WO2012064125A1 - 유전성 손실시트를 활용한 전자파 흡수체, 형성 방법 및 이를 이용한 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개 - Google Patents

유전성 손실시트를 활용한 전자파 흡수체, 형성 방법 및 이를 이용한 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개 Download PDF

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electromagnetic wave
layer
dielectric
composite sheet
wave absorber
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김진봉
김병선
변준형
황병선
엄문광
박지상
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한국기계연구원
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Definitions

  • An electromagnetic wave absorber forming method utilizing the dielectric loss of the sheet and a rotary blade having a wind generators electromagnetic wave absorbing function using the same.
  • the present invention relates to an electromagnetic wave absorber for absorbing and shielding electromagnetic waves in a microwave, and more particularly, has a manufacturing and structural advantages of the Salisbury screen-type absorber, while having a wide absorption band while reducing the thickness of the support layer required for matching.
  • An electromagnetic wave absorber and a method of manufacturing the same are provided.
  • the present invention also relates to a rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function and a method for manufacturing the same, wherein a rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function utilizing a portion of the composite rotor blade as a dielectric support layer of the electromagnetic wave absorber; It relates to a manufacturing method thereof.
  • Electromagnetic shielding is a method of minimizing the amount of radio waves passing through a shielding material by reflecting or absorbing electromagnetic waves incident on the surface of the material .
  • Electromagnetic wave absorption is a method for minimizing the size of the electromagnetic wave reflected as well as the electromagnetic wave transmitted by converting and absorbing the electromagnetic wave incident on the surface of the material into thermal energy.
  • electromagnetic wave absorption is a more advanced technology as a material that can prevent secondary electromagnetic pollution caused by reflected electromagnetic waves.
  • the electrons and absorbers are additionally imposed on the existing structure, they must be thin, low in specific gravity, and wide in absorption bandwidth.
  • 1 is a graph showing the absorption performance of a resonant electromagnetic wave absorber having an increasing center frequency at 10 GHz.
  • the reflection loss is the largest at the center frequency, and the reflection loss decreases away from the center frequency, and thus has a constant absorption bandwidth.
  • the most widely used absorption bandwidth is the -10 db absorption bandwidth (-10 dB band width), which means that 90% of electromagnetic waves are absorbed by thermal energy.
  • Resonant electromagnetic wave absorbers are generally classified into absorbers in the form of Dallenbach layers and absorbers in the form of Salisbury screens, depending on their structural characteristics.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an absorber in the form of a Dallenbach layer according to the prior art.
  • the absorbing layer formed in front of the back layer of the absorbent in the form of Dallenbach layer is a conductive loss material, a magnetic loss material, a dielectric loss material, or both to reduce high frequency It is made of sintered materials and composites containing more than two kinds of losses, and its absorption mechanism is due to the high frequency loss characteristics of the materials constituting the absorption layer.
  • the absorbent layer thickness of the absorber in the form of the Dallenbach layer is generally several millimeters, and a large amount of material is required when used in a large area, and the thickness of the structure is reduced by using a material whose chemical and chemical properties are weakened due to the mixing of lossy materials. It has the disadvantage of increasing weight and being vulnerable to external mechanical and environmental influences.
  • [lambda] is the wavelength of the electromagnetic wave of air increase, and represents the wavelength of the electromagnetic wave inside the silver absorption layer.
  • the thickness of 4 ⁇ ⁇ ⁇ is a dimension necessary for the phase difference of the electromagnetic wave to be ⁇ / 2 while the electromagnetic wave incident from the boundary between the air and the absorbing layer is propagated to the back layer and reflected back to the boundary between the air and the absorbing layer.
  • the complex dielectric of the absorbing layer is the real part ( ⁇ ') and the imaginary part ( ⁇ ''), the real number of the complex investment
  • the combination of negative ( ⁇ ') and imaginary ( ⁇ '') causes additional retardation ( ⁇ ) when electromagnetic waves are transmitted or reflected at the boundary between the air and the absorbing layer.
  • the phase difference ( ⁇ ) is that the matching thickness (d) of the absorber in the form of the Dallenbach layer is ⁇
  • the absorbent body of the Salisbury screen shape the foam core and fiberglass reinforced composite material It can be composed of a support layer of dielectric with very low electromagnetic losses and a resistive sheet with a surface resistance of 377 ⁇ / SQ and a thickness of several iim to several tens of urns, compared with the absorber in the form of Dallenbach layer. There is an advantage of easy manufacturing.
  • the matching thickness (d) of the support layer of the absorber in the Salisbury screen form may be represented by the dielectric of the constituent material as ( ⁇ ), and may be represented by Equation 2 below.
  • Equation 2 is the wavelength of the electromagnetic wave in the air, ⁇
  • Figure 4 is a graph showing the relationship between the thickness of the support layer and the -10 dB absorption bandwidth in the Salisbury screen-type absorber having a center frequency at 10 GHz.
  • the absorption bandwidth of the Salisbury screen-type absorber is proportional to the thickness (d) of the support layer shown in [Equation 2].
  • the thickness is about 3.47 mm, and the bandwidth is 3.60 GHz.
  • E-Glass glass with dielectric ( ⁇ ) of about 6.0 When E-Glass glass with dielectric ( ⁇ ) of about 6.0 is used as the support layer, its thickness is about 3.06 mm, and the bandwidth at that time is 3.28 GHz.
  • the thickness of the Salisbury screen-type absorber is Dallenbach layer, because the dielectric constant of the support layer of the absorber in Salisbury screen form is smaller than the complex dielectric ( ⁇ ) and the complex investment ( ⁇ ) in the absorber layer in the form of Dallenbach layer. Larger than the thickness of the absorber in the form.
  • the absorption band width per unit thickness of the Salisbury screen type absorber is narrower than the absorption band width per unit thickness of the Dallenbach layer type absorber.
  • the present invention relates to an electromagnetic wave absorber including a composite sheet layer in which conductive powder is mixed.
  • the composite sheet layer and dielectric support layer of which the real and imaginary parts of complex permittivity are controlled are used to reduce the matching thickness and widen the electromagnetic wave absorption bandwidth.
  • An object of the present invention is to provide an electromagnetic wave absorber utilizing a dielectric loss sheet and a method of forming the same.
  • an object of the present invention is to provide a rotor blade for a wind generator having an electromagnetic wave absorption function that can minimize the radar interference by absorbing electromagnetic waves by utilizing a portion of the composite rotor blade as a dielectric support layer of the electromagnetic wave absorber.
  • the electromagnetic wave absorber according to the embodiment of the present invention for achieving the above object is disposed on a support layer for securing a space of resonance of electromagnetic waves, a high conductive back layer formed on the back of the support layer and the front of the support layer, It includes a dielectric loss type composite sheet layer having a complex dielectric to generate the electromagnetic wave reflected from the back layer and the resonance peak.
  • the dielectric loss-type composite sheet layer is characterized in that the conductive powder is formed to be dispersed in the polymer matrix is a composite sheet layer having a complex dielectric.
  • the complex dielectric constant is characterized in that the dielectric material of various sizes depending on the content of the conductive powder dispersed in the composite sheet layer and the shape of the powder, the inherent electrical conductivity of the powder, the surface state.
  • the complex dielectric constant is adjusted according to the thickness of the composite sheet layer It is done.
  • the complex dielectric constant is characterized in that it is adjusted according to the center frequency, the thickness of the support layer.
  • the complex permittivity is characterized in that the real part exceeds one.
  • the composite sheet layer is characterized in that the carbon black (Carbon Black), carbon nanofibers (Carbon Nano Fiber), carbon nanotubes (Carbon Nano Tube) is uniformly dispersed in the epoxy resin is applied to the glass fiber fabric.
  • the composite sheetworm is characterized by consisting of a compound containing a carbon nanomaterial.
  • the fiberglass fabric is a plain weave with a small difference between the weft and the warp, the cell forming the fabric is characterized in that the insulation mat for the PCB is small in thickness, thin.
  • the electromagnetic wave absorber according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is formed on a support layer for securing a space of resonance of electromagnetic waves, a highly conductive back layer formed on the back of the support layer and an upper portion of the support layer, And a plurality of composite sheet layers having a complex dielectric constant such that electromagnetic waves reflected from the highly conductive backing layer and resonance chokes are generated.
  • One of the plurality of composite sheet layers is characterized in that the carbon black, carbon nanofibers, carbon nanotubes are uniformly dispersed in the epoxy resin is applied to the glass fiber fabric.
  • Electromagnetic wave absorber for achieving the above object
  • the forming method includes the steps of forming a dielectric support layer for securing a space of resonance of electromagnetic waves, forming a highly conductive backing layer on the back of the dielectric support layer, and disposed on the front surface of the dielectric support layer, and reflecting from the highly conductive backing layer. And forming a dielectric loss type composite sheet layer having a complex dielectric to generate the electromagnetic waves and resonance peaks.
  • the dielectric loss-type composite sheet layer is characterized in that the conductive powder is formed to be dispersed in the polymer matrix is a composite sheet layer having a complex dielectric ⁇ the complex dielectric is contained in the composite sheet layer containing the conductive powder According to any one of the form of the powder, the inherent electrical conductivity of the powder, the surface state is characterized in that the dielectric of various sizes.
  • the complex dielectric constant is characterized in that it is adjusted according to the thickness of the composite sheet layer.
  • the complex dielectric constant is characterized in that it is adjusted according to the center frequency, the thickness of the support layer.
  • the thickness of the composite sheet layer is characterized in that it is adjusted according to the reinforcement frequency, the thickness of the support layer.
  • the complex permittivity is composed of a real part (e ') and an imaginary part (e "), characterized in that the value of the complex permittivity is greater than one.
  • the composite sheet layer uniformly disperses carbon black, carbon nanofibers, and carbon nanotubes in an epoxy resin. It is characterized in that it is applied to a glass fiber fabric.
  • the composite sheet layer is characterized by consisting of a compound containing a carbon nanomaterial.
  • the fiberglass fabric is a plain weave with a small difference between the weft and the warp, the cell forming the fabric is characterized by being formed of an insulating mat for a small, thin PCB thickness.
  • the rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function includes a rotor blade for a wind power generator comprising a composite of a sandwich structure in which an inner face material, a core material and an outer face material are laminated. It is characterized in that it comprises a resin permeable high conductivity back layer is inserted into the composite screen of the sandwich structure and the electromagnetic wave absorbing screen is laminated to the lower portion of the outer surface to reflect the electromagnetic waves.
  • the electromagnetic wave absorbing screen may be formed by coating an epoxy resin in which a carbon nano material is uniformly dispersed on a glass fiber fabric.
  • the carbon nano material may be any one of carbon black, carbon nanofibers, and carbon nanoleubes or a combination thereof.
  • the electromagnetic wave absorbing screen is a surface of the dielectric lossless composite sheet, 377 O / sq KR2011 / 008562 may be either a resistor sheet having a resistor or a circuit analog circuit.
  • the resin-permeable high-conductivity backing layer may be configured by stacking at least one carbon fiber fabric (Carbon Fabric).
  • the resin-permeable high-conductivity backing layer may be inserted into the outer surface material, inserted between the outer surface material and the core material, or inserted into the core system.
  • the core when the resin-permeable high-conductivity backing layer is inserted into the core, the core may be inserted at any position in the thickness direction of the core.
  • the resin permeable high conductivity backing layer may have a value of a permeability coefficient of the following equation for the flow of the liquid resin in the thickness direction of 1 to 10 "14 .
  • the resin-permeable high conductivity backworm may have an electromagnetic wave reflection of at least 95% or more.
  • the composite material of the sandwich structure is the inner face material and the outer face material is made of glass fiber reinforced composite material, the core material may be made of a non-conductive dielectric such as foam or balsa wood.
  • Method for producing a rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorption function is uniformly dispersed in a carbon nano material in an epoxy resin on a glass fiber fabric KR2011 / 008562 coating to form a screen for absorbing electromagnetic waves, selecting an insertion position of a carbon fabric used as a resin-permeable high-conductivity backing layer in the composite of the sandwich structure, and the resin-permeable high-tension Including a back layer, the inner surface material, core material and the outer surface material is laminated in order to form a composite of the sandwich structure, and characterized in that it comprises the step of laminating the composite material on the screen for absorbing electrons.
