KR20160033036A - 전파 흡수체용 페라이트 조성물 및 전파 흡수체 - Google Patents
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Abstract
산화철을 Fe2O3 환산으로 39.0~45.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 16.0~20.0몰%를 함유하고, 잔부가 산화망간으로 구성되는 주성분을 가지고, 상기 주성분 100중량%에 대해, 부성분으로서 적어도 산화규소를 SiO2 환산으로 50~200중량ppm, 산화칼슘을 CaO 환산으로 200~2500중량ppm 함유하는 전파 흡수체용 페라이트 조성물.
Description
본 발명은 전파 흡수체용 페라이트 조성물 및 전파 흡수체에 관한 것이다.
최근, 텔레비젼, 라디오, 휴대폰 등 각종 전파를 송수신하는 전기·전자기기가 보급되고 있다. 따라서, 전파를 흡수하는 전파 흡수체의 수요가 높아지고 있다. 전파 흡수체의 용도로서는, 전파 암실의 벽재 등을 예로 들 수 있다. 또, 전파 흡수체의 재질은 페라이트 소결체를 예로 들 수 있다. Mn－Zn계 페라이트나 Ni－Zn계 페라이트 등이 전파 흡수체의 재질로서 개발되어 있다.
특허 문헌 1에는 Ni－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체가 기재되어 있다. 그러나, Ni－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체는 Ni가 고가이기 때문에 비용이 비싸진다.
Mn－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체는, Ni－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체와 비교해, 재료가 저렴하고, 게다가 두께가 얇으면서도 뛰어난 반사 감쇠 특성을 발휘할 수 있다. 따라서, Mn－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체는 Ni－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체보다 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.
또, Mn－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체는, 통상 30MHz 이하의 저주파수 대역에 사용된다. Mn－Zn계 페라이트에 의해 구성되는 전파 흡수체로서, 400MHz 정도의 고주파수 대역에서 충분한 반사 감쇠 특성을 발휘할 수 있는 전파 흡수체가 요구되고 있다.
더욱이 전파 흡수체를 타일 형상으로 형성하고, 예를 들어 전파 암실의 내벽에 사용하는 경우, 일정한 치수 정밀도가 요구되기 때문에 가공이 필요해지지만, 가공 시나 시공 시에 깨지거나 크랙은 수율 저하에 의한 비용 상승을 초래하는 요인이 되기 때문에, 내치핑성이 뛰어난 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 100MHz~400MHz인 고주파수 대역에서 높은 반사 감쇠 특성을 가지고, 내치핑성이 뛰어나며 비용이 저렴한 전파 흡수체 및 해당 전파 흡수체용 페라이트 조성물을 제공하는 것이다
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 전파 흡수체용 페라이트 조성물은, 산화철을 Fe2O3 환산으로 39.0~45.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 16.0~20.0몰%를 함유하고, 잔부가 산화망간으로 구성되는 주성분을 가지고, 상기 주성분 100중량%에 대해, 부성분으로서 적어도 산화규소를 SiO2 환산으로 50~200중량ppm, 산화칼슘을 CaO환산으로 200~2500중량ppm 함유하는 것을 특징으로 한다.
주성분을 구성하는 산화물의 함유량을 상기의 범위로 하고, 더욱이 부성분으로서 적어도 산화규소 및 산화칼슘을 상기의 범위에서 함유시키는 것에 의해, 본 발명에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체는 내치핑성이 뛰어나고, 100MHz~400MHz에서의 반사 감쇠량이 높아진다. 더욱이, 본 발명에 따른 페라이트 조성물에 의해 구성되는 전파 흡수체는 정합 두께도 얇게 유지되기 때문에 재료 두께를 얇게 하고 저비용화를 도모할 수 있다.
이러한 효과가 얻어지는 이유는 반드시 명확하지 않지만, 주성분의 조성을 상기의 범위로 하고, 더욱이 부성분으로서 적어도 산화규소 및 산화칼슘을 상기의 범위로 공존시키는 것에 의해 얻어지는 복합 효과가 크게 영향을 주고 있다고 생각된다.
