TW201620705A - 錐型複合金屬複合材料及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種錐型複合金屬複合材料，包含：錐型複合金屬，係在片狀金屬基材上形成多個錐型金屬奈米棒，以及光固化環氧樹脂或光固化聚甲基丙烯酸甲酯的高分子材料，將錐型複合金屬與光固化樹脂摻混形成錐型複合金屬複合材料，使其具有電磁波屏蔽及吸收的效果，以及減低目標物紅外線熱輻射的功效。

Description

錐型複合金屬複合材料及其製作方法
本發明係關於一種錐型複合金屬複合材料，特別是一種具有電磁波屏蔽及吸收功能的錐型鋁鐵複合材料，其中，所述的電磁波係針對於毫米波及中紅外線的波段。
電磁輻射可按照頻率及波長分類，從低頻率到高頻率，從高波長到低波長，包括無線電波(波長範圍介於1毫米(mm)至1公里(km)，頻率範圍介於300GHz至3Hz)、微波(波長範圍介於1mm至1m，頻率範圍介於300GHz至3MHz)、紅外線(波長範圍介於750nm至1mm，頻率範圍介於450THz至300GHz)、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等。然而，從高頻率到低頻率，無線電波又可細分為甚高頻(VHF,very high frequency)、高頻(HF,high frequency)、中頻(MF,medium frequency)、低頻(LF,low frequency)、甚低頻(VLF,very low frequency)、特低頻(ULF,ultra low frequency)、超低頻(SLF,super low frequency)、極低頻(ELF,extremely low frequency)，微波又可細分為極高頻(EHF,extremely high frequency)、超高頻(SHF,super high frequency)及特高頻(UHF,ultra high frequency)，紅外線又可細分為近紅外線(NIR,near infrared)、中紅外線(MIR,mid infrared)及遠紅外線(FIR,far infrared)。
隨著科技日益進步，通訊產品的規格也日益提升，受到電磁波干擾(electromagnetic interference,EMI)的問題也就日益增多，以民用系統來說，近來各種電機電子設備的數位化、高頻化所產生的電磁波干擾，例如3C產品，容易影響到其他儀器的運作或損壞，因此，為了避免電磁波干擾，會利用電磁波 吸收材料貼附在IC晶片、傳輸線、電纜線、電路板或機殼上；以軍用系統來說，最常應用在匿蹤技術(Stealth technology)，由雷達發射無線電波束，碰到目標後，雷達波束就反射到雷達接收裝置，由此來測定目標的距離、方位和高度等參數，故有反雷達偵測及反紅外線偵測的名詞出現。
以往使用電磁波屏蔽或吸收的波段大部分係位於無線電波範圍，例如對電腦組件會造成影響的電磁波範圍係介於450kHz至1GHz，一般電子工業則係介於500kHz至10MHz的電磁波範圍會產生較大的影響，軍用系統則較常使用微波應用於防空、導彈及目標測量等。以目前來說，不論是民用或軍用系統，很少利用到微波高頻區的毫米波段，此波段相較於微波雷達偵測，毫米波可提高雷達的角分辨能力和測角精度，並且有利於抗電子干擾、雜波干擾等優點，故逐漸被應用在民用及軍用系統中，包括地形跟蹤、導彈引信、船用導航、對低空飛行目標、地面目標和外太空目標進行監測等方面。
反紅外線熱輻射偵測在軍事應用上也是另一重要工作，為了減少目標被紅外線熱輻射偵測到的機會，除了在飛機結構上做改善，或是降低飛機外層環境溫度，塗覆或裝設一紅外線吸收材也是常用的方法。
但目前甚少同時具有電磁波屏蔽及吸收的材料、在毫米波波段具有屏蔽及吸收的材料、以及同時具有毫米波屏蔽及吸收和降低目標物中紅外線熱輻射材料的公開資料，因此，本發明提供一種同時具有毫米波屏蔽及吸收且可降低目標物中紅外線熱輻射的材料，可廣泛應用於軍用匿蹤科技、電子設備、航太科技及民生用品等。
為了解決上述問題，本發明提供一種錐型複合金屬複合材料，包含：一錐型複合金屬，係在片狀金屬基材上形成多個錐型金屬奈米棒；以及高分子材料，高分子材料為光固化樹脂，光固化樹脂可為光固化環氧樹脂或光固化聚甲基丙烯酸甲酯，將錐型複合金屬與光固化樹脂摻混形成錐型複合金屬複合材料，使其具有電磁波屏蔽及吸收的效果，以及減低目標物紅外線熱輻射的功 效。
