(57)【要約】      （修正有）【課題】複合材料の所望の磁化率をもたらす方法、とくに製造方法の提供。【解決手段】方法は、第１の厚さ寸法Ｄ１を有する第１の個別材料層１２を設けるステップを含み、第１の個別材料層１２は、第１の磁化率を有する第１の材料を含む。さらに、第１の個別材料層１２上に第２の厚さ寸法Ｄ２を有する第２の個別材料層１４を堆積させるステップを含み、第２の個別材料層１４は、第２の磁化率を有する第２の材料を含み、複合材料１０の所望の磁化率をもたらすように、相対的な第１Ｄ１及び第２Ｄ２の厚さ寸法を選択する方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料の製造方法であって、
第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を設けることであって、前記第１の個別材料層は、第１の磁化率を有する第１の材料を含む、前記第１の個別材料層を設けること、
前記第１の個別材料層上に第２の厚さ寸法を有する第２の個別材料層を堆積させることであって、前記第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料を含む、前記第２の個別材料層を堆積させることを備え、
相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、前記複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択される、方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の材料の一方は、磁性又は常磁性材料となるように選択され、
前記第１及び第２の材料の他方は、反磁性材料となるように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周囲媒質にほぼ等しい前記複合材料の前記所望の磁化率をもたらすように前記相対的な第１及び第２の厚さ寸法を選択することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記周囲媒質は真空であり、
前記第１の厚さ寸法は、前記第１及び第２の磁化率の大きさの合計によって除算された前記第２の磁化率にほぼ等しくなるように選択され、
前記第２の厚さ寸法は、前記第１及び第２の磁化率の前記大きさの合計によって除算された前記第１の磁化率にほぼ等しくなるように選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の個別材料層と、前記第２の個別材料層との間に第３の個別材料層を堆積させることをさらに備え、
前記第３の個別材料層は、第３の磁化率を有する第３の材料を含み、
前記相対的な第１、第２、及び第３の厚さ寸法は、前記複合材料の前記所望の磁化率をもたらすように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第３の個別材料層は、前記第１及び第２の個別材料層に対する非磁性接着層として構成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複合材料を用いて、少なくとも部分的な筐体を、前記第１の個別材料層が前記少なくとも部分的な筐体に対する内部層となり、前記第２の個別材料層が前記少なくとも部分的な筐体に対する外部層となるように構築することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の個別材料層は、前記第１の個別材料層と比較して、少なくとも１つの向上した材料特性を有するように選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の厚さ寸法は、前記少なくとも部分的な筐体に関して実質的に均一であり、
前記第２の厚さ寸法は、前記少なくとも部分的な筐体に関して実質的に均一である、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
実質的な密閉構造であって、該実質的な密閉構造を構築する複合材料を含む前記実質的な密閉構造において、
前記複合材料は、
前記実質的な密閉構造に対して実質的に内側の第１の個別材料層であって、前記第１の個別材料層は、第１の厚さ寸法を有し、かつ第１の磁化率を有する第１の材料を含む、前記第１の個別材料層と、
前記実質的な密閉構造に対して実質的に外側の第２の個別材料層であって、前記第２の個別材料層は、第２の厚さ寸法を有し、かつ第２の磁化率を有する第２の材料を含む、前記第２の個別材料層とを含み、
相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、前記複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択される、密閉構造。
【請求項１１】