더욱이, 본 발명에 따른 전파 흡수체용 페라이트 조성물은, 부성분으로서 산화 니오브를 Nb2O5 환산으로 50~500중량ppm 함유 하는 것이 바람직하다.
산화 니오브를 상기의 범위로 함유시키는 것에 의해, 본 발명에 따른 페라이트 조성물에 의해 구성되는 전파 흡수체의 100MHz~400MHz에서의 반사 감쇠량을 더 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 전파 흡수체용 페라이트 조성물은, 부성분으로서 산화 바나듐을 V2O5 환산으로 50~500중량ppm 함유하는 것이 바람직하다.
산화 바나듐을 상기의 범위로 함유시키는 것에 의해, 본 발명에 따른 페라이트 조성물에 의해 구성되는 전파 흡수체의 내치핑성을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전파 흡수체는 상기의 조성을 가지는 페라이트 조성물로 구성된다.
본 발명에 따른 전파 흡수체는, 100MHz의 전파에 대한 반사 감쇠량, 200MHz의 전파에 대한 반사 감쇠량 및 400MHz의 전파에 대한 반사 감쇠량이 모두 20dB 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전파 흡수체는 정합 두께가 5.5mm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전파 흡수체는 판 모양의 타일 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다.
도 1은 실시예 6, 실시예 8 및 비교예 3에 있어서의 주파수와 반사 감쇠량의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다.
본 실시형태에 따른 전파 흡수체는 이하에 나타내는 페라이트 조성물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 실시형태에 따른 전파 흡수체를 구성하는 페라이트 조성물은 Mn－Zn계 페라이트이며, 주성분으로서 산화철, 산화망간 및 산화아연을 함유하고 있다.
주성분 100몰% 중 산화철의 함유량은 Fe2O3 환산으로 39.0~45.0몰%, 바람직하게는 39.0~43.0몰%이다. 산화철의 함유량이 39.0몰% 미만이면, 400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 저하하고, 정합 두께가 너무 두꺼워 진다. 산화철의 함유량이 45.0몰%를 넘으면, 100MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 저하한다. 특히, 산화철의 함유량을 Fe2O3 환산으로 39.0~43.0몰%로 하는 것에 의해 정합 두께를 5.0~5.5mm로 하기 쉬워진다.
주성분 100몰% 중 산화아연의 함유량은 ZnO 환산으로 16.0~20.0몰%, 바람직하게는 16.0~18.5몰%이다. 산화아연의 함유량이 16.0몰% 미만이면, 100MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 저하한다. 산화아연의 함유량이 20.0몰%를 넘으면, 400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 저하한다. 특히, 산화아연의 함유량을 ZnO 환산으로 16.0~18.5몰%로 하는 것에 의해 400MHz에 있어서의 반사 감쇠량을 21.0dB 이상으로 하기 쉬워진다.
주성분의 잔부는 산화망간이다.
이하에, 전파 흡수체의 정합 두께의 정의, 구하는 방법 등에 대해 설명한다.
전파 흡수체 표면에 있어서의 규격화 입력 임피던스(Zin)는 하기의 식(1)으로 나타내고, 전파 흡수체에 있어서의 반사 계수(S)는 하기의 식(2)으로 나타내며, 전파 흡수체에 있어서의 반사 감쇠량(Ref)(dB)는 하기의 식(3)으로 나타낸다.
[수학식 1]
또, 식(1)에 있어서의 λ0은 전파장(電波長)(=c/f), 복소 투자율μr=μ’r－jμ”r, 복소 유전율εr=ε’r－jε”r, d=재료 두께이다. 그리고, 완전 무반사, 즉 반사 감쇠량(Ref)(dB)dl 무한대가 되는 주파수(f)가 존재할 때의 재료 두께(d)가 정합 두께이다.
전파 흡수체의 재료 두께를 얇게 함으로써 비용을 저감할 수 있다. 그리고, 전파 흡수체의 재료 두께를 변화시키는 것에 의해 전파 흡수체의 반사 감쇠량을 크게 하는 경우에는, 전파 흡수체의 재료 두께를 정합 두께와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 전파 흡수체의 정합 두께는 얇은 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 정합 두께가 5.5mm 이하인 것이 바람직하다.
