(57)【要約】【課題】薄型化が可能な加工性を有し、薄型であっても、十分な電波吸収特性を有する電波吸収体を提供する。【解決手段】平均粒子径が２μｍ以下、粒度分布がＤ９０／Ｄ１０≦１０である炭化珪素原料粉末を用いてなり、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上を元素割合の合計で、３００〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする多孔質炭化珪素電波吸収体。Ａｌ及びＦｅをそれぞれ１００〜５００ｐｐｍ、Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上をそれぞれ１００ｐｐｍ以下含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が２μｍ以下、粒度分布がＤ９０／Ｄ１０≦１０である炭化珪素原料粉末を用いてなり、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上を元素割合の合計で、３００〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする多孔質炭化珪素電波吸収体。
【請求項２】
Ａｌ及びＦｅをそれぞれ１００〜５００ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項１記載の多孔質炭化珪素電波吸収体。
【請求項３】
Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上をそれぞれ１００ｐｐｍ以下含有することを特徴とする請求項１または２記載の多孔質炭化珪素電波吸収体。
【請求項４】
厚さが０．５ｍｍ以下の薄板である請求項１〜３記載の多孔質炭化珪素電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型軽量の多孔質セラミックス電波吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波吸収体は、種々のデバイス間のノイズや電波障害を防止するために、様々な装置に用いられている。従来フェライトなどの磁性粉末と誘電粉末または金属短繊維などとを樹脂などで複合化させたものなどが多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、電波吸収体として、樹脂を使用した場合は、吸収した電波を熱変換するため発熱して、劣化したり、変形したりする問題があった。
【０００４】
そこで、出願人は、樹脂を含まず耐熱性、耐久性に優れた多孔質炭化珪素セラミックスからなり、約２５〜４５ＧＨｚという幅広い範囲の周波数帯の電波を効率的に吸収することができる電波吸収体を提案した。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２６５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、携帯電話やノートパソコンに見られるように種々の装置が軽量小型化、薄型化されており、特許文献１のような多孔質セラミックスのみからなる電波吸収体の場合には、薄型化するには加工性が不十分であり、また、薄型化しても十分な電波吸収特性が得られない場合があった。
【０００７】
また、近年自動車の電子化が進んでおり、車載の電波吸収体には厳しい環境でも使用できる耐久性及び信頼性が必要となっている。したがって、薄型化した場合に壊れ易かったり、電波吸収性が十分でなかったりすると、自動運転を可能にする車載用レーダのような機器が誤作動を起こし、大きな事故に繋がる恐れがある。
【０００８】
本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、薄型化が可能な加工性を有し、薄型であっても、十分な電波吸収特性を有する電波吸収体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するため、以下の（１）〜（４）を提供する。
（１）平均粒子径が２μｍ以下、粒度分布がＤ９０／Ｄ１０≦１０である炭化珪素原料粉末を用いてなり、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上を元素割合の合計で、３００〜１０００ｐｐｍ含有することを特徴とする多孔質炭化珪素電波吸収体。