其中，多個錐型金屬奈米棒的材質係鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁中之一種金屬。
其中，片狀金屬基材的材質係鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁中之一種金屬，且粒徑為1~500微米。
其中，多個錐型金屬奈米棒具有介於5nm~100nm的高度，以及5nm~10nm的長度和寬度。
其中，片狀金屬基材具有一全粗糙度Rz(DIN)介於30~40。
其中，環氧樹脂包含雙酚A環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、氫化雙酚A環氧樹脂、羥甲基雙酚A環氧樹脂、聚醚環氧樹脂、聚氨酯改性環氧樹脂、聚矽氧烷改性環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和雜環環氧樹脂其中的一種。
其中，錐型複合金屬複合材料具有電磁波屏蔽及吸收的波段係位於中紅外線區波段及無線電波的極高頻區波段。
一種錐型鋁鐵複合金屬複合材料的製作方法，步驟如下：(1)取片狀鋁粉置於燒杯中，並加入去離子水攪拌形成鋁液。(2)將氯化鐵溶於去離子水中形成氯化鐵溶液。(3)將鹽酸溶液加入鋁液中反應，待反應結束後，將氯化鐵溶液加入鋁液中形成錐型鋁鐵複合金屬，其中，片狀鋁粉表面上形成多個錐型奈米鐵。(4)進行抽氣過濾及水洗。(5)將錐型鋁鐵複合金屬與光固化環氧樹脂摻混形成錐型鋁鐵複合金屬複合材料。
1‧‧‧錐型複合金屬
10‧‧‧錐型金屬奈米棒
20‧‧‧片狀金屬基材
a‧‧‧吸波膠片基材
b‧‧‧PMMA/15%Al
c‧‧‧PMMA/20%Al
d‧‧‧PMMA/15%Al-Fe
e‧‧‧PMMA/20%Al-Fe
f‧‧‧Epoxy/20%Al-Fe
100~103‧‧‧錐型鋁鐵複合金屬的製作步驟
200~201‧‧‧錐型鋁鐵複合材料的製作步驟
第1圖表示本發明所揭露的錐型複合金屬之截面示意圖。
第2圖係本發明錐型鋁鐵複合金屬的原子力顯微鏡表面型態探測圖。
第3圖係本發明錐型鋁鐵複合金屬製作方法的流程圖。
第4圖係本發明聚甲基丙烯酸甲酯錐型鋁鐵複合材料的毫米波反射損失圖。
第5圖係本發明環氧樹脂錐型鋁鐵複合材料的毫米波反射損失圖。
第6圖係本發明錐型鋁鐵複合材料製作方法的流程圖。
本發明之錐型鋁鐵複合材料的用途及所利用電磁波屏蔽及吸收的基本原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述，僅針對本發明的錐型鋁鐵複合材料中之各組份的特殊功能實現進行詳細說明。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構及功能示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，盍先敘明。
本發明所述之錐型鋁鐵複合材料並不限定應用於軍用系統，依據相同原理，也可適用於電子產品、衣料、建築及民生用品等需要電磁波屏蔽和吸收，以及減低目標物紅外線熱輻射的物體，以下所述主要以航太及軍事的技術領域作描述。
本發明所述之用語“電磁波屏蔽”係指利用材料高的導電性使入射電磁波產生反射或折射，防止其進入材料內部，例如以戰鬥機或轟炸機為例，為了防止外來信號干擾通訊和控制系統，需要具備電磁波屏蔽的功能。而“電磁波吸收”係指通過諧振、電損耗和磁損耗等方式將入射雷達波轉換成熱能而損耗掉，以減少電磁波的反射率，例如以戰鬥機或轟炸機為例，為了避免被敵方雷達過早發現，提高生存和突擊能力，希望它具有電磁波吸收的效果。“毫米波”又稱極高頻(EHF,extremely high frequency)，頻率範圍介於30GHz至300GHz，波長範圍介於1mm至10mm。“中紅外線(MIR,mid infrared)”的波長範圍介於3μm至50μm。“光自由基聚合”係指通過光作用於對光敏感的化合物上，使其發生一系列的光物理或光化學反應，生成活性物質自由基，在自由基的引發下，可聚合單體發生聚合反應，最終將液態的樹脂轉化為固態的高分子材料。