또, 재료 두께가 5.0mm 미만의 전파 흡수체는 기술적으로 제조하기 어렵다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 정합 두께는 5.0mm 이상 5.5mm 이하인 것이 더 바람직하다.
본 실시형태에 따른 페라이트 조성물은, 상기의 주성분(산화철, 산화망간 및 산화아연) 외에 부성분으로서 적어도 산화규소 및 산화칼슘을 함유하고 있다.
산화규소의 함유량은, 주성분 100중량%에 대해서 SiO2 환산으로, 50~200중량ppm, 바람직하게는 60~150중량ppm이다. 산화규소의 함유량이 50중량ppm 미만이면, 내치핑성 및 100~400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 악화된다. 200중량ppm를 넘으면, 페라이트 조성물의 소결 시에 비정상 입성장(abnormal grain growth)이 발생하기 쉬워진다.
산화칼슘의 함유량은, 주성분 100중량%에 대해, CaO 환산으로, 200~2500중량ppm, 바람직하게는 500~1500중량ppm이다. 산화칼슘의 함유량이 200중량ppm 미만이면, 내치핑성 및 100~400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 악화된다. 2500중량ppm를 넘으면, 페라이트 조성물의 소결 시에 비정상 입성장이 발생하기 쉬워진다.
본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에서는, 주성분의 조성 범위를 상기의 범위로 제어하는 외에 부성분으로서 상기의 산화규소 및 산화칼슘이 함유되어 있다. 그 결과, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에 의해 구성된 전파 흡수체는 100~400MHz의 주파수 대역에서 반사 감쇠량을 높게 유지하면서, 내치핑성이 뛰어난 전파 흡수체가 된다. 더욱이 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에 의해 구성된 전파 흡수체는 정합 두께가 작기 때문에 비용을 현저하게 저감할 수 있다.
또, 산화규소 또는 산화칼슘이 단독으로 함유되어 있는 경우, 혹은, 산화규소 및 산화칼슘이 동시에 함유되어 있어도, 적어도 한쪽의 함유량이 너무 적은 경우에는 상기의 효과는 충분히 얻을 수 없다. 즉, 상기의 효과는, 산화규소 및 산화칼슘이 동시에 특정량 함유되어야만 얻어지는 복합적인 효과이다.
본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에 있어서는, 더욱이 부성분으로서 산화 니오브를 Nb2O5 환산으로 50~500중량ppm 함유하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 100~400중량ppm 함유한다. 산화 니오브를 특정량 함유한 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체는, 산화 니오브를 함유하지 않는 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체와 비교해 100~400MHz의 주파수 대역에 있어서의 반사 감쇠량이 향상하는 경향이 있다.
본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에 있어서는, 더욱이 부성분으로서 산화 바나듐을 V2O5 환산으로 50~500중량ppm 함유하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 100~400중량ppm 함유한다. 산화 바나듐을 특정량 함유한 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체는 산화 바나듐을 함유하지 않는 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체와 비교해 내치핑성이 향상하는 경향이 있다.
또, 각각 상기의 함유량의 범위 내에서, 산화 니오브와 산화 바나듐을 모두 동시에 함유해도 상관없다.
본 실시형태에 따른 페라이트 조성물에는, 상기한 주성분 및 부성분 이외의 부성분이 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체의 성능의 발휘를 방해하지 않는 정도로 더 포함될 수 있다. 해당 부성분의 함유량에 특히 제한은 없지만, 예를 들면 주성분 100중량%에 대해서, 수 중량ppm~수백 중량ppm 정도이다. 해당 부성분은, 예를 들면 원료 중의 불가피적 불순물로서 포함될 수 있다.
해당 부성분은, 구체적으로는, B, C, P, S, Cl, As, Se, Br, Te, I나, Li, Na, Mg, Al, K, Ga, Ge, Sr, Cd, In, Sn, Sb, Ba, Pb, Bi 등의 전형 금속 원소나, Sc, Ti, Cr, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Mo, Pd, Ag, Hf, Ta 등의 천이 금속 원소를 포함하는 단체 또는 화합물을 들 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물의 제조 방법의 일례를 설명한다.