（２）Ａｌ及びＦｅをそれぞれ１００〜５００ｐｐｍ含有することを特徴とする（１）記載の多孔質炭化珪素電波吸収体。
（３）Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上をそれぞれ１００ｐｐｍ以下含有することを特徴とする（１）または（２）記載の多孔質炭化珪素電波吸収体。
（４）厚さが０．５ｍｍ以下の薄板である（１）〜（３）記載の多孔質炭化珪素電波吸収体。
【発明の効果】
【００１０】
薄型化に十分な強度を有し、薄型であっても、十分な電波吸収特性を有する電波吸収体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の電波吸収体について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の電波吸収体は、多孔質炭化珪素からなる。多孔質炭化珪素電波吸収体にマイクロ波からミリ波帯の電波が入射すると、入射波が多孔質構造を有する炭化珪素内部で散乱、反射及び減衰することによって吸収されるため、幅広い周波数帯の電波を効率良く吸収することができる。なかでも、本発明の電波吸収体は、１５〜３０ＧＨｚの周波数の減衰に効果的である。
【００１３】
多孔質炭化珪素は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上を元素割合の合計で、３００〜１０００ｐｐｍ含有する。これらを含むことで、固相焼結において、粒子のネッキング開始温度を低下させる効果がある。これにより、低温焼結で、所望の気孔率を維持したまま、強固な粒子結合が可能となり、加工性も高められる。
【００１４】
特にＡｌ及びＦｅの両方を含むことにより、低温焼結における粒子結合力を高めることができる。これらを含まない場合は、加工性が低下するため、薄板加工が困難になる。また、高温での焼結を要し、気孔率を制御することが難しくなる。
【００１５】
Ａｌ及びＦｅを１００〜５００ｐｐｍ含ませることが好ましい。所定量含ませることにより、低温焼結で、所望の気孔率及び粒子結合力を有する多孔質体が得られる。また、これらの量を上記範囲とすることにより、多孔質体を薄板に加工する場合の加工性が高められる。さらに、多孔質体を加工して薄板にした場合でも十分な電波吸収性を維持できる。
【００１６】
上記のように、Ａｌ及びＦｅを１００〜５００ｐｐｍ含ませることに加えて、Ｃａ、ＭｇまたはＮａの１種以上をそれぞれ１００ｐｐｍ以下含有することが好ましい。これらを含ませることで、固相焼結における粒子のネッキング開始温度を低下させることができる。これらの含有量のより好ましい範囲は、０．１〜１００ｐｐｍ、さらに好ましい範囲は１〜１００ｐｐｍである。
【００１７】
炭化珪素原料粉末の平均粒子径が、２μｍ以下であることが好ましい。さらに平均粒子径に加えて、粒度分布が、Ｄ９０／Ｄ１０≦１０であることがより好ましい。平均粒子径を、２μｍ以下とすることにより低温焼結が容易になる。粒度分布を上記のように定めるのは、薄板に加工する際の加工性を高めるためである。シャープな粒度分布を有することにより、粒子結合力を高めることができる。また、加工時に多孔質体にかかる負荷を均一にし、割れ難くする効果がある。なお、本発明では、レーザー回折式粒度分布測定により求めたメディアン径（Ｄ５０）をもってセラミックス粉末成形粒子の平均粒子径とする。またＤ９０及びＤ１０もレーザー回折式粒度分布測定により求めた値である。
【００１８】
本発明の電波吸収体は、厚さが０．５ｍｍ以下の薄板である。従来の多孔質体の場合、このような薄板を得るには、多孔質体の気孔を樹脂で埋めて強度を高めなければならなかった。しかしながら、上述のように電波吸収体として樹脂を使用した場合は、吸収した電波を熱変換するため発熱して、劣化したり、変形したりするため、多孔質体の気孔を樹脂で埋めることは好ましくない。また、多孔質体の気孔内部で電波が振動することで大きな減衰効果を発揮することから、樹脂で埋めると減衰効果も低下する。本発明は、Ａｌ及びＦｅと、Ｃａ、ＭｇまたはＮａとを所定量含有させることにより、気孔を樹脂で埋めなくとも、極めて薄板の電波吸収体を得られることを見出したものである。さらに、これらの含有量に加えて、原料粉末の平均粒子径や粒度分布を特定することで、より加工性を高めることができる。本発明では、厚さが０．３ｍｍ以下の薄板の作製が可能である。
【００１９】