請參考第1圖。第1圖表示本發明所揭露的錐型複合金屬之截面示意圖。在第1圖中，錐型複合金屬1包含片狀金屬基材20以及多個錐型金屬 奈米棒10，其中多個錐型金屬奈米棒10設置在片狀金屬基材20上，多個錐型金屬奈米棒10之間成間隔排列，各錐型金屬奈米棒10之間距離並不相等，較佳情況下，各錐型金屬奈米棒10之間具有相等的距離。接著請參考2圖，第2圖為本發明錐型鋁鐵複合金屬的原子力顯微鏡(AFM，atomic force microscopy)表面型態探測圖。在第2圖中，錐型金屬奈米棒10成長的高度介於5nm~100nm，成長的長度及寬度皆介於5nm~10nm，其長度及寬度係指錐型金屬奈米棒10與片狀金屬基材20之間接觸面積的邊長，可依據不同實驗條件下，調整錐型金屬奈米棒10的高度。較佳實施例下，錐型金屬奈米棒10的高度介於30nm~40nm。錐型金屬奈米棒10可為鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁等金屬材質，較佳實施例下，錐型金屬奈米棒10係錐型奈米鐵；片狀金屬基材20可為鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁等金屬材質，片狀金屬基材20的粒徑可為1~500微米，較佳實施例下，片狀金屬基材20係片狀鋁粉。其中，單一片狀金屬基材20上並不限定只有形成一種錐型金屬奈米棒10的材質，也可以係鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁等兩種以上金屬材質所構成。依據不同製備條件下來控制錐型金屬奈米棒10形成的數量及每個金屬奈米棒10的成長高度，使片狀金屬基材20上的錐型金屬奈米棒10具有全粗糙度Rz(DIN)，在其中一個實驗條件下，全粗糙度的數值介於30~40，且每單位平方微米的片狀金屬基材20的面積上具有1至2個錐型金屬奈米棒10。在此實施例中，全粗糙度Rz(DIN)的計算方式為：在片狀金屬基材20上取五個樣本的錐型金屬奈米棒10長度的平均全粗糙高度，也就是取五個錐型金屬奈米棒10的高度並取平均值，而得到數個平均值會產生一範圍的值。具有片狀金屬基材20及錐型金屬奈米棒10特殊結構的錐型複合金屬1，其具有電磁波屏蔽及吸收效果，且其具有減低目標物紅外線熱輻射的功效。
接著，請參考第3圖。第3圖係表示錐型鋁鐵複合金屬製作方法的流程圖。製作方法的步驟如下：步驟100：取片狀鋁粉置於燒杯中，並加入去離子水攪拌形成鋁液，片狀鋁粉的粒徑可為1~500微米。步驟101：將氯化鐵(FeCl3)溶於去離子水中形成氯化鐵溶液。步驟102：將鹽酸溶液加入鋁液中反 應，待反應結束後，將氯化鐵溶液加入鋁液中形成鋁鐵複合金屬，其中，在片狀鋁粉表面上會形成多個錐型奈米鐵，根據不同實驗條件，可調整錐型奈米鐵的高度，錐型奈米鐵具有介於5nm~100nm的高度，較佳情況下，錐型奈米鐵的高度為30nm~40nm。步驟103：進行抽氣過濾及水洗。
本發明還提供一種錐型鋁鐵複合材料，包含錐型鋁鐵複合金屬及高分子材料，藉由加入15wt%至20wt%錐型鋁鐵複合金屬至高分子材料中進行摻混形成錐型鋁鐵複合材料，本發明所述的錐型鋁鐵複合金屬及高分子材料皆具有電磁波屏蔽及吸收的效果，以及減低目標物紅外線熱輻射的功效，特別係針對於毫米波及中紅外線的波段具有佳的效果。於本實施例中，高分子材料為光固化樹脂，係為聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate),PMMA)或環氧樹脂(Epoxy)，所述的環氧樹脂包含雙酚A環氧樹脂(Bisphenol A epoxy resin)、雙酚S環氧樹脂(Bisphenol S epoxy resin)、雙酚F環氧樹脂(Bisphenol F epoxy resin)、雙酚P型環氧樹脂(Bisphenol P epoxy resin)、氫化雙酚A環氧樹脂(Hydrogenated bisphenol A epoxy resin)、羥甲基雙酚A環氧樹脂(hydroxymetyyl Bisphenol A epoxy resin)、聚醚環氧樹脂(polyether epoxy resin)、聚氨酯改性環氧樹脂(Polyurethane modified epoxy resin)、聚矽氧烷改性環氧樹脂(polysiloxane modified epoxy resin)、酚醛環氧樹脂(Novolac epoxy resin)、脂肪族環氧樹脂(Aliphatic epoxy resin)和雜環環氧樹脂(Heterocylic epoxy resin)其中的一種。