먼저, 출발 원료(주성분의 원료 및 부성분의 원료)를 소정의 조성비가 되도록 칭량하고 혼합하여 원료 혼합물을 얻는다. 혼합하는 방법으로서는, 예를 들어, 볼 밀을 사용해 실시하는 습식 혼합이나, 건식 믹서를 사용해 실시하는 건식 혼합을 들 수 있다. 또한, 평균 입경이 0.1~3μm인 출발 원료를 사용하는 것이 바람직하다.
주성분의 원료로서는, 산화철(α－Fe2O3), 산화아연(ZnO), 산화망간(Mn3O4), 혹은 복합 산화물 등을 사용할 수 있다. 더욱이, 소성에 의해 상기한 산화물이나 복합 산화물이 되는 각종 화합물 등을 사용할 수 있다. 소성에 의해 상기 산화물이 되는 것으로서는, 예를 들어, 금속 단체, 탄산염, 옥살산염, 질산염, 수산화물, 할로겐화물, 유기 금속 화합물 등을 들 수 있다. 또 주성분 중의 산화망간의 함유량은 MnO 환산으로 계산되지만, 주성분의 원료로서는, Mn3O4가 바람직하게 사용된다.
부성분의 원료로서는, 주성분의 원료의 경우와 마찬가지로, 산화물 뿐만 아니라 복합 산화물이나 소성 후에 산화물이 되는 화합물을 사용할 수 있다. 산화규소의 원료로서는 SiO2를, 산화칼슘의 원료로서는 CaCO3를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 산화 니오브의 원료로서는 Nb2O5를, 산화 바나듐의 원료로서는 V2O5를 사용하는 것이 바람직하다.
다음에, 원료 혼합물의 예비소성을 하여 예비소성 재료를 얻는다. 예비소성은 원료의 열분해, 성분의 균질화, 페라이트의 생성, 소결에 의한 초미분의 소실과 적당한 입자 크기로의 입성장 일으키고, 원료 혼합물을 후속 공정에 적절한 형태로 변환하기 위해서 행해진다. 이러한 예비소성는, 바람직하게는 800~1100℃의 온도로, 통상 1~3시간 정도 실시한다. 예비소성은 대기(공기) 중에서 실시해도 좋고, 대기 중보다 산소 분압이 높은 분위기나 순산소 분위기에서 실시해도 좋다. 또한, 주성분의 원료와 부성분의 원료의 혼합은, 예비소성 전에 실시해도 좋고, 예비소성 후에 실시해도 좋다.
다음에, 예비소성 재료를 분쇄하여 분쇄 재료를 얻는다. 분쇄는, 예비소성 재료의 응집을 부셔 적절한 소결성을 갖는 분체로 하기 위해 진행한다. 분쇄 방법에 특히 제한은 없지만, 예비소성 재료가 큰 덩어리를 형성하고 있는 경우에는, 조분쇄(coarse crushing)를 한 다음 볼 밀이나 아트리토 등을 이용해 습식 분쇄를 하는 것이 바람직하다. 습식 분쇄를 행하는 경우에는, 예비소성 재료의 평균 입경이 바람직하게는 1~2μm정도가 될 때까지 한다.
다음에, 분쇄 재료의 조립(造粒)(과립)을 하여, 조립물을 얻는다. 조립은 분쇄 재료를 적당한 크기의 응집 입자로 하고, 성형에 적절한 형태로 변환하기 위해 실시된다. 조립법에는 특히 제한은 없지만, 예를 들어, 가압 조립법이나 분무 건조법 등을 들 수 있다. 분무 건조법이란, 분쇄 재료에, 폴리비닐 알코올 등 통상 사용되는 결합제를 가한 후, 분무 건조기 중에서 무화하고, 저온 건조해 조립물을 얻는 방법이다.
다음에, 조립물을 소정 형상으로 성형하여 성형체를 얻는다. 조립물의 성형법으로서는, 특히 제한은 없지만, 예를 들어, 건식 성형법, 습식 성형법, 압출 성형법 등을 들 수 있다. 건식 성형법이란 조립물을 금형에 충전하여 압축 가압(프레스)하여 실시하는 성형법이다.