  • the method may further include laminating the electromagnetic wave absorbing screen on a mold surface.
  • the step of selecting the ten- ⁇ position of the resin-permeable high-conductivity backing layer in the composite material of the sandwich structure is inserted into the resin-permeable high-conductivity backing layer inside the outer surface material of the composite material, or the outer surface material and core It can be inserted in between, or inserted into the core material.
  • the resin-permeable high-conductivity rear layer when inserted into the core material, it may be inserted at an arbitrary position in the thickness direction of the core material.
  • the electromagnetic wave absorber and the method of manufacturing the same according to the present invention, it is possible to realize the electromagnetic wave absorber having a wide absorption bandwidth in preparation for the thickness of the support layer required for matching while retaining the manufacturing and structural advantages of the Salisbury screen-shaped absorber. It works.
  • the air vane for a wind power generator having a function of absorbing electromagnetic waves and a method of manufacturing the same according to the present invention absorb dielectric materials constituting a conventional rotary blade. 11008562 It is effective to minimize radar interference by using as a support layer for water bodies.
  • the present invention by using a portion of the composite rotor blade as a dielectric support layer of the electromagnetic wave absorber without adding a separate absorber that can absorb the electromagnetic wave can reduce the burden of manufacturing cost, process time and maintenance It works.
  • 1 is a graph illustrating absorption performance of a resonant electromagnetic wave absorber having a center frequency at 10 GHz.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an absorber in the form of a Dallenbach layer according to the prior art.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view of an absorber in the form of a Salisbury screen according to the prior art.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness of the support layer and the —10 dB absorption bandwidth when the Salisbury screen type absorber described in FIG. 3 has a scent frequency at 10 GHz.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the electromagnetic wave absorber using the dielectric loss sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates the design of an absorber having a center frequency of 10 GHz according to the thickness of the support layer when a dielectric loss-type composite sheet layer having a specific thickness of 0.2 mm and a glass fiber reinforced / epoxy laminated plate are used as the support layer.
  • a graph showing the complex genetics of the composites needed for.
  • FIG. 7 illustrates the complex dielectric properties of the dielectric lossy composite sheet layer shown in FIG. Is a graph.
  • FIG. 8 is a graph showing the complex dielectric properties of the composite sheet layer using carbon black, carbon nanofibers, and carbon nanofluids as conductive powders.
  • FIG. 9 is a reflection loss graph showing the electromagnetic wave absorbing performance of the 10 GHz center frequency electromagnetic wave absorber manufactured using a composite sheet layer using carbon black, carbon nanofibers, and carbon nanotubes as conductive powders.
  • FIG. 10 is a graph comparing the -10 dB absorption bandwidth and thickness of the electromagnetic wave absorber of FIG. 5 and the electromagnetic wave absorber of FIG.
  • FIG. 11 is an exemplary view illustrating an example in which the electromagnetic wave absorber illustrated in FIG. 5 is applied to a general structure.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the upper or lower airfoil of the rotary blade for a wind turbine with electromagnetic wave absorbing function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 and 14 are block diagrams of a method of manufacturing a wing blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a view schematically illustrating a cross section of a shape in which materials are disposed by using a SCRIMP shown in FIG. 3 in manufacturing a rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a graph showing the results of evaluating the electromagnetic wave reflection and transmission characteristics of the carbon fiber fabric used as the high conductivity back layer.
  • 17A to 17C are graphs showing the complex permittivity of the dielectric loss type electromagnetic wave absorption screen.
  • 18A to 18C are graphs of reflection bss showing electromagnetic wave absorption performance of a rotary blade for a wind power generator manufactured using a dielectric loss type electromagnetic wave absorption screen.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the electromagnetic wave absorber using the dielectric loss sheet according to the embodiment of the present invention.
  • the electromagnetic wave absorber 400 utilizing the dielectric loss sheet of the present invention includes a support layer 200, a highly conductive backing layer 100, and a composite sheet layer 300.
  • the support layer 200 may be a layer for securing a space for resonance of electromagnetic waves.
  • the highly conductive backing layer 100 may be formed on the backing of the support layer.
  • the composite sheet layer 300 is disposed on the front surface of the support layer, and has a complex dielectric constant at which electromagnetic waves reflected from the highly conductive backing layer 100 and resonance peaks may occur.
  • the composite sheet layer 300 is a polymer matrix in which conductive powder is dispersed, and has a complex dielectric of various sizes depending on the content of the conductive powder dispersed therein, the form of the powder, the inherent electrical conductivity of the powder, and the surface state. .
  • the incident wavelength When the incident wavelength is incident on the electromagnetic wave absorber 400, the incident wavelength depends on the characteristics of the composite sheet layer 300 (eg, the content of the dispersed conductive powder therein and the form of the powder, the electrical conductivity inherent in the powder, and the surface state).
  • the wavelength is separated into the wave si penetrated into the absorber and the reflected wave R reflected on the surface of the composite sheet layer 300.
  • the incident wavelength is incident into the electromagnetic wave absorber 400
  • the first internal wave si absorbed into the support layer 200 and the first internal wave at the incident wavelength are absorbed into the support layer 200 according to the characteristics of the composite sheet filler 300. Except for (si), it is divided into reflected waves (R) which are reflected into the air.
  • the crab internal wave si is repeated from the highly conductive backing layer 100.
  • the remaining wavelength (el) excluding the second internal wave (si) from the system 1 internal wave (si) is transmitted through the composite sheet layer (300) and propagated into air vapor. .
  • the second internal wave e2 is reflected back from the highly conductive backing layer 100 to generate the third internal wave s3, and the third internal wave s2 is generated from the second internal wave s2.
  • the remaining wavelength ( e 2) excluding the light is transmitted through the composite sheet layer 300 to the air.
  • the N-th internal wave sN-1 is reflected back from the highly conductive backing layer 100 to generate the Nth internal wave sN, and the N-th internal wave sN-1 is generated from the N-th internal wave sN-1.
  • the remaining wavelength (eN-1) excluding the N internal wave sN passes through the composite sheet layer 300 and propagates into the air. Therefore, the magnitude of the wavelength reflected back to the electromagnetic wave absorber 400 can be represented by R- (el + e2 + e3 + ... eN-1) (N is a natural number).
  • the composite sheet layer 300 is used when using carbon black (Carbon Black: CB), carbon nano tube (CNT), carbon nano fiber (CNF) round carbon nano material Depending on the material used, it can have various complex permittivity.
  • CB Carbon Black
  • CNT carbon nano tube
  • CNF carbon nano fiber
  • the highly conductive backing layer 100 may be formed in the form of a metal thin film.
  • FIG. 6 illustrates the design of an absorber having a center frequency of 10 GHz according to the thickness of the support layer when a dielectric loss-type composite sheet layer having a specific thickness of 0.2 mm and a glass fiber reinforced / epoxy laminated plate are used as the support layer.
  • a graph showing the complex genetics of the composites needed for. 62 it can be seen that as the thickness of the supporting layer becomes thicker, the real part ( ⁇ ') of the complex dielectric constant of the dielectric loss-type composite sheet layer is greatly reduced, and the imaginary part ( ⁇ '') is also partially reduced. .
  • the imaginary part ( ⁇ '') of the complex dielectric is 22.394, which corresponds to the sheet resistance of 377 ⁇ / sq according to Equation 3 below, considering the 0.2 mm sheet thickness when the frequency is 10 GHz.
  • the use of the dielectric loss-type composite sheet layer having a complex dielectric in the present invention refers to FIG. 3 according to the prior art.
  • Reduce the thickness of the support layer more It can be seen that it is advantageous to, and in particular, the larger the real part ( ⁇ ') of the complex dielectric constant, it can be seen that contributes to the reduction of the thickness of the support layer.
  • FIG. 7 is a graph showing complex dielectric properties according to the thickness of the dielectric loss type composite sheet layer shown in FIG. 5.
  • the thickness and complex dielectric of the dielectric loss type composite used in the present invention can be appropriately selected according to the center frequency of the electromagnetic wave absorber, the thickness of the support layer, and the dielectric.
  • the carbon block (CB), carbon nanofibers (CNF), carbon nano-lloves (MWNT) were mixed with epoxy resins at various contents to prepare test materials and to evaluate the electromagnetic properties of the test materials.
  • Carbon blacks (CB) used in the examples are described in LINZI HUAGUANG Chemical Ind. HG-1P of China (China), Carbon Nanofiber (CNF) is APPLIED SCIENCE Inc. PYROGRAF III (PR-19-XT-LHT) of USA (USA), and carbon nanotubes (MWNT) are manufactured by ILJIN NANOTECH Co. Ltd. The following describes CM-95 of (Korea) as an example.
  • the composite (30 is glass fiber fabric / epoxy laminate was applied.
  • the composite material 300 is produced by uniformly dispersing carbon black (CB), carbon nanofibers (CNF), and carbon nanofluids (MWNT) in an epoxy resin and applying it to a glass fiber fabric in order to produce a laminate.
  • CB carbon black
  • CNF carbon nanofibers
  • MWNT carbon nanofluids
  • the fiberglass fabric is a plain weave with a relatively small difference in fill and warp. 2011/008562
  • Insulation mat for # 110 PCB produced by Hankook Fiber Co., Ltd., which is a plane weave and has a small cell size and a small thickness per sheet.
  • the epoxy resin is mainly bisphenol-A based and aromatic amine curing agent, and is formed using a diluent and a small amount of reaction accelerator (accelerator) for facilitating the coating of the fabric.
  • the weight of the added carbon nanomaterial was 5.19 wt% for carbon black, 2.11 wt% for carbon nano fiber, and 4.71 wt% for carbon nano rebe.
  • the weight fraction of carbon nanomaterial can be expressed as the weight ratio of carbon nanomaterial to the weight of epoxy except diluent, and the R / C (resin content) in the composite was about 50%.
  • the absorber 400 is fabricated in a molding cycle that maintains the temperature at a pressure of 6 Torr, 30 minutes at 80 ° C., and 90 minutes at 125 ° C.
  • the composite sheet layers containing carbon black (CB), carbon nanofibers (CNF) and carbon nanotubes (MWNT) are 0.250 mm, 0.275 mm, and 0.252 mm, respectively.
  • the complex dielectric constant and complex investment for the three composite sheet layers 300 were first measured. Since the carbon nanomaterial is a conductive material, the complex permeability of the composite is 1, and the complex dielectric constant of the composite is measured using Agilent's vector network analyzer N5230A and 7 ⁇ coaxial tube. 8 is used as the carbon powder, carbon nanofibers, carbon nanotubes each as a conductive powder KR2011 / 008562 Graph showing the complex dielectric of the composite sheet layer.
  • FIG. 8A is a graph showing the complex dielectric properties of the dielectric loss type composite sheet layer containing carbon black (CB).
  • 8B is a graph showing the complex dielectric constant of the dielectric loss type composite sheet layer containing carbon nanofibers (CNF).
  • FIG. 8C is a graph showing the complex dielectric constant of the dielectric loss-type composite sheet layer containing carbon nano-leave (MWNT).
  • the weight loss of the dielectric loss type composite sheet layer containing black (CB) is 5.19 wt%
  • the weight loss of the dielectric loss type composite sheet layer containing carbon nanofibers (CNF) is 2.1%
  • the carbon nano The weight loss of the dielectric lossy composite sheet layer containing the tube (MWNT) may be 4.71 wt%.
  • the complex dielectric constant according to the kind and the frequency and weight of the compound sheet layer containing the compound (e.g., carbon black, carbon nanofibers, carbon nano-rubber) containing the compound sheet layer You can see that the real part and the imaginary part) values are different.
  • the support layer was configured by using a glass fiber reinforced / epoxy composite laminate (dielectric: 4.659-j0.171).
  • FIG. 9 is a graph showing reflection loss according to the frequency of the composite sheet layer using carbon black carbon nanofibers and carbon nanofluids as conductive powders.
  • FIG. 9A is a graph showing the reflection loss according to the frequency of the composite sheet layer using carbon black as the conductive powder.
