 않을 수밖에 없다.

다시 말해 복합재료의 유전율이 최적값을 갖을 수 없는 값에 해당된다면 단층형 흡수체의 최적두께는 존재하지 않기 때문에 앞선 단층형 흡수체의 흡수성능이 이층형 흡수체의 흡수성능보다 떨어진다는 것이다. 따라서 이층형으로 전자파흡수구조를 설계할 경우 각 층의 유전율이 정해지더라도 두께에 대한 변수가 각층에 하나씩 총 2개가 존재하기 때문에 최적성능을 발휘할 수 있는 최적설계 두께를 얻을 수 있다.

이처럼 이층형 전자파 흡수체에 대한 설계를 한다면 압력이 증가함에 따라 전체두께가 증가하는 것을 알 수 있다. 성형압력을 50psi로 할 경우 성형압력을 100psi로 설계한 경우보다 전체 두께가 0.42mm 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 전체 3.11mm의 15%두께 증가에 해당하기 때문에 복합재료의 무게도 15% 증가할 것이다. 따라서 이층형 흡수체로 설계할 경우 50psi로 설계를 해야 무게를 15% 줄이면서 동일한 흡수성능을 구현할 수 있다. 이처럼 다층형 흡수체의 설계에 있어서도 동일한 성능을 구현하면서 무게에 대한 변수도 함께 고려할 수 있어 실제 항공기에 적용하는데 있어서 매우 효율적인 방법이 될 것이다.

이와 같이, 본 발명은 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체로서, 성형압력에 따른 복합재료 전자기 특성 변화를 이용한 다양한 전자파 흡수체를 설계할 수 있으며, 동일한 흡수 대역의 요구사항에서 다양한 형태의 설계가 가능하며 또한 한 가지 흡수 대역이 아닌 다양한 흡수 대역에 맞도록 단일 재료로 설계할 수 있다. 또한, 제조 완료된 프리프레그도 레진을 조절하여 전자기 특성을 변화시켜 다양한 전자파 흡수체를 설계하는 데 그 강점이 있다.

이상에서는 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 몰드 20: 이형필름
30: 프리프레그 40: 필플라이
50: 천공이형필름 60: 브리더
70: 진공 백 필름 80: 진공 백 실란트 테이프

Claims (15)

1. 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그 준비 단계; 및
   상기 프리프레그에 천공필름(pergorated film)과 브리더(breather)를 적층하여 압력을 가함으로써, 브리더에 수지를 유출하여 전자기 특성을 제어하는 오토클레이브 성형 단계를 포함하여,
   상기 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프리프레그 준비단계는 강화섬유 및 고분자계열의 수지로 이루어진 혼합물에 상기 나노 물질을 분산시켜 프리프레그를 형성하거나, 제조 완료된 프리프레그를 준비하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 오토클레이브 성형 단계는,
   전자파 흡수체를 성형할 수 있는 몰드를 준비하는 단계;
   상기 몰드 위에 이형필름(release film)을 적층하는 단계;
   상기 이형필름 위에 상기 프리프레그를 적층하는 단계;
   상기 프리프레그 위에 필플라이(peel ply), 천공이형필름(pergorated release film), 브리더(breather) 및 진공 백 필름(vacuum bag film) 순으로 적층하는 단계;
   상기 몰드와 상기 진공 백 필름 사이에 진공 백 실란트 테이프(vacuum bag sealant tape)를 사용하여 상기 진공 백 필름과 상기 몰드 사이를 밀폐하는 단계;
   진공펌프에 연결된 호스를 진공 백 커넥터(vacuum bag connector)에 연결하여 진공압을 가하는 단계; 및
   상기 몰드를 오토클레이브에 넣고 열과 압력을 가하는 가온가압단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 프리프레그, 필플라이, 천공이형필름 및 브리더는 점차적으로 증가되는 면적을 갖도록 형성되어, 하부층이 노출되지 않도록 적층하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 가온가압 단계는 50 ~ 100 psi 의 범위내의 일정한 압력으로 가열 및 냉각하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법.
6. 제3항에 있어서,
   상기 가온가압 단계는 상기 수지가 에폭시인 경우, 80 내지 130℃에서 일정한 압력으로 가열 및 냉각하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체 제조방법.
7. 강화섬유, 고분자계열의 수지 및 나노 물질을 포함하는 프리프레그의 성형압력에 따라 전자기 특성이 변하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 나노 물질은 유전성 손실재료, 자성 손실재료 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 유전성 손실재료는 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nano fiber), 탄소나노튜브(carbon nano tube) 또는 이들의 혼합물을 포함하되, 상기 프리프레그의 성형압력에 따라 유전율이 변하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
10. 제8항에 있어서,
    상기 자성 손실재료는 페라이트계 산화물, 금속나노분말 또는 이들의 혼합물을 포함하되, 상기 프리프레그의 성형압력에 따라 투자율이 변하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 페라이트계 산화물은 스피넬계 페라이트(spinel ferrite) 또는 육방정 페라이트(hexagonal ferrite)을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
12. 제10항에 있어서,
    상기 금속나노분말은 철(Fe)계, 코발트(Co)계, 니켈(Ni)계 금속분말 또는 금속합금분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
13. 제7항에 있어서,
    상기 강화섬유는 탄소 섬유(carbon fiber), 유리 섬유(glass fiber) 또는 아라미드 섬유(aramid fiber)을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
14. 제7항에 있어서,
    상기 수지는 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin) 또는 불포화폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin)을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체.
15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항의 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기 특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체를 적어도 한층 포함하는 것을 특징으로 하는 다층형 전자파 흡수체.

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