此外，環氧樹脂也可以透過催化均聚(catalytic homopolymerization)與自身聚合，或與其他共反應物包括多官能胺、酸(或酸酐)、酚類、醇類和硫醇聚合，形成各種官能化聚合物。另外，錐型鋁鐵複合材料可視情況調整黏度、反應性或操作性等，進一步添加固化劑、促進劑、改性劑、稀釋劑、填料等成分。
光固化樹脂係利用紫外光自由基聚合反應形成固化樹脂，具有以下優點：
(1)節省能源：光聚合過程能量消耗只需保證活性化學配方在光照射引發下發生聚合交聯反應，不必對基材進行加熱，因此光聚合型塗料及油墨的能耗僅為 常規溶劑型塗料和油墨固化的1/5。
(2)環境友好：光聚合所採用的活性化學配方不含揮發性溶劑，屬於零排放技術，有利於環境保護。
(3)經濟高效：光聚合裝置緊湊，加工速度快，場地空間小，生產效率高。有助於提高產品性能，降低原材料消耗，提高了技術本身的競爭能力。
請參閱表1，表1係表示錐型鋁鐵複合材料的紅外線熱輻射吸收率。如表1所示，在3μm~5μm及8μm~12μm的中紅外線波段下，測試高分子及其複合材料是否有減少目標物紅外線熱輻射的效果，並利用調減式全反射(Attenuated Total Reflection,ATR)紅外光譜儀檢測後，在穿透率為零的狀況下由反射率換算其吸收率，而吸收率則視為減少目標物紅外線輻射率的效果。由於大氣中的水及二氧化碳等因素對熱輻射具有一定的衰減和干擾，但在3μm~5μm與8μm~12μm這兩個波段，大氣對熱輻射的吸收最弱，所以熱輻射在大氣下的穿透率高，使這兩個波段的熱輻射較容易被觀測，因此選用這兩個波段探討高分子及其複合材料對熱輻射率的影響。環氧樹脂由於具有特殊結構，使得固化後的結構具有明顯減少目標物紅外線熱輻射的功效，利用吸收紅外線使分子結構產生共振，降低目標物的紅外線放射率，相較於聚甲基丙烯酸甲酯，在3μm~5μm及8μm~12μm波段下，環氧樹脂的紅外線吸收率分別上升了7%及9.5%。另外，在進一步添加15至20%錐型鋁鐵複合金屬形成錐型鋁鐵複合材料後，環氧樹脂(Epoxy)錐型鋁鐵複合材料在3μm~5μm及8μm~12μm波段下，紅外線吸收率分別再進一步提升了3.2%及13.6%；而聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)錐型鋁鐵複合材料在3μm~5μm及8μm~12μm波段下，紅外線吸收率分別再進一步提升了10.2%及0.22%，顯示錐型鋁鐵複合金屬具有明顯減少目標物紅外線熱輻射的功效。其中，傳統材料的鋁金屬複合材料與錐型鋁鐵複合材料在紅外線吸收率的功效並無明顯差異，顯示本發明的錐型鋁鐵複合材料具有相當於傳統材料的效果。
請繼續參閱第4圖，係表示本發明PMMA錐型鋁鐵複合材料的毫米波反射損失圖。在第4圖中，bcde係分別在PMMA中添加不同比例鋁金屬(Al)及錐型鋁鐵複合金屬(Al-Fe)所製備的複合材料，並在極高頻區中(33GHz~37GHz)測試反射損失。結果顯示，當錐型鋁鐵複合金屬添加至20%時，在37GHz時具有最佳值，可達到反射損失-22dB，相較於吸波膠片基材a在37GHz時反射損失-9dB,20%錐型鋁鐵複合金屬添加量提升了144%。另外，相較於較佳值的20%鋁金屬添加量，在37GHz時反射損失-13.5dB，20%錐型鋁鐵複合金屬添加量提升了63%。由此可知，毫米波的能量在穿過光固化PMMA錐型鋁鐵複合材料後，在33GHz~37GHz區間內，毫米波被錐型鋁鐵複合金屬吸收具有極佳的效果。
請繼續參閱第5圖，係表示本發明Epoxy錐型鋁鐵複合材料的毫米波反射損失圖。在第5圖中，f係在Epoxy中添加20%錐型鋁鐵複合金屬所製備的複合材料，並在極高頻區中(33GHz~37GHz)測試反射，在37GHz時反射損失為-16.25dB，結果顯示，相較於第4圖中的20%錐型鋁鐵複合金屬添加量的反射損失-22dB，下降了25%，但並不表示Epoxy錐型鋁鐵複合材料不具優秀性質，根據表1所述，Epoxy相較於PMMA具有更佳的紅外線吸收率，因此，可根據不同需求選用不同高分子製備錐型鋁鐵複合材料，以能發揮錐型鋁鐵複合材料更大的用處為目的。