  • 9 b is a graph showing the reflection loss according to the frequency of the composite sheet layer using carbon nanofibers as the conductive powder.
  • 9 c is a graph showing the reflection loss according to the frequency of the composite sheet layer using carbon nanotubes as the conductive powder.
  • the electromagnetic wave absorption performance of the 10 GHz center frequency electrons and absorbers manufactured using the three composite sheet layers are as follows.
  • the composite sheet layer using the carbon ball tag as a conductive powder which is shown in the reflection loss graph of a) shown in FIG. 9, has a? 10 dB absorption bandwidth of 3.98 GHz and a complex dielectric constant ( ⁇ ) of 13.127-j: An example of i8.502 is shown.
  • the composite sheet layer using carbon or no fiber as the conductive powder as shown in the b) reflection loss graph of FIG. 9, has a 10 dB absorption bandwidth of 3.72 GHz and a complex dielectric constant ( ⁇ ) of 27.967—j2L448 days. An example of the time is shown.
  • FIG. 10 is a graph comparing the -10 dB absorption bandwidth and thickness of the electromagnetic wave absorber of FIG. 5 and the electromagnetic wave absorber of FIG.
  • the electromagnetic wave absorber (a) has a structure similar to that of the Salisbury screen type electromagnetic wave absorber (b) of FIG. 3, but the absorption bandwidth is wider than the thickness.
  • the present invention provides a method for forming a dielectric support layer for securing a space for resonance of electromagnetic waves; Forming a highly conductive backing layer on the back surface of the dielectric support layer and a dielectric loss type composite sheet layer disposed on the front surface of the dielectric backing layer and having a complex dielectric to generate electromagnetic waves and resonance peaks reflected from the highly conductive backing layer.
  • FIG. 11 is an exemplary view illustrating an example in which the electromagnetic wave absorber illustrated in FIG. 5 is applied to a general structure.
  • the electromagnetic wave absorber of the present invention is disposed on a dielectric support layer for securing a space for resonance of electromagnetic waves, a high conductive back layer formed on the back of the dielectric support layer, and a front surface of the dielectric support layer, and reflected from the high conductive back layer. It includes a dielectric loss type composite sheet layer having a complex dielectric to generate electromagnetic waves and resonance peaks.
  • All structures including a material that reflects 90% or more of electromagnetic waves as a surface layer may be applied to the back layer 100 of the electromagnetic wave absorber of the present invention.
  • a metal thin film may be additionally used as the highly conductive backing layer 100 between the surface of the structure and the support layer 200.
  • the electromagnetic wave absorber applied to a general structure or a structure in which a metal thin film is formed as a surface has a dielectric support layer and a composite sheet layer. It may be formed of a rectangular electromagnetic wave absorber.
  • the present invention can be applied to structures formed of highly conductive surfaces such as automobiles, aircraft, ships, wireless communication devices, subways, windmills, portable communication devices, and the like.
  • the electromagnetic wave absorber of the present invention may be formed in a form that can be easily attached to an existing structure, for example, when used in a ship may be an electromagnetic wave absorber of a rectangular shape (for example, tile type).
  • the application of the electromagnetic wave absorber of the present invention can separate the electromagnetic wave absorber process in the structure manufacturing process that was applied integrally, and can be easily applied to the structure formed by the existing highly conductive surface, it is excellent in terms of cost You can get it.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the upper or lower airfoil of the rotary blade for a wind turbine with electromagnetic wave absorbing function according to an embodiment of the present invention.
  • a rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function includes a composite material, an electromagnetic wave absorbing screen 150 ', and a resin-permeable high-conductive backing layer 140'. ).
  • the composite material may be formed of a sandwich position structure in which the inner surface gauge 110 ', the core material 130' and the outer surface material 120 'are stacked.
  • the composite material of the sandwich structure is the inner surface material and the outer surface material of the glass fiber reinforced composite material. It may be made of, the core material may be made of a non-conductive dielectric such as foam or balsa wood.
  • the glass fiber reinforced composite material used as the inner face material and the outer face material of the present invention uses the SA1500 glass fiber supplied by OWENS CORNING company. And that by laminating a [ ⁇ 45] NCF biaxial fabric 4 woven from the yarn, a "non-conductive dielectric material used as the core material of the present invention is a AIREX PVC Foam distributed by American ALCAN Company. In this case, as in the present invention , SAERTEX GmbH & Co. of Germany as the inner and outer face. In case of using four [ ⁇ 45] biaxial NCF fabrics woven in yarn, the inner and outer face materials may have a thickness of 2.15 mm.
  • the electromagnetic wave absorbing screen (150 ') is stacked below the outer surface material 120' and absorbs electromagnetic waves, wherein the electromagnetic wave absorbing screen (150 is a dielectric lossy composite sheet, 377 ⁇ / sq) It may be either a resistance sheet having a sheet resistance of, or a circuit analog circuit.
  • the electromagnetic wave absorbing screen is an epoxy resin in which carbon nano materials are uniformly dispersed. Is applied to the glass fiber fabric may be formed, wherein the carbon nano material may be any one of carbon black, carbon nanofibers and carbon nano-ljube or a combination thereof.
  • the screen for absorbing electromagnetic waves of the present invention is prepared by mixing carbon black, carbon nanofibers and carbon nanotubes with epoxy resin at various contents. It is possible to evaluate the electromagnetic properties of the test material, carbon black (CB) used in the present invention is LINZI HUAGUANG Chemical Ind. (China) 's HG—1P, and carbon nanofibers (CNF) are manufactured by APPLIED SCIENCE Inc. PYROGRAF III (PR-19-XT-LHT) from USA (USA), and the carbon nanoleuze (MWNT) is manufactured by ILJIN NANOTECH Co. Ltd. (Korea) CM-95.
  • the fiberglass fabric is a plane weave having a small difference between fill and warp, and is produced by Hankook Fiber Co., Ltd., which has a small cell size and a small thickness per sheet. Insulation mat for # 110 PCB.
  • the epoxy resin is mainly composed of a bisphenol-A-based main agent and an aromatic amine curing agent, and is composed of a diluent and a small amount of accelerator to facilitate the coating of the fabric.
  • the weight of the nanomaterial was 5.30 wt% of carbon black, 2.08 wt% of carbon nanofibers, and 4.78 ⁇ % of carbon nanotubes. That is, the weight of the carbon nano material is expressed as the weight ratio of the carbon nano material to the weight of the epoxy excluding the diluent, and the content of the carbon nano material in the screen for electromagnetic wave absorption was about 50%.
  • 17A to 17C are graphs showing the complex dielectric of the dielectric loss type electromagnetic wave absorbing screen.
  • the complex dielectric constant and the complex permeability of the electromagnetic wave absorption screen can be measured.
  • the complex investment of the electromagnetic wave absorbing screen is 1, and the complex dielectric of the electromagnetic wave absorbing screen can be measured using Agilent's vector network analyzer N5230A and 7 coaxial tubes.
  • FIGS. 13A to 13C where FIGS. 13A, 13B and 13C are views of dielectric loss type electromagnetic wave absorbing screens containing carbon black, carbon nanofibers and carbon nanotubes, respectively. Indicates complex inheritance.
  • the resin-permeable high-conductivity back layer 140 may be inserted into the composite material 100 'of the sandwich structure to reflect electromagnetic waves.
  • the resin-permeable high-conductivity back layer 140' may include at least one carbon fiber fabric. It may be configured by stacking (Carbon Fabric).
  • the resin-permeable high-conductive backing layer 140 ' is inserted into the outer face member 120', or inserted between the outer face member 120 and the core member 130 ', or the core member 130'.
  • the electromagnetic wave absorber can be matched by being inserted at an arbitrary position in the thickness direction of the core material.
  • the carbon fiber fabric is a material commonly used in high-performance composite structures with glass fibers used for composite rotary wings
  • TR30 Mitsubishi, Japan
  • the reflection loss of the carbon fiber fabric has a reflectance of at least 98% since the reflection loss is at most -0.1 dB, and the reflection characteristic is obtained by stacking one, two, or three carbon fiber fabrics. Since the high-conductivity backing layer is almost similar, the present invention uses one carbon fiber as a material for the high-conductivity backing layer.
  • the resin permeable high conductivity back layer of the present invention preferably has an electromagnetic wave reflection of at least 95% or more.
  • liquid resin the speed of flow of the liquid resin to flow when the inside of any of the medium
  • Equation 4 (U)
  • the resin permeable high conductivity back layer may have a value of a permeability coefficient of 1 ( ⁇ 6 to 10-14) with respect to the flow of the liquid resin in the thickness direction.
  • 18A to 18C are graphs of reflection loss showing electromagnetic wave absorption performance of a rotary blade for a wind generator manufactured using a dielectric loss type electromagnetic wave absorption screen.
  • FIG. 18A illustrates the electromagnetic wave absorption performance of the rotor blade for a wind power generator in which carbon black is used as a conductive powder, and a carbon fiber fabric backing layer is disposed 0.7 mm from the boundary between the core and the outer face of the composite material into the core.
  • FIG. 18B illustrates the electromagnetic wave absorption performance of the rotor blade for a wind power generator in which carbon nanofibers are used as the conductive powder, but the carbon fiber fabric backing layer is disposed at the boundary between the core and the outer face of the composite.
  • the carbon core oil fabric back layer shows the electromagnetic wave absorption performance of the rotor blades for wind generators disposed 0.4 mm from the boundary between the core and the outer face of the composite into the core.
  • a method of manufacturing a rotor blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorbing function includes a screen for forming a wave absorbing step (S10) and a resin-permeable high-conductivity backing layer.
  • the forming screen for absorbing electromagnetic waves is a step of forming a screen for absorbing electromagnetic waves by uniformly dispersing a carbon nano material in an epoxy resin and then applying it to a glass fiber fabric.
  • the resin permeable high conductive back layer insertion position selection step is to select the insertion position of the carbon fiber fabric (Carbon Fabric) used as the resin permeable high conductive back layer in the composite of the sandwich structure so that the electromagnetic wave absorber is matched Step.
  • the resin-permeable high-conductivity backing layer 140 is inserted into the outer surface of the composite material so that the electromagnetic wave absorber is matched, or the outer surface material Inserted between and the core material, or may be selected to be inserted into the core material.
  • the resin-permeable high-conductivity backing layer is inserted into the core material, it is preferable to insert the resin permeable high conductive back layer at an arbitrary position in the thickness direction of the core material in order to match the electromagnetic wave absorber. Step of forming a composite of the sandwich structure including the resin permeable high conductivity back layer
  • S30 is a step of forming a composite of a sandwich structure by sequentially laminating an inner face material, a core material and an outer face material including the resin-permeable high conductivity back layer.
  • the composite of the resin-permeable high-conductivity backing layer, the electromagnetic wave absorbing screen, and the sandwich structure has been described in detail in the electric wing of the wind vane generator having the electromagnetic wave absorbing function according to an embodiment of the present invention. Omit the description.
  • FIG. 15 is a view schematically illustrating a cross section of a shape in which materials are arranged using SCRIMP in manufacturing a rotary blade for a wind power generator having an electromagnetic wave absorption function according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 The stacking of the composite material on the electromagnetic wave absorbing screen (S50) is as shown in FIG. 13, wherein the sandwich structure of the sandwich structure on the screen formed by applying an epoxy resin in which carbon nano material is uniformly dispersed on a glass fiber fabric. Laminating the composite. 14 is another block diagram of a method of manufacturing a rotary blade for a wind turbine with an electromagnetic wave absorption function according to an embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method of the rotary blades for a wind power generator having an electromagnetic wave absorption function according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 14, the resin-permeable high conductivity double
  • a step (S40) of laminating the screen for absorbing electromagnetic waves on the mold surface may be further included.
  • Stacking the electromagnetic wave absorbing screen on the mold surface (S40) is a step of contacting the electromagnetic wave absorbing screen 150 to the surface of the mold 300 of the SCRIMP, as shown in FIG.
  • a wind turbine generator having an electromagnetic wave absorbing function and a method of manufacturing the same according to the present invention utilize radar interference by utilizing a dielectric material constituting a conventional rotary wing as a support layer for an electromagnetic wave absorber. This minimizes the need for additional absorbers and reduces the cost of manufacturing, process time and maintenance.