다음에, 성형체의 본소성을 하여, 소결체(본 실시형태의 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체)를 얻는다. 본소성은, 다수의 공극을 포함하고 있는 성형체의 분체 입자 간에, 융점 이하의 온도로 분체가 응착하는 소결을 일으켜 치밀한 소결체를 얻기 위해서 실시된다. 이러한 본소성은, 바람직하게는 900~1300℃의 온도로 통상 2~5시간 정도 실시한다. 본소성 후의 냉각 시에 산소 분압을 제어하는 것이 바람직하며, 구체적으로는, 1000℃ 이하에서는 질소(N2) 분위기가 되도록 산소 분압을 제어하는 것이 바람직하다. 또한 본소성을 1000℃ 이하로 하는 경우에는, 냉각 개시 전에는 질소(N2) 분위기가 되도록 산소 분압을 제어하는 것이 바람직하다.
이러한 공정을 거쳐, 본 실시형태에 따른 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체는 제조된다.
또한, 본 실시형태에 따른 전파 흡수체는, 판 모양의 타일 형상을 이루도록 구성되는 것이 전파 흡수 성능 면에서 바람직하지만, 형상에 제한은 없으며, 원통형, 각뿔형, 원추형, 격자무늬 타일 형상, 사다리형 등의 형상을 이루도록 구성되어도 좋다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
이하, 본 발명을 보다 더 상세한 실시예에 근거해 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다.
실험예 1
우선, 주성분의 원료로서 Fe2O3, ZnO 및 Mn3O4를 준비했다. 부성분의 원료로서 SiO2, CaCO3, Nb2O5 및 V2O5를 준비했다.
다음에, 준비한 주성분 및 부성분의 원료의 분말을 칭량한 후, 볼 밀로 5시간 습식 혼합하여 원료 혼합물을 얻었다.
다음에, 얻어진 원료 혼합물을 공기 중에서 950℃에서 2시간 예비소성하여 예비소성 재료로 한 후, 볼 밀로 20시간 습식 분쇄하여, 평균 입경이 1.5μm인 분쇄 재료를 얻었다.
다음에, 이 분쇄 재료를 건조한 후, 상기 분쇄 재료 100중량%에, 바인더로서의 폴리비닐알코올을 1.0중량% 첨가하여 조립하고, 20 메쉬의 체로 정립하여 과립으로 했다. 이 과립을 196MPa(2ton/cm2)의 압력으로 가압 성형하여, 토로이달 형상(치수=외경 24mm×내경 12mm×두께 6mm)의 성형체 및 원주형(치수=직경 25mm, 높이 12mm)의 성형체를 얻었다.
다음에, 이들 각 성형체를, 산소 분압을 적당히 제어하면서, 1300℃에서 3시간 소성하여, 소결체로서의 토로이달 코어 샘플 및 원주형 샘플을 얻었다. 얻어진 토로이달 코어 샘플에 대해, 형광 X선분석을 하고, 토로이달 코어 샘플의 조성을 측정했다. 또, 이 시점에서 각 시료에 대해 비정상 입성장의 유무를 관찰했다. 비정상 입성장이 관찰된 시료에 대해서는, 이하의 물성값의 측정은 필요없어 실시하지 않았다. 비정상 입성장의 관찰은, 현미경(×100~500)에 의해 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
라트라 값
상기의 원주형 샘플에 대해, 라트라 시험을 실시하여 라트라 값을 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 라트라 값은 페라이트 조성물의 내치핑성을 나타내는 지표이며, 라트라 값이 작을 수록 내치핑성이 뛰어나다. 본 실시예에서는, 라트라 값은 0.50% 이하를 양호로 했다.
또한, 라트라 시험은 이하의 요령으로 진행했다. 우선, 시험에 사용하는 3개의 원주형 샘플의 시험 전의 중량(W1)을 측정했다. 그 다음에, 3개의 원주형 샘플을 내부에 방해판을 가지는 직경 약 10 cm의 포트(라트라 시험기)에 넣었다. 그리고, 회전수 100rpm, 회전 시간 10 분의 조건으로 포트를 회전시켰다. 그 다음, 3개의 원주형 샘플의 중량(W2)을 측정했다. 원주형 샘플의 중량의 감소율을 구하고, 이것을 라트라 값으로 했다. 즉, 라트라 값은 하기 식(4)에 의해 산출되었다.