接著請參考第6圖。第6圖係表示本發明錐型鋁鐵複合材料製作 方法的流程圖。錐型鋁鐵複合材料製作方法步驟如下：步驟200：製備一錐型鋁鐵複合金屬，製備的方法與前述錐型鋁鐵複合金屬製作方法相同，在此不再贅述。步驟201：將錐型鋁鐵複合金屬與光固化樹脂摻混形成錐型鋁鐵複合材料，光固化樹脂的種類、結構、功能及性質與前述內容相同，也可視情況黏度、反應性或操作性等，進一步添加固化劑、促進劑、改性劑、稀釋劑、填料等成分。其中，在此實施例中步驟200並不只限定為錐型鋁鐵複合金屬，也可以是前面所述的任何一種錐型複合金屬1。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習所屬技術領域之技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧錐型複合金屬
10‧‧‧錐型金屬奈米棒
20‧‧‧片狀金屬基材

Claims (10)

  1. 一種錐型複合金屬複合材料，包含：一錐型複合金屬，該錐型複合金屬具有一片狀金屬基材及多個錐型金屬奈米棒，其中該些錐型金屬奈米棒在該片狀金屬基材上；以及一高分子材料，該高分子材料係一光固化環氧樹脂，該錐型複合金屬與該高分子材料摻混形成該錐型複合金屬複合材料。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該些錐型金屬奈米棒的材質係鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁中之一種金屬。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該片狀金屬基材的材質係鈦、鐵、鎳、銅、鋅、鋁中之一種金屬。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該些錐型金屬奈米棒具有介於5nm~100nm的高度。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該些錐型金屬奈米棒具有介於5nm~10nm的長度。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該些錐型金屬奈米棒具有介於5nm~10nm的寬度。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該片狀金屬基材具有一全粗糙度Rz介於30~40。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該環氧樹脂包含雙酚A環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、氫化雙酚A環氧樹脂、羥甲基雙酚A環氧樹脂、聚醚環氧樹脂、聚氨酯改性環氧樹脂、聚矽氧烷改性環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂和雜環環氧樹脂其中的一種。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述的錐型複合金屬複合材料，該錐型複合金屬複合材料具有電磁波屏蔽及吸收的波段係位於中紅外線區波段及無線電波的極高頻區波段。
  10. 一種錐型鋁鐵複合金屬複合材料的製作方法，包括：取一片狀鋁粉置於一燒杯中，並加入一去離子水攪拌形成一鋁液；將一氯化鐵溶於該去離子水中形成一氯化鐵溶液；將一鹽酸溶液加入該鋁液中反應，待反應結束後，將該氯化鐵溶液加入該鋁液中形成一錐型鋁鐵複合金屬，其中，該片狀鋁粉之一表面上形成多個錐型奈米鐵；進行抽氣過濾及水洗；以及將該錐型鋁鐵複合金屬與一光固化環氧樹脂摻混形成該錐型鋁鐵複合金屬複合材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI716155B (zh) * 2019-10-17 2021-01-11 國立清華大學 電容式匿蹤複合結構