  • core material 140' resin-permeable high-conductivity backing layer

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Abstract

유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체, 형성 방법 및 이를 이용한 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개를 개시한다. 상기 유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체는 전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 지지층， 상기 지지층 배면에 형성된 고전도성 배면층 및 상기 지지층의 전면에 배치되며, 상기 고전도성 배면층에서 반사된 전자파와 공진피크가 발생하도록 하는 복소 유전율을 구비한 유전손실형 복합재 시트층을 포함한다.

Description

【명세세
【발명의 명칭】
유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체， 형성 방법 및 이를 이용한 전자 파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개 '
【기술분야]
본 명은 마이크로파에서 전자파를 흡수 및 차폐하는 전자파 흡수체에 관한 것으로， 보다 상세하게는 Salisbury 스크린 형태의 흡수체가 가지는 제조 및 구조상 의 장점올 보유하면서， 정합에 필요한 지지층의 두께를 줄이고도 넓은 흡수대역을 가지는 전자파 흡수체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개 및 이 의 제조 방법에 관한 것으로서 복합재 회전날개의 일부분을 전자파 흡수체의 유전 체 지지층으로 활용한 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개 및 이 의 제조 방법에 관한 것이다.
【배경기술】
최근 들어 고주파 대역에서 동작하는 각종 전자장비와 더불어 무선 통신시장 이 급격하게 발달하고 있다.
' 이에 따라 고주파 영역에서 사용되는 전자장비 상호 간의 양립성의 증대와， 전자파 환경 공해에 대한 무선 통신 신뢰성 향상을 도모하기 위한 대책으로서 전자 파 차폐와 전자파 흡수에 대한 연구가 폭넓게 행해지고 있다. 전자파 차폐는 그 재료의 표면으로 입사되는 전자파를 반사시키거나 흡수시 켜서 차폐재를 투과하는 전파의 크기를 최소화하는 방법이며， .전자파 흡수는 재료의 표면으로 입사되는 전자파를 열에너지로 변환하여 흡수함으로써 투과되는 전자파뿐 만 아니라， 반사되는 전자파의 크기도 최소화하기 위한 방법이다.
전자파 흡수는 전자파 차폐와는 달리 반사된 전자파로 인한 이차적인 전자파 오염을 예방할 수 있는 소재로서 보다 더 진보된 기술이라 할 수 있다.
전자과 흡수체는 기존 구조에 추가적으로 부과되는 것이므로 두께가 얇고, 비중이 낮아야 하며， 흡수 대역폭이 넓어야 한다.
도 1은 종래의 10 GHz에서 증심주파수를 갖는 공진형 전자파 흡수체의 흡수 성능을 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면， 공진형 전자파 흡수체를 특정한 중심주파수에 대해서 설계 할 때 그 반사 손실은 증심 주파수에서 가장 크고， 중심 주파수에서 멀어질수록 그 반사 손실이 감소하므로， 일정한 흡수 대역폭을 가진다.
가장 많이 쓰이는 흡수 대역폭의 기준은 90%의 전자파가 열에너지로 흡수됨 을 뜻하는 -10 db 흡수 대역폭 (-10 dB band width)이다.
공진형 전자파 흡수체는 그 구조적 특성에 따라서 일반적으로 Dallenbach 층 형태의 흡수체와 Salisbury 스크린 형태의 흡수체로 분류될 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 Dallenbach 층 형태의 흡수체의 개략적인 단도면이 다.
도 2를 참조하면， Dallenbach 층 형태의 흡수체의 배면층 앞에 형성된 흡수 층은 고주파를 손실시키기 위한 도전손실재료, 자성손실재료， 유전손실재료， 또는 두 가지 이상의 손실을 포함하는 소결재료 및 복합재료로 제조되며 그 흡수 메커니즘 은 근본적으로 흡수층을 구성하는 물질의 고주파 손실특성에 기인한다.
Dallenbach 층 형태의 흡수체의 흡수층 두께는 일반적으로 수 mm 급으로서， 넓은 면적에 사용될 경우 다량의 소재가 필요하고, 손실성 소재의 혼합으로 인해 기 계적， 화학적 특성이 약화된 소재를 두껍게 사용함으로써 구조물의 무게를 증가시키 고 외부의 기계적， 환경적 영향에 취약할 수 있다는 단점이 있다. 상기의 Dallenbach 층 형태의 흡수체의 정합 두께 (d)는 흡수층의 복소 유전 율 (ε=ε ε'')과 복소 투자을 (μ=μ'ᅳ jn")로 나타낼 수 있으며， 아래에 기재된 [수학식 1]을 통해 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
4V¾
[수학식 1]에서 λ는 공기 (air) 증의 전자파의 파장이며， 은 흡수 층 내부에서의 전자파의 파장을 나타낸다. λ
4ν ^ε 의 두께는 공기와 흡수층의 경계에서 흡수층 내부로 입사된 전 자파가 배면층까지 전파되고 다시 반사되어 공기와 흡수층의 경계로 돌아오는 동안 전자파의 위상차가 π/2가 되도록 필요한 치수이다. 흡수층이 가지는 복소 유전을 실수부 (ε')와 허부수 (ε''), 복소 투자을의 실수 부 (μ')와 허수부 (μ'')의 조합으로 인하여 공기와 흡수층의 경계에서 전자파가 투과나 반사가 될 때 추가적인 위상차 (Θ)가 발생하게 된다. 상기 위상차 (Θ)는 상기의 Dallenbach 층 형태의 흡수체의 정합 두께 (d)가 λ
4ν"με 보다 작도록 하는 요인이 된다. 도 3은 종래 기술에 따른 Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 개략적 단면도 이다. ' 도 3을 참조하면， Salisbury 스크린 형태의 흡수체는 폼코어나 유리섬유강화 복합재료와 같은 전자파 손실이 매우 적은 유전체로 된 지지층과 377 Ω/SQ의 면저 항을 갖고 두께가 수 iim에서 수십 urn인 저항 시트로 구성될 수 있다. 상기의 Dallenbach 층 형태의 흡수체에 비해서 구조가 간단하고 소재의 제조 가 용이한 장점이 있다.
Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 지지층의 정합 두께 (d)는 그 구성 소재인 유전체의 유전을 (ε)로 나타낼 수 있으며， 아래의 [수학식 2]를 통해 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure imgf000006_0001
A,
[수학식 2]에서 λ는 공기 (air) 중의 전자파의 파장이며, ^ |ε| 은 흡수 층 내부에서의 전자파의 파장을 나타낸다. 도 4는 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 Salisbury 스크린 형태의 흡수체에서 지지층의 두께와 -10 dB 흡수 대역폭과의 관계를 나타낸 그래프이다.
즉， Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 흡수 대역폭은 [수학식 2]에서 나타난 지지층의 두께 (d)에 비례하는 것을 알 수 있다.
도 4 및 [수학식 2]를 참조하면， 공기 (유전을 ε=1.0)와 유사한 유전을을 갖는 소재를 (예를 들면 Foam core)올 지지층에 사용한 경우 그 두께 (d)가 7.495 mm가 되 어야 하고， 이때의 대역폭은 6.68 GHz이다.
그러나 지지층의 소재로 많이 사용되는 유리섬유 강화 복합재 (유전을의 절대 값 I ε I =4.7)의 경우 그 두께가 약 3.47 mm가 되고， 그때의 대역폭은 3.60 GHz이 다.
유전을 (ε)이 약 6.0인 E-Glass 유리가 지지층으로 사용되면 그 두께가 약 3.06 mm가 되고， 그때의 대역폭은 3.28 GHz이다.
일반적으로 Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 지지층의 유전을 (ε)은 Dallenbach 층 형태의 흡수체의 흡수층의 복소 유전을 (ε)과 복소 투자을 (μ)보다 작 기 때문에 Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 두께는 Dallenbach 층 형태의 흡수체 의 두께보다 크다. 또한 Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 단위 두께당 흡수 대역 폭은 Dallenbach 층 형태의 흡수체의 단위 두께 당 흡수대역 폭보다 좁아지는 단점이 있 다.
【발명의 내용】 【해결하려는 과제】
본 발명은 전도성 분말이 혼합된 복합재 시트층가 포함된 전자파 흡수체에 관한 것으로， 복소 유전율의 실수부와 허수부 크기가 제어된 복합재 시트층와 유전 체 지지층을 사용하여 정합 두께를 감소시키고 전자파 흡수 대역폭이 넓은 유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체 및 이의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 복합재 회전날개의 일부분을 전자파 흡수체의 유전체 지지층 으로 활용하여 전자파를 흡수시킴으로써 레이더 간섭을 최소화할 수 있는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개를 제공하는 것을 목적으로 한다. 【과제의 해결 수단】
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전자파 흡수체 는 전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 지지층， 상기 지지층 배면에 형성된 고전 도성 배면층 및 상기 지지층의 전면에 배치되며， 상기 고전도성 배면층에서 반사된 전자파와 공진피크가 발생하도록 하는 복소 유전을을 구비한 유전손실형 복합재 시 트층을 포함한다.
상기 유전손실형 복합재 시트층은 전도성 분말이 고분자 기지에 분산되도록 형성되어 복소 유전을을 갖는 복합재 시트층인 것을 특징으로 한다.
상기 복소 유전율은 상기 복합재 시트층 내부에 분산된 전도성 분말의 함유을과 분 말의 형태, 분말의 고유의 전기 전도도， 표면 상태 중 어느 하나에 따라서 다양한 크 기의 유전을인 것을 특징으로 한다.
상기 복소 유전율은 상기 복합재 시트층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징 으로 한다.
상기 복소 유전율은 중심 주파수, 지지층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징 으로 한다.
상기 복소 유전율은 실수부가 1을 초과하는 것을 특징으로 한다.
상기 복합재 시트층은 카본 블랙 (Carbon Black), 탄소 나노섬유 (Carbon Nano Fiber), 탄소 나노튜브 (Carbon Nano Tube)를 에폭시 수지 내에 균일하게 분 산시켜 유리섬유 직물에 도포되는 것을 특징으로 한다.
상기 복합재 시트충은 탄소 나노 소재를 포함하는 화합물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유리섬유 직물은 위사와 경사의 차이가 작은 평직이며, 상기 직물을 이 루는 셀의 크기가 작고， 두께가 얇은 PCB 용 절연 매트인 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 .발명의 다른 실시 예에 따른 전자파 흡수체는 전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 지지층， 상기 지지층 배면에 형성 된 고전도성 배면층 및 상기 지지층의 상부에 형성되며, 상기 고전도성 배면층에서 반사된 전자파와 공진괴크가 발생하도록 하는 복소 유전율을 구비한 다수의 복합제 시트층들을 포함한다.
상기 다수의 복합체 시트층들 중 어느 하나는 카본 블랙, 탄소 나노섬유， 탄 소 나노튜브를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산시켜 유리섬유 직물에 도포되는 것 을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전자파 흡수체 형성 방법은 전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 유전체 지지층을 형성하는 단 계， 상기 유전체 지지층 배면에 고전도성 배면층을 형성하는 단계 및 상기 유전체 지지층의 전면에 배치되며， 상기 고전도성 배면층으로부터 반사된 전자파와 공진피 크가 발생하도록 복소 유전을을 구비한 유전손실형 복합재 시트층을 형성하는 단계 를 포함한다.
상기 유전손실형 복합재 시트층은 전도성 분말이 고분자 기지에 분산되도록 형성되어 복소 유전을을 갖는 복합재 시트층인 것을 특징으로 한다ᅳ 상기 복소 유전을은 상기 복합재 시트층 내부에 분산된 전도성 분말의 함유 을과 분말의 형태， 분말의 고유의 전기 전도도, 표면 상태 중 어느 하나에 따라서 다 양한 크기의 유전을인 것을 특징으로 한다.
상기 복소 유전율은 상기 복합재 시트층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징 으로 한다.
상기 복소 유전율은 중심 주파수， 지지층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징 으로 한다.
상기 복합재 시트층의 두께는 증심 주파수， 지지층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 복소 유전율은 실수부 (e')와 허수부 (e")로 구성되며， 상기 복소 유전을 의 값이 1을 초과하는 것을 특징으로 한다.