多孔質体の気孔率は、１０〜４０％が好ましい。このような範囲であれば、電波吸収性と加工性を両立できるので、薄板の電波吸収体を得ることができる。
【００２０】
次に、本発明の電波吸収体の製造方法について説明する。
【００２１】
炭化珪素粉末は、上記のような平均粒子径及び粒度分布を有するほか、酸素含有量が３．０質量％以下であることが好ましい。酸素含有量が多いと固相焼結でＢやＣを添加しても、酸素分を除去できず、粒子結合が不十分になり加工性が低下するためである。また、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ以外の不純物は０．０１％以下とすることが好ましい。
【００２２】
Ａｌ及びＦｅは、酸化物のほか、種々の化合物の形態で添加することができる。Ｃａ、ＭｇまたはＮａは、酸化物のほか、炭酸塩、水酸化物等種々の形態で添加することができる。また、これらの含有量は、炭化珪素の原料粉末に含まれる不純物を含めた量とすることができる。
【００２３】
これらの原料粉末を混合した後に、成形する。成形は、一軸加圧やＣＩＰ等のプレス成形、スラリーを用いた鋳込み成形等種々の方法を用いることができる。プレス成形の場合は、原料粉末にバインダや可塑剤等を加えてスプレードライ法により造粒した顆粒を用いても良い。
【００２４】
成形後、焼成を行う。焼成は、アルゴン、ヘリウム、窒素など不活性雰囲気にて１６００〜２０００℃の温度範囲とすることができる。
【００２５】
得られた焼結体を加工して厚さ０．５ｍｍ以下の薄板形状に加工する。加工は、平面研削等の通常用いられる方法が採用できる。
【００２６】
以下、試験例を示して本発明をより詳細に説明する。
【００２７】
［試験例１］
平均粒子径０．７μｍ、粒度分布Ｄ９０／Ｄ１０＝５．５の炭化珪素粉末に焼結助材として炭素を２％、炭化ホウ素を０．６％添加した。Ｆｅ及びＡｌ、並びにＣａ、Ｍｇ及びＮａを、表１に示した含有量となるように添加して混合した後、成形圧力５０ＭＰａでプレス成形し、成形体を作製した。得られた成形体をＡｒ中にて、１７００℃の温度で焼成して、炭化珪素焼結体を作製した。得られた炭化珪素焼結体を、平面研削により、形状５×２０×０．３ｍｍに加工した。平均粒子径及び粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定により求めた。
【００２８】
炭化珪素焼結体を試料ホルダーに挿入し、導波管法により、直線導波管（装置：ＷＲＪ２２０）を用いて、２０ＧＨｚの電波を、各試料に照射した時の電波吸収特性を、ネットワークアナライザを用いて測定した。結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2011061166.tif 000002
【００３０】
その結果、本発明のＮｏ．３〜７、９、１０では、１０ｄＢを超える減衰量を示し、優れた電波吸収能を発揮していることを確認することができた。
これに対して、本発明の範囲外であるＮｏ．１及び２は、加工中に破損し、Ｎｏ．８、１１及び１２では、電波吸収性が低下した。
【００３１】
［試験例２］
次に、炭化珪素粉末の平均粒子径及び粒度分布の異なるものを用いて試験を行った。平均粒子径及び粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定により求めた。
【００３２】
平均粒子径０．４〜２．５μｍの炭化珪素粉末に焼結助材として炭素を２％、炭化ホウ素を０．６％添加し、Ｆｅ及びＡｌを、それぞれ３００ｐｐｍ含有するように添加して混合した後、成形圧力５０ＭＰａでプレス成形し、成形体を作製した。得られた成形体をＡｒ中にて、１８００℃の温度で焼成して、炭化珪素焼結体を作製した。得られた炭化珪素焼結体を、平面研削により、形状５×２０×０．３ｍｍに加工した。
【００３３】
炭化珪素焼結体を試料ホルダーに挿入し、導波管法により、直線導波管（装置：ＷＲＪ２２０）を用いて、２０ＧＨｚの電波を、各試料に照射した時の電波吸収特性を、ネットワークアナライザを用いて測定した。結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
2011061166.tif 000003
【００３５】
その結果、本発明のＮｏ．２１〜２４では、１０ｄＢを超える減衰量を示し、優れた電波吸収能を発揮していることを確認することができた。これに対して、本発明の範囲外であるＮｏ．２５〜２７では、加工性が悪く、電波吸収体を得ることができなかった。