第１及び第２の個別材料層間に配置され、第３の厚さ寸法及び第３の磁化率を有する第１及び第２の個別材料層に対する非磁性接着層として構成される第３の個別材料層をさらに備え、
前記相対的な第１、第２、及び第３の厚さ寸法は、前記複合材料の前記所望の磁化率をもたらすように選択される、請求項１０に記載の密閉構造。
【請求項１２】
前記第２の個別材料層は、前記第１の個別材料層と比較して、少なくとも１つの向上した材料特性を有するように選択される、請求項１０に記載の密閉構造。
【請求項１３】
前記第１の厚さ寸法は、前記実質的な密閉構造に関して実質的に均一であり、
前記第２の厚さ寸法は、前記実質的な密閉構造に関して実質的に均一である、請求項１０に記載の密閉構造。
【請求項１４】
前記第１及び第２の材料の一方は、磁性又は常磁性材料となるように選択され、
前記第１及び第２の材料の他方は、反磁性材料となるように選択され、
前記相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、周囲媒質にほぼ等しい前記複合材料の前記所望の磁化率をもたらすように選択される、請求項１０に記載の密閉構造。
【請求項１５】
請求項１０に記載の前記密閉構造を含む、核磁気共鳴（ＮＭＲ）センサシステム。
【請求項１６】
請求項１０に記載の前記複合材料を用いて製造される外面を含む乗り物。
【請求項１７】
実質的な密閉構造の製造方法であって、
前記実質的な密閉構造に対する内部層として第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を設けることであって、前記第１の個別材料層は、常磁性及び反磁性の一方の第１の材料を含む、前記第１の個別材料層を設けること、
前記実質的な密閉構造に対する外層として、前記第１の個別材料層上に第２の厚さ寸法を有する第２の個別材料層を堆積させることであって、前記第２の個別材料層は、前記第１の材料と比較して常磁性及び反磁性の他方である第２の材料を含む、前記第２の個別材料層を堆積させることを備え、
相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、周囲媒質にほぼ等しい総磁化率をもたらすように選択される、製造方法。
【請求項１８】
前記第１の個別材料層と、前記第２の個別材料層との間の非磁性接着層として第３の個別材料層を堆積させることをさらに備え、
前記第３の個別材料層は、第３の磁化率を有する第３の個別材料を含み、
前記相対的な第１、第２、及び第３の厚さ寸法は、前記周囲媒質にほぼ等しい前記総磁化率をもたらすように選択される、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記第２の個別材料層は、前記第１の個別材料層と比較して、少なくとも１つの向上した材料特性を有するように選択される、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記第１の厚さ寸法は、前記実質的な密閉構造に関して実質的に均一であり、
前記第２の厚さ寸法は、前記実質的な密閉構造に関して実質的に均一である、請求項１７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にエンジニアリング材料に関し、特にカスタムメイド磁化率材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁化率とは、ある材料の透磁率と、真空の透磁率との差の測定値であり、一般的に、真空に対する百万分率（ｐｐｍ）の差で表される。真空中で均一な磁場にさらされた非ゼロの磁化率を有する材料は、材料の外部に対する材料内部の磁束密度の差によって磁場を歪める。この歪みにより、材料の付近で、印加された磁場の大きさ及び方向が共に局所的に変化する。多くの磁気感受性機器は、関連する磁場の歪みに敏感である場合があり、従って、傾斜磁場に曝露されると性能劣化を受け得る。一例として、特定の機器又は筐体において磁場がほぼ均一であることが理想となり得ることが多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一例は、複合材料の製造方法を含む。この方法は、第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を設けるステップを含む。第１の個別材料層は、第１の磁化率を有する第１の材料を含む。この方法は、第１の個別材料層上に第２の厚さ寸法を有する第２の個別材料層を堆積させるステップも含む。第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料を含み得る。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択することができる。
【０００４】