상기 복합재 시트층은 카본 블랙 (Carbon black), 탄소 나노섬유 (Carbon Nana Fiber), 탄소 나노튜브 (Carbon Nano Tube)를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산시켜 유리섬유 직물에 도포되는 것을 특징으로 한다.
상기 복합재 시트층은 탄소 나노 소재를 포함하는 화합물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유리섬유 직물은 위사와 경사의 차이가 작은 평직이며， 상기 직물을 이 루는 셀의 크기가 작고， 두께가 얇은 PCB 용 절연 매트로 형성되는 것올 특징으로 한다.
상기 에폭시 수지는 Bisphend-A 계열의 주제와 방향성 아민계 (aromatic amine)의 경화제 및 직물도포를 용이하게 하기 위하여 희석제와 미량의 반웅촉진제 를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개는 내부면재, 심재 및 외부면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하는 풍력 발전기용 회전 날개에 있어서， 상기 외부면재 하부 에 적층되어 전자파를 흡수하는 전자파 흡수용 스크린 및 상기 샌드위치 구조의 복 합재 내부에 삽입되어 전자파를 반사하는 수지투과성 고전도 배면층을 포함하는 것 을 특징으로 한다.
또한， 상기 전자파 흡수용 스크린은 탄소나노 소재가 균일하게 분산된 에폭 시 수지가 유리섬유 직물에 도포되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄소나노 소재는 카본 블랙， 탄소 나노섬유 및 탄소 나노류브 중 어느 하나이거나 이들의 결합일 수 있다.
또한, 상기 전자파 흡수용 스크린은 유전손실성 복합재 시트, 377 O/sq의 면 KR2011/008562 저항을 가지는 저항 시트， 또는 Circuit Analog 회로 증 어느 하나일 수 있다.
또한， 상기 수지투과성 고전도 배면층은 적어도 하나 이상의 탄소섬유 직물 (Carbon Fabric)을 적충하여 구성될 수 있다.
또한， 상기 수지투과성 고전도 배면층은 상기 외부면재 내부에 삽입되거나, 상기 외부면재와 심재 사이에 삽입되거나， 상기 심계 내부에 삽입될 수 있다.
또한， 상기 수지투과성 고전도 배면층이 상기 심재 내부에 삽입되는 경우， 상 기 심재의 두께 방향의 임의의 위치에 삽입될 수 있다.
또한， 상기 수지투과성 고전도 배면층은 두께 방향으로의 액상 수지의 흐름 에 대한 하기 수학식의 투과성계수의 값이 1위 ~ 10"14 일 수 있다.
Figure imgf000012_0001
(U:유속 [m/s], K:매질의 투과성계수 [m2], δρ/δχ:길이방향 압력 구배 [Ν/πί], μ: 점도 [Ν·· s/πί])
또한， 상기 수지투과성 고전도 배면충은 전자파 반사을이 적어도 95% 이상 일 수 있다.
또한， 상기 샌드위치 구조의 복합재는 상기 내부면재 및 외부면재가 유리섬 유 강화 복합재로 이루어지고， 상기 심재가 폼 내지 발사 나무 등 비전도성 유전체 로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개의 제조 방법은 탄소나노 소재를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산시킨 후 유리섬유 직물에 KR2011/008562 도포하여 전자파 흡수용 스크린을 형성하는 단계와， 샌드위치 구조의 복합재 내부에 수지투과성 고전도 배면층으로 사용되는 탄소섬유 직물 (Carbon Fabric)의 삽입위치 를 선정하는 단계와, 상기 수지투과성 고전도 배면층을 포함하여 내부면재， 심재 및 외부면재를 차례로 적층하여 샌드위치 구조의 복합재를 형성하는 단계 및 상기 전 자과 흡수용 스크린 상에 상기 복합재를 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자파 흡수용 스크린을 금형면 상에 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한， 상기 샌드위치 구조의 복합재 내부에 수지투과성 고전도 배면층의 십- · 입위치를 선정하는 단계는 상기 수지투과성 고전도 배면층을 상기 복합재의 외부면 재 내부에 삽입하거나, 상기 외부면재와 심재 사이에 삽입하거나, 상기 심재 내부에 삽입할 수 있다.
또한, 상기 수지투과성 고전도 배면층을 상기 심재 내부에 삽입하는 경우， 상기 심재의 두께 방향의 임의의 위치에 삽입할 수 있다.
【발명의 효과： 1
본 발명에 따른 전자파 흡수체 및 그 제조 방법에 의하면， Salisbury 스크린 형태의 흡수체가 가지는 제조 및 구조상의 장점을 보유하면서， 정합에 필요한 지지 층의 두께에 대비하여 넓은 흡수 대역폭을 가지는 전자파 흡수체를 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한， 본 발명에 따 fms 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 희전 날개 및 이의 제조 방법에 의하면 종래의 회전날개를 구성하는 유전체 소재를 전자파 흡 11008562 수체를 위한 지지층으로 활용하여 레이더 간섭을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면 전자파를 흡수할 수 있는 별도의 흡수체를 추가함이 없이 복합재 회전날개의 일부분을 전자파 흡수체의 유전체 지지층으로 활용함으로 써 제조비용, 공정시간 및 유지보수의 부담을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
[도면의 간단한 설명]
도 1은 종래의 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 공진형 전자파 흡수체의 흡수 성능을 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래 기술에 따른 Dallenbach 층 형태의 흡수체의 개략적인 단면도이 다.
도 3은 종래 기술에 따른 Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 개략적 단면도 이다.
도 4는 도 3에 기재된 Salisbury 스크린 형태의 흡수체가 10GHz에서 증심 주파수를 가질 때의 지지층의 두께와 —10 dB 흡수 대역폭과의 관계를 나타낸 그래 프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체 의 단면도를 나타낸다.
도 6은 10 GHz 중심 주파수를 가지는 흡수체를 설계함에 있어서， 두께 0.2 mm의 특정한 두께를 가지는 유전손실형 복합재 시트층와 유리섬유 강화 /에폭시 적 층판을 지지층의 소재로 사용한 경우에 지지층의 두께에 따라 정합에 필요한 복합 재의 복소 유전을을 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 5에 제시된 유전손실형 복합재 시트층의 두께에 따른 복소 유전을 을 나타낸 그래프이다.
도 8은 카본 블랙， 탄소나노섬유, 탄소나노류브 각각을 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층의 복소 유전을을 나타낸 그래프이다.
도 9는 카본 블랙， 탄소나노섬유， 탄소나노튜브 각각을 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층을 이용하여 제조된 10 GHz 중심주파수용 전자파 흡수체의 전자파 흡수성능을 나타내는 반사 손실 (reflection loss) 그래프이다.
도 10은 도 5에 도시된 본 발명의 전자파 흡수체와 도 3에 도시된 전자파 흡 수체의 -10 dB 흡수 대역폭과 두께를 비교한 그래프이다.
도 11은 도 5에 도시된 전자파 흡수체가 일반적인 구조물에 적용되는 일 예 를 나타낸 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전 기용 회전 날개의 에어포일 상판 또는 하판의 단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 희전 날개의 제조 방법의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전 기용 회전 날개를 제조하는데 있어서, 도 3에 도시된 SCRIMP를 활용하여 소재들을 배치한 형상의 단면을 간략히 표현한 도이다.
도 16은 고전도 배면층으로 사용되는 탄소섬유 직물의 전자파 반사, 투과 특 성을 평가한 결과의 그래프이다.
도 17a 내지 도 17c는 유전손실형 전자파 흡수용 스크린의 복소 유전율을 나 타내는 그래프이다. 도 18a 내지 도 18c는 유전손실형 전자파 흡수용 스크린을 이용하여 제조된 풍력 발전기용 회전 날개의 전자파 흡수 성능을 나타내는 전파 손실 (reflection bss)의 그래프이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명 이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며， 여기 에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설 명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며， 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서， 어떤 부^이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때， 이는 특 별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한， 명세서에 기재된 "〜부 "，"〜기" 둥의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며， 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목 적을 층분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하， 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 바람직한 실시 예를 설명함으로써， 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나 11008562 타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체 의 단면도를 나타낸다.
도 5를 참조하면， 본 발명의 유전성 손실 시트를 활용한 전자파 흡수체 (400) 는 지지층 (200)， 고전도성 배면층 (100) 및 복합재 시트층 (300)를 포함한다.
상기 지지층 (200)은 전자파의 공진의 공간을 확보하기 층일 수 있다.
상기 고전도성 배면층 (100)은 상기 지지층 배면에 형성될 수 있다.
상기 복합재 시트층 (300)는 상기 지지층의 전면에 배치되며， 상기 고전도성 배면층 (100)에서 반사된 전자파와 공진피크가 발생할 수 있는 복소 유전율을 구비한 다.
상기 복합재 시트층 (300)는 전도성 분말이 분산된 고분자 기지로， 내부의 분 산된 전도성 분말의 함유율과 분말의 형태， 분말 고유의 전기 전도도, 표면 상태 등 에 따라서 다양한 크기의 복소 유전을을 가지게 된다.
입사파장이 전자파 흡수체 (400)에 입사되면 상기 복합재 시트층 (300)의 특성 (예컨대， 내부의 분산된 전도성 분말의 함유을과 분말의 형태， 분말 고유의 전기 전 도도， 표면 상태)에 따라 상기 입사 파장은 흡수체 내부로 침투된 파 (si)와 상기복합 재 시트층 (300)의 표면에 반사되는 반사파 (R)로 분리된다.
예를 들어， 입사 파장이 전자파 흡수체 (400) 내로 입사되면， 상기 복합재시트 충 (300)의 특성에 따라 지지층 (200) 내로 흡수되는 제 1내부파 (si)와 상기 입사 파장 에서 제 1내부파 (si)를 제외하고 공기중으로 반사되는 반사파 (R)로 나누어진다.
그리고 나서， 상기 게 1내부파 (si)는 상기 고전도성 배면층 (100)으로부터 재반 사되어 제 2내부파 (s2)를 생성하며, 상기 계 1내부파 (si)에서 상기 제 2내부파를 제외한 나머지 파장 (el)은 상기 복합재 시트층 (300)을 투과하여 공기 증으로 전파된다.
상기 제 2내부파 (e2)는 상기 고전도성 배면층 (100)으로부터 재반사되어 상기 제 3내부파 (s3)를 생성하며， 상기 제 2내부파 (s2)에서 상기 제 3내부파 (s3)가 제외된 나 머지 파장 (e2)은 상기 복합재 시트층 (300)을 투과하여 공기 중으로 전파된다.
제 N-1내부파 (sN—1)는 상기 고전도성 배면층 (100)으로부터 재반사되어 제 N내 부파 (sN)를 생성하며， 상기 제 N— 1내부파 (sN— 1)에서 상기 제 N내부파 (sN)가 제외된 나머지 파장 (eN-1)은 상기 복합재 시트층 (300)을 투과하여 공기 중으로 전파된다. 따라서， 최종적으로 전자파 흡수체 (400)에 반사되는 파장의 크기는 R-(el+e2+e3+ · · · eN-1)로 나타낼 수 있다 (N은 자연수).
전자파 흡수체에서의 정합은 R-(el+e2+e3+ · . · +eN-l)의 값이 0 (--∞dB) 이 될 때 나타난다.
여기서， 상기 복합재 시트층 (300)는 카본 블랙 (Carbon Black: CB), 탄소나노 튜브 (Carbon Nano Tube: CNT), 탄소나노섬유 (Carbon Nano Fiber: CNF) 둥의 탄 소나노소재를 사용하면 사용된 소재에 따라서 다양한 복소 유전율을 가질 수 있 다. (J.B. Kim, C.G. Kim, Composite Science and Technology, 70, 2010, 1748-1754) 상기 고전도성 배면층 (100)은 금속 박막 형태로 형성될 수밌다.