라트라 값(%)=100×(W1－W2)/W1 …(4)
정합 두께
상기 원주형 샘플로부터 외경 19.9mm, 내경 8.7mm, 두께 7mm의 토로이달 형상으로 잘라내 가공된 샘플을 동축 관 내에 삽입한 상태로, 네트워크 애널라이저(Agilent8753C)를 사용해 실온(25±1℃)에서 각 실시예 및 비교예의 물성 정수μ’r,μ”r,ε’r,ε”r를 측정했다. 물성 정수μ’r,μ”r,ε’r,ε”r를 식(1)에 대입하여 규격화 입력 임피던스(Zin)를 구했다.
물성 정수로부터 구한 규격화 입력 임피던스(Zin)를 스미스 차트에 플롯했다. 플롯이 스미스 차트의 중심을 통과할 때, 즉, 이론상, 완전무반사가 되는 주파수가 존재할 때의 재료 두께(d)를 정합 두께(d0)(mm)로 했다. 본 실시예에서는 정합 두께(d0)는 5.5mm 이하를 양호로 했다.
반사 감쇠량
각 실시예 및 비교예에 대해, 상기 원주형 샘플로부터 외경 19.9mm, 내경 8.7mm, 두께(d0)(mm)의 토로이달 형상으로 잘라내 가공된 샘플을 동축 관 내에 삽입한 상태로, 네트워크 애널라이저(Agilent8753C)를 사용해 실온(25±1℃)에서 100MHz, 200MHz, 400MHz에서의 반사 계수(S)를 측정했다.
얻어진 반사 계수(S)를 식(3)에 대입하여 반사 감쇠량(Ref)(dB)을 산출했다. 본 실시예에서는, 반사 감쇠량은 100~400MHz의 범위 내에서 20.0dB 이상을 양호로 했다.
최초 투자율(1kHz)
상기 토로이달 형상(치수=외경 24mm×내경 12mm×두께 6mm)의 성형체를 소결 하여 얻은 상기 소결체로서의 토로이달 코어 샘플에 대해 LCR 미터를 사용하여, 실온(25±1℃), 주파수 1 kHz에서 최초 투자율(μi)을 측정했다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 페라이트 조성물에서, 주성분인 Fe2O3, MnO 및 ZnO의 함유량 및 부성분인 SiO2 및 CaO의 함유량이 본 발명의 범위 내인 경우(실시예 1~20)에는 100MHz~400MHz의 주파수 대역에서 20.0dB 이상의 높은 반사 감쇠량이 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
이것에 대해, 표 1에 나타내는 바와 같이, 페라이트 조성물에서, Fe2O3의 함유량이 소정의 범위 내보다 작은 경우(비교예 1)에는, 400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 악화하였다. 또, ZnO의 함유량이 소정의 범위 내보다 작은 경우(비교예 2)에는, 100MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 악화하였다. 더욱이 ZnO의 함유량이 소정의 범위 내보다 큰 경우(비교예 3)에는, 400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 악화하였다. 또, Fe2O3의 함유량이 소정의 범위 내보다 큰 경우(비교예 4)에는 100MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 악화하였다.
또, 페라이트 조성물에 있어서, SiO2의 함유량이 소정의 범위 내보다 작은 경우(비교예 5) 및 CaO의 함유량이 소정의 범위 내보다 작은 경우(비교예 7)에는 100MHz~400MHz에 있어서의 반사 감쇠량 및 라트라 값이 악화하였다. SiO2의 함유량이 소정의 범위 내보다 큰 경우(비교예 6) 및 CaO의 함유량이 소정의 범위 내보다 큰 경우(비교예 8)에는 비정상 입성장이 관찰되었다.
더욱이, Fe2O3=43.0 mol%에서 ZnO의 농도만을 변화시킨 실시예 5(ZnO=17.0 mol%), 실시예 6(ZnO=18.0 mol%), 실시예 7(ZnO=18.5 mol%)보다 ZnO의 농도를 저하시킨 경우에는, 주파수 400MHz에서의 반사 감쇠량이 증가하고 흡수 특성이 향상하고 있는 경향을 볼 수 있었다.