別の例は、実質的な密閉構造を構築する複合材料を含む実質的な密閉構造を含む。複合材料は、実質的な密閉構造に対して実質的に内側の第１の個別材料層を含む。第１の個別材料層は、第１の厚さ寸法を有し得る、及び第１の磁化率を有する第１の材料を含む。複合材料は、実質的な密閉構造に対して実質的に外側の第２の個別材料層も含む。第２の個別材料層は、第２の厚さ寸法を有し得る、及び第２の磁化率を有する第２の材料を含み得る。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択することができる。
【０００５】
別の実施形態は、実質的な密閉構造の製造方法を含む。この方法は、実質的な密閉構造に対する内部層として第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を設けるステップを含む。第１の個別材料層は、磁性、常磁性、及び反磁性の内の１つである第１の材料を含む。この方法は、実質的な密閉構造に対する外層として、第１の個別材料層上に第２の厚さ寸法を有する第２の個別材料層を堆積させるステップも含む。第２の個別材料層は、第１の材料と比較して磁性、常磁性、及び反磁性の内の別のものである第２の材料を含み得る。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、周囲媒質にほぼ等しい総磁化率をもたらすように選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】複合材料の一例を示す。
【図２】実質的な密閉構造の一例を示す。
【図３】別個の構造に関連する磁場歪みの例示図を示す。
【図４】複合材料の別の例を示す。
【図５】複合材料の製造方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示は、一般にエンジニアリング材料（engineered material）に関し、特にカスタムメイド磁化率材料（customized magnetic susceptibility material）に関する。少なくとも部分的な筐体又は実質的な密閉構造を構築するために提供されるような特定の材料は、個別の材料層を含む複合材料として製造され得る。複合材料は、第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を含み得る及び第１の磁化率を有する第１の材料から形成され得る。一例として、第１の材料は、磁性、常磁性（すなわち正磁場磁化率を有する）、又は反磁性（すなわち負磁場磁化率を有する）材料でもよい。複合材料は、第２の厚さ寸法を有し、第１の個別材料層上に堆積される第２の個別材料層も含み得る。第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料から形成され得る。別の例として、第２の材料は、第１の材料に対して磁性、常磁性、又は反磁性の内の別のものでもよい。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、第１及び第２の個別材料層の所望の総磁化率、従って複合材料の所望の磁化率を提供するように選択してもよい。例えば、所望の磁化率は、真空、大気、又は水等の周囲媒質にほぼ等しくてもよい。
【０００８】
図１は、複合材料１０の一例を示す。複合材料１０は、所望の磁化率をもたらすために少なくとも部分的な密閉構造用等の様々な用途において組み込まれ得る。例えば、複合材料１０は、様々な異なるタイプのセンサ（例えば、核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance : ＮＭＲ）又は（電子常磁性共鳴（electron paramagnetic resonance : ＥＰＲ）センサシステム）又は様々な異なるタイプの有人又は無人乗り物（例えば、宇宙船又は海中船）用のソレノイドケーシング等の様々なデバイスの構築に組み込まれ得る。複合材料１０は、周囲媒質（例えば、真空、大気、又は水）にほぼ等しい等の所望の値の磁化率を示すように製造することができる。
【０００９】
複合材料１０は、第１の個別材料層１２及び第２の個別材料層１４を含む。図１の例では、第１の個別材料層１２は、厚さ寸法Ｄ１を有し、第２の個別材料層１４は、厚さ寸法Ｄ２を有する。一例として、第１及び第２の個別材料層１２及び１４は、ある総磁化率を達成するために互いに対する体積的配置（volumetric arrangement）（例えば、相対的な厚さ寸法Ｄ１及びＤ２によって決定付けられる）で設けられた様々な物理的形態（例えば、破砕粒子、繊維、結晶積層等）で設けられてもよい。一例として、第２の個別材料層１４は、例えば電気めっき等の様々な異なる堆積技術に基づいて、第１の個別材料層１２上の第２の材料のコーティングとして形成されてもよい。
【００１０】