도 6은 10 GHz 중심 주파수를 가지는 흡수체를 설계함에 있어서， 두께 0.2 mm의 특정한 두께를 가지는 유전손실형 복합재 시트층와 유리섬유 강화 /에폭시 적 층판을 지지층의 소재로 사용한 경우에 지지층의 두께에 따라 정합에 필요한 복합 재의 복소 유전을을 나타낸 그래프이다. 62 도 6을 참조하면， 상기 지지층의 두께가 두꺼워 지면 유전손실형 복합재 시 트층의 복소 유전율의 실수부 (ε')가 크게 줄어들고， 허수부 (ε'')도 일부 감소하는 것 을 알 수 있다.
종래 기술에 따론 도 3의 Salisbury 스크린 형태의 흡수체의 지지층에 본 예 의 유리섬유 강화 /에폭시 적층판 (유전을: 4.659-j0.171)을 사용하면 상기 수학식 2에 의하여 3.448 mm를 얻을 수 있는데， 도 5에 기재된 본 발명에서도 지지층의 두께가 3.448에 가까워지면 복소 유전을의 실수부 (ε')가 1.0이 되고 허수부 (ε'')는 22.394로 수렴하는 것을 볼 수 있다.
복소 유전을의 허수부 (ε'')는 22.394는 주파수가 10 GHz일 때에 0.2mm 시트 두께를 고려하면 아래의 [수학식 3]에 의하면 377 Ω/sq의 면저항과 일치한다.
[수학식 3]
1 /( dsheet X
Figure imgf000019_0001
)
Rs: 시트의 면저항 [Ω/sq]
dsheet: 시트의 두께 [m]
oac: 시트의 교류 전기 전도도 [S/m]
fcenter: 전자파 흡수체의 중심 주파수 [Hz]
ε0: 공기의 절대 유전을 (8.854 X 10— 12 F/m)
상기의 결과에서 본 발명에서 복소 유전을을 가지는 유전손실형 복합재 시트 층을 사용하는 것이 종래 기술에 따른 도 3을 참조하면， Salisbury 스크린 형태의 흡수체에서 377 Ω/sq 면저항의 저항 시트를 사용하는 것보다 지지층의 두께를 감소 시키는데 유리함을 알 수 있으며， 특히 복소 유전율의 실수부 (ε')가 클수록 지지층의 두께의 감소에 크게 기여함을 확인할 수 있다.
도 7은 도 5에 제시된 유전손실형 복합재 시트층의 두께에 따른 복소 유전을 을 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 시트의 두께가 얇아질수록 필요한 복소 유전을의 허수부 (ε '')의 값이 높아짐을 볼 수 있다.
상기의 결과로부터 본 발명에서 사용되는 유전손실형 복합재의 두께와 복소 유전을은 전자파 흡수체의 중심 주파수， 지지층의 두께 및 유전을에 따라서 적절하 게 선택되어 질 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에서는 카본블택 (CB)과 탄소나노섬유 (CNF), 탄소나노류브 (MWNT)를 에폭시수지에 다양한 함유율로 혼합하여 시험재를 제조하고 시험재의 전자기적 특 성을 평가하였다.
실시 예에서 사용된 카본 블랙 (CB)은 LINZI HUAGUANG Chemical Ind. (China)의 HG-1P이고， 탄소나노섬유 (CNF)는 APPLIED SCIENCE Inc. (USA)의 PYROGRAF III (PR-19-XT-LHT)이며, 탄소나노튜브 (MWNT)는 ILJIN NANOTECH Co. Ltd. (Korea)의 CM-95를 예로 설명한다.
그리고， 상기 복합재 (30이는 유리섬유 직물 /에폭지 적층판이 적용되었다.
보다 상세하게는 상기 복합재 (300)는 적층하여 제작하기 위해 카본블랙 (CB) 와 탄소나노섬유 (CNF) 및 탄소나노류브 (MWNT)를 에폭시 수지 내에 균일하게 분 산시켜 유리섬유 직물에 도포하여 제작한다ᅳ
상기 유리섬유 직물은 비교적 위사 (fill)와 경사 (warp)의 차이가 작은 평직 2011/008562
(plane weave)이며， 직물을 이루는 셀 (cell)의 크기가 작고 한 장당 두께가 얇은 (주) 한국화이바에서 생산되는 #110 PCB용 절연 매트를 사용하였다.
상기 에폭시 수지는 Bisphenol— A 계통의 주제와 방향성 아민계 (aromatic amine)의 경화제가 주가되며, 직물도포를 용이하게 하기 위한 희석제와 미량의 반웅 촉진제 (accelerator) 등을 이용하여 형성한다.
첨가한 탄소나노소재의 무게분을 (wt%)은 카본 블랙은 5.19 wt%, 탄소나노섬 유는 2.11 wt%, 탄소나노류브는 4.71 wt%이다. 탄소나노소재의 무게분율은 희석제 를 제외한 에폭시 무게에 대한 탄소나노소재의 무게비로 나타낼 수 있으며， 복합재 내의 R/C (resin content)는 약 50%로 하였다.
또한， 각 재료마다 경사 (warp)방향과 위사 (fill)방향으로 모두 100 mm로 재단 한 유리섬유 직물을 2장 적층하여 오토클레이브 (autoclave)를 이용하여 성형하였다. 상기 흡수체 (400)는 6 Torr의 압력， 80°C에서 30분， 125°C에서 90분 동안 온 도를 유지하는 성형 사이클로 제작된다. 제조 후 카본 불랙 (CB), 탄소나노섬유 (CNF), 탄소나노튜브 (MWNT)가 함유된 복합재 시트층들의 두께는 각각 0.250 mm, 0.275 mm, 0.252 mm 이다.
전자파 흡수체 (400)를 제조하기 전에 먼저 세 가지 복합재 시트층 (300)에 대 한 복소 유전율과 복소 투자을을 측정하였다. 여기서 탄소나노소재는 전도성 재료이 므로 복합재의 복소 투자율의 값은 1 이며， 복합재의 복소 유전을은 Agilent의 백터 네트워크분석기인 N5230A와 7讓 동축관을 사용하여 측정하였다. 도 8은 카본 블택， 탄소나노섬유， 탄소나노튜브 각각을 전도성 분말로 사용한 KR2011/008562 복합재 시트층의 복소 유전을을 나타낸 그래프이다.
여기서， 도 8의 a)는 카본 블랙 (CB)을 함유한 유전손실형 복합재 시트층의 복소 유전을을 나타낸 그래프이다.
도 8의 b)는 탄소나노섬유 (CNF)를 함유한 유전손실형 복합재 시트층의 복소 유전율을 나타낸 그래프이다.
도 8의 c)는 탄소나노류브 (MWNT)를 함유한 유전손실형 복합재 시트층의 복소 유전율을 나타낸 그래프이다.
여기서， 상기 카본.블랙 (CB)을 함유한 유전손실형 복합재 시트층의 무게분율 은 5.19 wt%이며， 상기 탄소나노섬유 (CNF)를 함유한 유전손실형 복합재 시트층의 무게분을은 2.1 %이고， 상기 탄소나노튜브 (MWNT)를 함유한 유전손실형 복합재 시트층의 무게분을은 4.71wt%일 수 있다.
도 8을 참조하면， 복합재 시트층에 함유된 화합물의 종류 및 상기 화합물 (예 컨대， 카본 블랙, 탄소나노섬유， 탄소나노류브)이 함유된 복합재 시트층의 주파수 및 무게분을에 따라 복소 유전율 (실수부와 허수부)값이 달라짐을 알 수 있다.
상기의 실시 예에서 제시된 세 가지 종류의 복합재 시트층을 이용하여 전자 파 흡수체를 제조하기 위해서는 유리섬유 강화 /에폭시 복합재 적층판 (유전을: 4.659-j0.171)을 사용하여 지지층을 구성하였다.
도 9는 카본 블랙 탄소나노섬유， 탄소나노류브 각각을 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층의 주파수에 따른 반사 손실 (reflection loss)을 나타낸 그래프이다. 여기서, 도 9의 a)는 카본 블랙을 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층의 주 파수에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프이다. 도 9의 b)는 탄소나노섬유를 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층의 주파수 에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프이다.
도 9의 c)는 탄소나노튜브를 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층의 주파수 에 따른 반사 손실을 나타낸 그래프이다.
도 9의 a) 내지 c)를 참조하면， 상기의 세 가지 복합재 시트층을 이용하여 제 조된 10 GHz 중심주파수용 전자과 흡수체의 전자파 흡수성능은 다음과 같다.
도 9에 기재된 a)의 반사 손실 (reflection loss) 그래프를 통해 나타난 카본볼 택을 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층은 ᅳ 10 dB 흡수 대역폭이 3.98 GHz이며， 복소 유전을 (ε)은 13.127-j:i8.502일 때의 예를 나타낸다.
도 9에 기재된 b)의 반사 손실 (reflection loss) 그래프를 통해 나타난 탄소나 노섬유를 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층은 —10 dB 흡수 대역폭이 3.72 GHz 이며， 복소 유전율 (ε)은 27.967— j2L448일 때의 예를 나타낸다.
도 9에.기재된 c)의 반사 손실 (reflection loss) 그래프를 통해 나타난 탄소나 노튜브를 전도성 분말로 사용한 복합재 시트층은 —10 dB 흡수 대역폭이 4.10 GHz 이몌 복소 유전율 (ε)은 19.948-j 18.628일 때의 예를 나타낸다. 도 10은 도 5에 도시된 본 발명의 전자파 흡수체와 도 3에 도시된 전자파 흡 수체의 -10 dB 흡수 대역폭과 두께를 비교한 그래프이다.
도 10에 도시된 바와 같이， 본 발명에 따른 전자파 흡수체 (a)는 도 3의 Salisbury 스크린 형태의 전자파 흡수체 (b)와 비슷한 구조를 가지고 있지만 두께에 비해서 흡수 대역폭이 광대역으로 나타나는 것을 알 수 있다. 따라서， 도 5 내지 도 9를 참조하면， 본 발명은 전자파의 공진의 공간을 확보 하기 위한유전체 지지층을 형성하는 단계; 상기 유전체 지지층 배면에 고전도성 배 면층을 형성하는 단계 및 상기 유전체 지지층의 전면에 배치되며， 상기 고전도성 배 면층으로부터 반사된 전자파와 공진피크가 발생하도록 복소 유전을을 구비한 유전 손실형 복합재 시트층을 형성하는 단계를 포함하는 형성 방법을 이용하여 종래의 Salisbury 스크린 형태의 흡수체가 가지는 제조 및 구조상의 장점을 보유하면서， 정 합에 필요한 지지층의 두께에 대비하여 넓은 흡수대역을 가지는 전자파 흡수체를 구현할 수 있다.
도 11은 도 5에 도시된 전자파 흡수체가 일반적인 구조물에 적용되는 일 예 를 나타낸 예시도이다.
먼저, 본 발명의 전자파 흡수체는 전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 유 전체 지지층, 상기 유전체 지지층 배면에 형성된 고전도성 배면층， 상기 유전체 지지 층의 전면에 배치되며, 상기 고전도성 배면층으로부터 반사된 전자파와 공진피크가 발생하도록 복소 유전을을 구비한 유전손실형 복합재 시트층을 포함한다.
일반적인 금속 및 탄소섬유강화 복합재료 등과 같이 전자파가 90%이상 반사 되는 소재를 표면층로 구비하는 모든 구조물은 본 발명의 전자파 흡수체의 배면층 (100)으로 적용될 수 있다. 여기서, 일반적인 구조물의 표면층이 가지는 전자파 반사 을이 90% 이하인 경우에^ 구조물의 표면과 지지층 (200) 사이에 상기 고전도성 배 면층 (100)으로서 금속 박막을 추가로 사용할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 일반적 구조물 또는 금속 박막이 표면으로 형성 된 구조물에 적용되는 전자파 흡수체는 유전체 지지층， 복합재 시트층이 구비된 직 사각형 형상의 전자파 흡수체로 형성될 수 있다.
따라서， 고전도성 표면으로 형성된 구조물 예컨대， 자동차， 항공기, 선박， 무 선 통신 기기, 지하철， 풍차， 휴대용 통신기기 등에 적용될 수 있다.
또한， 본 발명의 전자파 흡수체는 기존 구조물에 손쉽게 부착 가능한 형태로 형성될 수 있으며 예컨대， 선박에 이용할 경우， 직사각형 형태 (예를 들면， 타일 형 태)의 전자파 흡수체일 수 있다.