또, 표 1에 나타내는 바와 같이, 페라이트 조성물에 있어서, Nb2O5를 소정의 범위 내로 첨가한 경우(실시예 14~16)에는 100~400MHz에서의 반사 감쇠량이 Nb2O5를 첨가하지 않는 경우(실시예 6)보다 향상했다. 또, Nb2O5를 소정의 범위 내로 첨가함으로써 정합 두께를 5.0mm~5.5mm로 조정할 수 있었다. V2O5를 소정의 범위 내로 첨가한 경우(실시예 17~19)에는 라트라 값이 V2O5를 첨가하지 않는 경우(실시예 6)보다 향상했다. 또, V2O5를 소정의 범위 내로 첨가함으로써 정합 두께를 5.0mm~5.5mm에 조정할 수 있었다. Nb2O5와 V2O5를 모두 첨가한 경우(실시예 20)는 Nb2O5 및 V2O5를 첨가하지 않는 경우(실시예 6)에 비해 100~400MHz에 있어서의 반사 감쇠량이 동등 이상이 되고, 라트라 값이 향상했다.
실험예 2
실시예 6(Fe2O3=43.0 mol%, ZnO=18.0 mol%), 실시예 8(Fe2O3=43.5 mol%, ZnO=19.0 mol%) 및 비교예 3(Fe2O3=45.5 mol%, ZnO=20.5 mol%)의 조성과 정합 두께를 갖는 소결체 시료에 대해 10~1000MHz의 사이에서 주파수를 변화시키면서 반사 감쇠량을 측정하고, 반사 감쇠량의 변화를 관찰했다. 주파수 이외는 실험예 1과 동일한 조건으로 측정을 했다. 결과를 도 1에 나타낸다.
[도 1]
도 1로부터, 주성분 Fe2O3 및 ZnO의 농도를 저하시키면, 반사 감쇠량의 변화를 나타내는 그래프가 고주파수 측으로 쉬프트 한다. 그리고, 반사 감쇠량의 변화를 나타내는 그래프가 고주파수 측으로 쉬프트함으로써, 주파수 400MHz에서의 반사 감쇠량이 증가하고, 흡수 특성이 향상한다.
실험예 3
실험예 1의 실시예 8로부터, 1 kHz에서의 최초 투자율이 높아지도록 부성분량 등을 변경하여 소결체로서의 토로이달 코어 샘플 및 원주형 샘플을 얻어 Ref(dB), 정합 두께 및 라트라 값를 측정했다. 측정 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예 11에 따른 페라이트 조성물은, 주파수 100MHz, 400MHz에서의 흡수 특성이 20dB를 크게 밑돌고, 라트라 값이 0.5%를 크게 웃돈다. 따라서, 비교예 11에 따른 페라이트 조성물은 전파 흡수체용 페라이트 조성물로서는 바람직하지 않다.
Claims (7)
- 산화철을 Fe2O3 환산으로 39.0~45.0몰%, 산화아연을 ZnO 환산으로 16.0~20.0몰%를 함유하고, 잔부가 산화망간으로 구성되는 주성분을 가지고, 상기 주성분 100중량%에 대해, 부성분으로서 적어도 산화규소를 SiO2 환산으로 50~200중량ppm, 산화칼슘을 CaO 환산으로 200~2500중량ppm 함유하는 전파 흡수체용 페라이트 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
부성분으로서 산화 바나듐을 V2O5 환산으로 50~500중량ppm 함유하는 전파 흡수체용 페라이트 조성물. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
부성분으로서 산화 니오브를 Nb2O5 환산으로 50~500중량ppm 함유하는 전파 흡수체용 페라이트 조성물. - 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항 기재의 페라이트 조성물로 구성되는 전파 흡수체.
- 제 4 항에 있어서,
100MHz의 전파에 대한 반사 감쇠량, 200MHz의 전파에 대한 반사 감쇠량 및 400MHz의 전파에 대한 반사 감쇠량이 모두 20dB 이상인 전파 흡수체. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
정합 두께가 5.5mm 이하인 전파 흡수체. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
판 모양의 타일 형상을 이루는 전파 흡수체.
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