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101927491B1 (ko) * 2016-09-02 2018-12-11 연세대학교 산학협력단 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어 복합 구조
CN107148209A (zh) * 2017-06-30 2017-09-08 朱燕萍 一种电磁屏蔽膜
US11040512B2 (en) 2017-11-08 2021-06-22 Northrop Grumman Systems Corporation Composite structures, forming apparatuses and related systems and methods
CN110093130A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 上海宝银电子材料有限公司 一种电磁屏蔽用导电银胶及其制备方法
CN109732101B (zh) * 2018-03-16 2021-11-23 南京林业大学 一种片状镍粉的制备方法
FR3119252B1 (fr) * 2021-01-26 2023-01-06 Commissariat A L’Energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de protection et de supervision d’un système électronique comprenant au moins un composant électronique. Procédé associé de protection et de supervision de l’intégrité du système électronique et du dispositif, et de brouillage d’attaques.
CN114142238B (zh) * 2021-11-12 2023-03-21 大连理工大学 一种基于多边形基元序构的微波/红外电磁兼容超材料及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344271B1 (en) * 1998-11-06 2002-02-05 Nanoenergy Corporation Materials and products using nanostructured non-stoichiometric substances
CN1980761B (zh) * 2004-07-08 2011-01-26 三菱麻铁里亚尔株式会社 金属微粒子的制造方法、通过该方法制得的金属微粒子以及含有该金属微粒子而成的组合物、光吸收材料、应用品
EP2058374B1 (en) * 2006-08-29 2013-03-27 Nippon Sheet Glass Company, Limited Pearlescent pigment
US9017808B2 (en) * 2008-03-17 2015-04-28 The Research Foundation For The State University Of New York Composite thermal interface material system and method using nano-scale components
WO2012174533A2 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Laterally aligned colloidal nanorods assemblies
CN103804976A (zh) * 2014-02-17 2014-05-21 浙江瑞成珠光颜料有限公司 一种具有环境清净力的珠光颜料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI716155B (zh) * 2019-10-17 2021-01-11 國立清華大學 電容式匿蹤複合結構

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