기존의 구조적 조립식 형태로 형성되는 대형 선박， 대형 여객기 등에서는 전 자파 흡수체 표면을 단일 공정 또는 대형 선박， 대형 여객기를 제조하는 과정상에 추가 공정으로 실시함으로써 비용상의 문제점을 야기시켰다.
그러나， 본 발명의 전자파 흡수체의 적용은 일체식으로 적용되었던 구조물 제조과정상에서 전자파 흡수체 공정을 분리시킬 수 있고， 기존에 고전도성 표면으로 형성된 구조물에 용이하게 적용할 수 있으므로， 비용 측면에서 탁월한 효과를 얻을 수 있다.
이러한， 기존 구조물에 본 발명의 전자파 흡수체를 부착시킴으로써 고주파 영역에서 사용되는 전자장비 상호 간의 양립성 증대와 전자파 환경 공해에 대한 무 선 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 지금까지 설명한 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상의 구체적인 일예들에 불과하며, 제조 과정상의 온도， 시간， 고분자 수지, 전도성 분말 (섬유 포힘-) 의 종류 및 부피분을 등과 같은 처리 조건 등은 당업자에 의하여 선택적으로 변형 이 가능할 것이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전 기용 회전 날개의 에어포일 상판 또는 하판의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개는 도 12에 도시된 바와 같이， 복합재와， 전자파 흡수용 스크린 (150' ) 및 수지투 과성 고전도 배면층 (140')을 포함한다.
상기 복합재는 내부면계 (110'), 심재 (130') 및 외부면재 (120')가 적층된 샌드 위치 구조로 이루어질 수 있는데， 상기 샌드위치 구조의 복합재는 상기 내부면재 및 외부면재가 유리섬유 강화 복합재로 이루어질 수 있고， 상기 심재가 폼 내지 발사 나무 등 비전도성 유전체로 이루어질 수 있다.
구체적으로， 본 발명의 내부면재 및 외부면재로 사용된 유리섬유 강화 복합 재는 OWENS CORNING 사에서 공급한 SE1500 유리섬유를 이용하여 독일의 SAERTEX GmbH & Co. 사에서 직조한 [±45] 이축 NCF 직물 4장을 적층한 것이 고， 본 발명의 심재로 사용된 ' 비전도성 유전체는 미국의 ALCAN사에서 공급한 AIREX PVC Foam이다.. 이때, 본 발명과 같이， 상기 내부면재 및 외부면재로 독일 의 SAERTEX GmbH & Co. 사에서 직조한 [±45] 이축 NCF 직물 4장을 적층하여 사용하는 경우， 상기 내부면재 및 외부면재는 2.15 mm의 두께를 가질 수 있다. 상기 전자파 흡수용 스크린은 (150') 상기 외부면재 (120') 하부에 적층되어 전 자파를 흡수할 수 있고， 이때， 상기 전자파 흡수용 스크린 (150 은 유전손실성 복합 재 시트， 377 Ω/sq의 면저항을 가지는 저항 시트， 또는 Circuit Analog 회로 증 어느 하나일 수 있다.
상기 전자파 흡수용 스크린은 탄소나노 소재가 균일하게 분산된 에폭시 수지 가 유리섬유 직물에 도포되어 형성될 수 있는데， 이때, 상기 탄소나노 소재는 카본 블랙， 탄소 나노섬유 및 탄소 나노류브 증 어느 하나이거나 이들의 결합일 수 있다. 구체적으로， 본 발명의 전자파 흡수용 스크린은 카본 블랙 (Carbon Black), 탄 소 나노섬유 (Carbon Nano Fiber) 및 탄소 나노류브 (Carbon Nano Tube)를 에폭시 수지에 다양한 함유율로 혼합하여 시험재를 제조하고 시험재의 전자기적 특성을 평 가할 수 있는데， 본 발명에서 사용된 카본 블랙 (CB)은 LINZI HUAGUANG Chemical Ind. (China)의 HG—1P이고, 탄소 나노섬유 (CNF)는 APPLIED SCIENCE Inc. (USA)의 PYROGRAF III (PR-19-XT-LHT)이며, 탄소 나노류브 (MWNT)는 ILJIN NANOTECH Co. Ltd. (Korea)의 CM-95이다.
또한， 상기 유리섬유 직물은 위사 (fill)와 경사 (warp)의 차이가 작은 평직 (plane weave)으로서， 직물을 이루는 셀 (ceU)의 크기가 작고 한 장당 두께가 얇은 (주)한국화이바에서 생산되는 #110 PCB용 절연 매트이다.
더불어, 상기 에폭시 수지는 Bisphenol-A 계통의 주제와 방향성 아민계 (aromatic amine)의 경화제가 주가 되며, 직물도포를 용이하게 하기 위한 희석제와 미량의 반웅촉진제 (accelerator) 둥으로 구성되었으며， 첨가한 탄소나노 소재의 무게 분을은 카본 블랙이 5.30 wt%, 탄소 나노섬유가 2.08 wt%, 탄소 나노튜브가 4.78 ^%로 이루어졌다. 즉, 탄소나노 소재의 무게분을은 희석제를 제외한 에폭시 무게 에 대한 탄소나노 소재의 무게비로 나타내었으며， 전자파 흡수용 스크린 내의 함지 을은 (resin content) 약 50%로 하였다.
도 17a내지 도 17c는 유전손실형 전자파 흡수용 스크린의 복소 유전을을 나 타내는 그래프이다. 한편, 상기 전자파 흡수용 스크린에 대한 복소 유전율과 복소 투자율을 측정 할 수 있다.
구체적으로， 탄소나노 소재는 전도성 재료이므로 전자파 흡수용 스크린의 복 소 투자을의 값은 1이고， 전자파 흡수용 스크린의 복소 유전을은 Agilent의 백터네 트워크분석기인 N5230A와 7 동축관을 사용하여 측장할 수 있는데， 그 결과는 도 13a 내지 도 13c에 나타난 바와 같다， 여기서， 도 13a, 도 13b 및 도 13c는 각각 카 본 블랙, 탄소 나노섬유， 탄소 나노튜브를 함유한 유전손실형 전자파 흡수용 스크린 의 복소 유전을을 나타낸다.
상기 수지투과성 고전도 배면층 (140 은 상기 샌드위치 구조의 복합재 (100') 내부에 삽입되어 전자파를 반사할 수 있으며， 이때, 상기 수지투과성 고전도 배면층 (140')은 적어도 하나 이상의 탄소섬유 직물 (Carbon Fabric)을 적층하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 수지투과성 고전도 배면층 (140' )은 상기 외부면재 (120' ) 내 부에 삽입되거나， 상기 외부면재 (120)와 심재 (130') 사이에 삽입되거나， 상기 심재 (130') 내부에 삽입될 수 있고， 상기 수지투과성 고전도 배면층이 상기 심재 내부에 삽입되는 경우， 상기 심재의 두께 방향의 임의의 위치에 삽입됨으로써 전자파 흡수 체를 정합시킬 수 있다.
상기 탄소섬유 직물은 복합재 회전날개에 사용되는 유리섬유와 함께 고성능 복합재 구조에 많이 사용되는 소재로， 본 발명에 사용된 탄소섬유 직물은 TR30(Mitsubishi，일본)을 원소재로 하여 SK Chemicals 사에서 직조한 WSN3K (FAW = 195 g/m2, 두께 = 0.223 mm) 소재이다. '도 16은 고전도 배면층으로 사용되는 탄소섬유 직물의 전자파 반사， 투과 특 성을 평가한 결과의 그래프이다.
한편， 고전도 배면층으로 WSN3K 직물을 각각 1장， 2장， 3장을 적층하고 에 폭시 수지를 함침시킨 후, 각각 자유공간측정장비 (HVS Free Space Measurement System, 美)로 X— band(8.2 GHz ~ 12.4 GHz)에서의 전자파 반사， 투과 특성을 평가 함으로써 탄소섬유 직물의 고전도 배면층으로의 활용성을 평가할 수 있다.
구체적으로， 도 12에 도시된 바와 같이， 탄소섬유 직물의 반사 손실은 최고 -0.1 dB이므로 최소 98%이상의 반사율을 가지고 있고， 이러한 반사 특성은 1장, 2 장， 3장의 탄소섬유 직물을 적층한 고전도 배면층에서 거의 비슷하게 나타나므로 본 발명에서는 상기 고전도 배면층을 위한 소재로서 탄소섬유 1장을 사용하였다.
이때， 실제 웅용에서는 상기 고전도 배면층의 반사을이 약 95%이상이면 배 면층으로서의 역할을 할 수 있으므로 본 발명의 수지투과성 고전도 배면층은 전자 파 반사을이 적어도 95% 이상인 것이 바람직하다.
한편,' 액상 수지가 임의의 매질 내부를 흐를 때에 액상 수지의 흐름의 속도
(U)는 하기의 [수학식 4]을 통해 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure imgf000029_0001
μ bx
(U:유속 [m/s], K:매질의 투과성계수 [m2], δρ/δχ:길이방향 압력 구배 [N/nfj, y: 점도 [N* s/m2]) 여기서， 상기 수지투과성 고전도 배면층은 두께 방향으로의 액상 수지의 흐 름에 대한 투과성계수의 값이 1(厂6 ~ 10— 14 일 수 있다.
도 18a 내지 도 18c는 유전손실형 전자파 흡수용 스크린을 이용하여 제조된 풍력 발전기용 회전 날개의 전자파 흡수 성능을 나타내는 전파 손실 (reflection loss) 의 그래프이다.
한편， 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전자파 흡수용 스크린이 구비된 풍력 발전기용 회전 날개의 전자파 흡수 성능은 도 18a 내지 도 18c에 도시된 바와 같다.
구체적으로， 도 18a는 카본 블랙을 전도성 분말로 사용하되 탄소섬유 직물 배면층이 복합재의 심재와 외부면재의 경계로부터 심재 내부로 0.7 mm 위치에 배치 된 풍력 발전기용 회전 날개의 전자파 흡수 성능을 나타내고 있고， 도 18b는 탄소나 노 섬유를 전도성 분말로 사용하되 탄소섬유 직물 배면층을 복합재의 심재와 외부 면재의 경계에 배치된 풍력 발전기용 회전 날개의 전자파 흡수 성능을 나타내고 있 으며， 도 18c는 탄소나노 섬유를 전도성 분말로 사용하되 탄소심유 직물 배면층을 복합재의 심재와 외부면재의 경계로부터 심재 내부로 0.4 mm 위치에 배치된 풍력 발전기용 회전 날개의 전자파 흡수 성능올 나타내고 있다.
이하， 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기 용 회전 날개의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전 기용 회전 날개의 제조 방법의 일 블록도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회 전 날개의 제조 방법은 도 13에 도시된 바와 같이， 자파 흡수용 스크린 형성 단계 (S10)와， 수지투과성 고전도 배면층 삽입 위치 선정 단계 (S20)와， 수지투과성 고전도 배면층을 포함한 샌드위치 구조의 복합재 형성 단계 (S30)와， 전자파 흡수용 스크린 상에 복합재를 적층하는 단계 (S50)를 포함한다. 상기 전자파 흡수용 스크린 형성 단계 (S10)는 탄소나노 소재를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산시킨 후 유리섬유 직물에 도포하여 전자파 흡수용 스크린을 형 성하는 단계이다. 상기 수지투과성 고전도 배면층 삽입 위치 선정 단계 (S20)는 전자파 흡수체 가 정합이 일어나도록 샌드위치 구조의 복합재 내에서 수지투과성 고전도 배면층으 로 사용되는 탄소섬유 직물 (Carbon Fabric)의 삽입 위치를 선정하는 단계이다.
즉， 상기 수지투과성 고전도 배면층 삽입 위치 선정 단계 (S20)는 전자파 흡 수체가 정합이 일어나도록 상기 수지투과성 고전도 배면층 (140)을 상기 복합재의 외 부면재 내부에 삽입하거나， 상기 외부면재와 심재 사이에 삽입하거나， 상기 심재 내 부에 삽입하도록 선정할 수 있다.
여기서， 상기 수지투과성 고전도 배면층을 상기 심재 내부에 삽입하는 경우, 전자파 흡수체의 정합을 위해서 상기 심재의 두께 방향의 임의의 위치에 삽입하는 것이 바람직하다. 상기 수지투과성 고전도 배면층을 포함한 샌드위치 구조의 복합재 형성 단계
(S30)는 상기 수지투과성 고전도 배면층을 포함하여 내부면재， 심재 및 외부면재를 차례로 적층하여 샌드위치 구조의 복합재를 형성하는 단계이다. 상기 수지투과성 고전도 배면층과， 전자파 흡수용 스크린 및 샌드위치 구조 의 복합재는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍락 발전기 용 희전 날개에서 그 구성 및 내용을 상세히 설명하였으므로 여기에서는 그 설명을 생략한다. 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전 기용 회전 날개를 제조하는데 있어서, SCRIMP를 활용하여 소재들을 배치한 형상의 단면을 간략히 표현한 도이다. 상기 전자파 흡수용 스크린 상에 복합재를 적층하는 단계 (S50)는 도 13에 도 시된 바와 같이， 유리섬유 직물에 탄소나노 소재가 균일하게 분산된 에폭시 수지를 도포하여 형성한 스크린 상에 상기 샌드위치 구조의 복합재를 적층하는 단계이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전 기용 회전 날개의 제조 방법의 다른 블록도이다. 한편， 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기 용 회전 날개의 제조 방법은 도 14에 도시된 바와 같이， 상기 수지투과성 고전도 배 면층을 포함한 샌드위치 구조의 복합재 형성 단계 (S30) 이후， 금형면 상에 전자파 흡수용 스크린을 적층하는 단계 (S40)를 더 포함할 수 있다. 상기 금형면 상에 전자파 흡수용 스크린을 적층하는 단계 (S40)는 도 14에 도 시된 바와 같이， SCRIMP의 금형 (300)면에 상기 전자파 흡수용 스크린 (150)을 접하 도록 구성하는 단계이다. 상술한 바와 같이， 본 발명의 실시 예에 따른 전자파 흡수 기능을 구비한 풍 력 발전기용 회전 날개 및 이의 제조 방법에 의하면 종래의 회전날개를 구성하는 유전체 소재를 전자파 흡수체를 위한 지지층으로 활용하여 레이더 간섭을 최소화할 수 있고， 별도의 흡수체를 추가할 필요가 없으므로 제조비용， 공정시간 및 유지보수 의 부담을 경감시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며， 청구범위 에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식올 가진 자라면 누구든지 다양한 차동의 실시가 가능한 것은 물른이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
[부호의 설명】
100： 고전도성 배면층 100': 복합재
110'： 내부면재 120': 외부면재
130'： 심재 140': 수지투과성 고전도 배면층
150'： 전자파 흡수용 스크린 200': 진공백 200： 지지층 210'： 수지주입구 220'： 진공출구 300': 금형
300： 복합재 시트층 400： 전자파 흡수체 400'： 수지유동소재 500'： 수지투과성 이형필름

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 지지층;
상기 지지층 배면에 형성된 고전도성 배면층; 및
상기 지지층의 전면에 배치되며， 상기 고전도성 배면층에서 반사된 전자파와 공진피크가 발생하도록 하는 복소 유전율을 구비한 유전손실형 복합재 시트층을 포 함하는 전자파 흡수체.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 유전손실형 복합재 시트층은， ᅳ
전도성 분말이 고분자 기지에 분산되도록 형성되어 복소 유전을을 갖는 복합 재 시트층인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
[청구항 3】
제 2항에 있어서，
상기 복소 유전율은，
상기 복합재 시트층 내부에 분산된 전도성 분말의 함유율과 분말의 형태， 분 말의 고유의 전기 전도도， 표면 상태 중 어느 하나에 따라서 다양한 크기의 유전을 인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
[청구항 4】
제 1항에 있어서,
상기 복소 유전율은， 상기 복합재 시트층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡 수체.
【청구항 5】
제 1항에 있어서，
상기 복소 유전을은，
중심 주파수， 지지층의 두께에 따라 조절되는 것올 특징으로 하는 전자파 흡 수체.
【청구항 6】
제 1항에 있어서，
상기 복소 유전을은， 실수부가 1을 초과하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡 수체.
【청구항 7】
제 1항에 있어세
상기 복합재 시트층은，
카본 블랙， 탄소 나노섬유， 탄소 나노류브를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산 시켜 유리섬유 직물에 도포되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
【청구항 8】
제 1항에 있어서，
상기 복합재 시트층은，
탄소 나노 소재를 포함하는 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
[청구항 9】
거 17항에 있어서，
상기 유리섬유 직물은,
위사와 경사의 차이가 작은 평직이며， 상기 직물을 이루는 셀의 크기가 작고， 두께가 얇은 PCB용 절연 매트인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
【청구항 10】
전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 지지층;
상기 지지층 배면에 형성된 고전도성 배면층; 및
상기 지지층의 상부에 형성되며， 상기 고전도성 배면층에서 반사된 전자파와 공진피크가 발생하도록 하는 복소 유전을을 구비한 다수의 복합제 시트층들을 포함 하는 전자파 흡수체.
【청구항 111
제 13항에 있어서，
상기 다수의 복합체 시트층들 중 어느 하나는
카본 블택， 탄소 나노섬유， 탄소 나노튜브를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산 시켜 유리섬유 직물에 도포되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
【청구항 12]
전자파의 공진의 공간을 확보하기 위한 유전체 지지층을 형성하는 단계;
상기 유전체 지지층 배면에 고전도성 배면층을 형성하는 단계; 및
상기 유전체 지지층의 전면에 배치되며, 상기 고전도성 배면층으로부터 반사 된 전자파와 공진피크가 발생하도록 복소 유전을을 구비한 유전손실형 복합재 시트 층을 형성하는 단계를 포함하는 전자파 흡수체 형성 방법 .
[청구항 13]
제 12항에 있어서，
상기 유전손실형 복합재 시트층은，
전도성 분말이 고분자 기지에 분산되도록 형성되어 복소 유전을을 갖는 복합 재 시트층인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형성 방법.
[청구항 14]
제 12항에 있어서，
상기 복소 유전율은,
상기 복합재 시트층 내부에 분산된 전도성 분말의 함유율과 분말의 형태， 분 말의 고유의 전기 전도도, 표면 상태 중 어느 하나에 따라서 다양한 크기의 유전을 인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형성 방법.
[청구항 15】
제 12항에 있어서，
상기 복소 유전율은,
상기 복합재 시트층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡 수체 형성 방법.
【청구항 16]
제 12항에 있어서,
상기 복소 유전율은,
중심 주파수， 지지층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡 수체 형성 방법.
【청구항 17]
제 12항에 있어서，
상기 복합재 시트층의 두께는，
증심 주파수， 지지층의 두께에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡 수체 형성 방법.
【청구항 18】
제 12항에 있어서，
상기 복소 유전율은，
실수부 (e')와 허수부 (e")로 구성되며, 상기 복소 유전을의 값이 1을 초과하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형성 방법.
【청구항 19】
제 12항에 있어서，
상 7ᅵ 복합재 시트층은，
카본 블랙 (Carbon black), 탄소 나노섬유 (Carbon Nano Fiber), 탄소 나노튜브 (Carbon Nano Tube)를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산시켜 유리섬유 직물에 도포 되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형성 방법.
【청구항 20]
제 17항에 있어서，
상기 복합재 시트층은，
탄소 나노 소재를 포함하는 화합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형성 방법.
【청구항 21】
제 19항에 있어서，
상기 유리섬유 직물은，
위사와 경사의 차이가 작은 평직이며， 상기 직물을 이루는 셀의 크기가 작고， 두께가 얇은 PCB 용 절연 매트로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형 성 방법..
[청구항 22】 .
제 19항에 있어서，
상기 에폭시 수지는，
Bisphenol-A 계열의 주제와 방향성 아민계 (aromatic amine)의 경화제 및 직 물도포를 용이하게 하기 위하여 회석제와 미량의 반웅촉진제를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체 형성 방법.
[청구항 23】
내부면재， 심재 및 외부면재가 적층된 샌드위치 구조의 복합재를 포함하는 풍력 발전기용 회전 날개에 있어서，
상기 외부면재 하부에 적층되어 전자파를 흡수하는 전자파 흡수용 스크린; 및
상기 샌드위치 구조의 복합재 내부에 삽입되어 전자파를 반사하는 수지투과 성 고전도 배면층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 24】
제 23항에 있어서,
상기 전자파 흡수용 스크린은 탄소나노 소재가 균일하게 분산된 에폭시 수지 가 유리섬유 직물에 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비 한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 25]
제 24항에 있어서，
상기 탄소나노 소재는 카본 블랙， 탄소 나노섬유 및 탄소 나노류브 중 어느 하나이거나 이들의 결합인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발 전기용 회전 날개.
【청구항 26]
제 23항에 있어서,
상기 전자파 흡수용 스크린은 유전손실성 복합재 시트， 377 O/sq의 면저항을 가지는 저항 시트， 또는 Circuit Analog 회로 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 27】
제 23항에 있어서，
상기 수지투과성 고전도 배면층은 적어도 하나 이상의 탄소섬유 직물 (Carbon Fabric)을 적층하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 28] 제 23항에 있어서,
상기 수지투과성 고전도 배면층은 상기 외부면재 내부에 삽입되거나， 상기 외부면재와 심재 사이에 삽입되거나, 상기 심재 내부에 삽입되는 것올 특징으로 하 는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 29】
제 28항에 있어서，
상기 수지투과성 고전도 배면층이 상기 심재 내부에 삽입되는 경우， 상기 심 재의 두께 방향의 임의의 위치에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
[청구항 30】
제 23항에 있어서，
상기 수지투과성 고전도 배면층은 두께 방향으로의 액상 수지의 흐름에 대한 하기 수학식의 투과성계수의 값이 106 ~ 10'14 nf 인 것을 특징으로 하는 전자파 흡 수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개. u μ
Figure imgf000042_0001
(U:유속 [m/s], K:매질의 투과성계수 [m2], δΡ/δχ:길이방향 압력 구배 [N/irf], μ: 점도 [N* s/m2])
【청구항 31】
제 23항에 있어서， 상기 수지투과성 고전도 배면층은 전자파 반사을이 적어도 95% 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 32】
제 23항에 있어서，
상기 샌드위치 구조의 복합재는，
상기 내부면재 및 외부면재가 유리심유 강화 복합재로 이루어지고， 상기 심 재가 폼 내지 발사 나무 등 비전도성 유전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전 자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개.
【청구항 33]
탄소나노 소재를 에폭시 수지 내에 균일하게 분산시킨 후 유리섬유 직물에 도포하여 전자파 흡수용 스크린을 형성하는 단계;
샌드위치 구조와 복합재 내부에 수지투과성 고전도 배면층으로 사용되는 탄 소섬유 직물 (Carbon Fabric)의 삽입위치를 선정하는 단계;
상기 수지투과성 고전도 배면층을 포함하여 내부면재， 심재 및 외부면재를 차례로 적층하여 샌드위치 구조의 복합재를 형성하는 단계; 및
상기 전자파 흡수용 스크린 상에 상기 복합재를 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개의 제조 방법.
【청구항 34】
제 33항에 있어서,
상기 전자파 흡수용 스크린을 금형면 상에 적층하는 단계를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개의 제조 방 법.
【청구항 35】
제 33항 또는 제 34항에 있어서，
상기 샌드위치 구조의 복합재 내부에 수지투과성 고전도 배면층의 삽입위치 를 선정하는 단계는 상기 수지투과성 고전도 배면층을 상기 복합재의 외부면재 내 부에 삽입하거나， 상기 외부면재와 심재 사이에 삽입하거나， 상기 심재 내부에 삽입 하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개의 제조 방법.
[청구항 36】
제 35항에 있어서，
상기 수지투과성 고전도 배면층을 상기 심재 내부에 삽입하는 경우， 상기 심재의 두께 방향의 임의의 위치에 삽입하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수 기능을 구비한 풍력 발전기용 회전 날개의 제조 방법.
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