第１の個別材料層１２は、公知の磁化率を有する様々な材料から形成されてもよい。例えば、第１の個別材料層１２の材料は、磁性、常磁性（すなわち正磁場磁化率を有する）、又は反磁性（すなわち負磁場磁化率を有する）でもよい。同様に、第２の個別材料層１４は、公知の磁化率を有する第１の個別材料層１２の材料とは異なる様々な材料から形成されてもよい。例えば、第２の個別材料層１４の材料は、第１の個別材料層１２の材料とは異なるような磁性、常磁性、又は反磁性でもよい。例えば、第１の個別材料層１２の材料が常磁性である一方で、第２の個別材料層１４の材料は反磁性でもよく、あるいはその逆でもよい。従って、複合材料１０は、複合材料１０の所望の総磁化率をもたらすような、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の異なる公知の磁化率の体積的組み合わせ（volumetric combination）（例えば、厚さ寸法Ｄ１及びＤ２に基づく）を含み得る。
【００１１】
第１及び第２の個別材料層１２及び１４の体積的組み合わせを制御するように複合材料１０を製造した結果、複合材料１０の外部に対して、複合材料１０の内部の磁束密度を操作することができる。従って、１８において矢印で示される複合材料１０を通る磁場の大きさを、１６において矢印で示される複合材料１０の外部の磁場の大きさに対して操作することができる。例えば、それぞれ常磁性及び反磁性材料となる、相対的厚さ寸法Ｄ１及びＤ２をそれぞれ有する第１及び第２の個別材料層１２及び１４の場合、複合材料１０は、ほぼゼロであり、従って、真空の周囲媒質の磁化率にほぼ等しい、所望の総磁化率を有することができる。あるいは、複合材料１０の所望の総磁化率は、非ゼロとなるように、例えば異なる周囲媒質（例えば、水又は大気）とほぼ等しくなるように操作されてもよい。その結果、複合材料１０を通る磁場１８の大きさは、複合材料１０の外部の磁場１６の大きさとほぼ等しくなり得る。その結果、印加された磁場に応じて、複合材料１０から製造された少なくとも部分的な密閉構造において、磁場の均一性を達成することができる。第２の結果として、複合材料１０との磁場１８の相互作用に起因する磁場１８の歪み及び再分布を、個々に考慮された第１及び第２の材料層１２及び１４の一方との磁場１８の相互作用と比較して、実質的に低減することができる。
【００１２】
一例として、反磁性の第１の個別材料層１２及び常磁性の第２の個別材料層１４の場合、ほぼゼロの複合材料１０の所望の総磁化率を達成するために、第１及び第２の厚さ寸法Ｄ１及びＤ２は、全体積に対してそれぞれ逆の相対比率を有し得る。例えば、第１の個別材料層１２の第１の厚さ寸法Ｄ１は、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の材料の磁化率の大きさの合計で除算した第２の個別材料層１４の材料の磁化率の絶対値にほぼ等しくなるように選択されてもよい。同様に、第２の個別材料層１４の第２の厚さ寸法Ｄ２は、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の材料の磁化率の大きさの合計で除算した第１の個別材料層１２の材料の磁化率の絶対値にほぼ等しくなるように選択されてもよい。
【００１３】
例えば、第１の個別材料層１２は、金（例えば、約−２８ｐｐｍ（百万分率）の磁化率を有する）でもよく、第２の個別材料層１４は、炭化タングステン（例えば、約＋１０ｐｐｍの磁化率を有する）でもよい。従って、第１の厚さ寸法Ｄ１は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約２６％（すなわち、１０／３８）となるように選択されてもよく、第２の厚さ寸法Ｄ２は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約７４％（すなわち、２８／３８）となるように選択されてもよい。従って、複合材料１０の総磁化率は、ほぼゼロであり、従って周囲の真空にほぼ等しくなることができる。その結果、複合材料１０を通る磁場１８の大きさは、複合材料１０の外部の磁場１６の大きさにほぼ等しくなることができ、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の一方の材料に個別に起因し得る磁場１８の歪みが、それに応じて低減される。
【００１４】
別の例として、第１の個別材料層１２は、酸化ジルコニウムセラミック（すなわち、約−１３．８ｐｐｍの磁化率を有するようなジルコニア）でもよく、第２の個別材料層１４は、酸化イットリウムセラミック（すなわち、約＋４４．４ｐｐｍの磁化率を有するようなイットリア）でもよい。従って、第１の厚さ寸法Ｄ１は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約２４％（すなわち、１３．８／５８．２）となるように選択されてもよく、第２の厚さ寸法Ｄ２は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約７６％（すなわち、４４．４／５８．２）となるように選択されてもよい。従って、複合材料１０の総磁化率は、ほぼゼロであり、従って周囲の真空にほぼ等しくなることができる。その結果、複合材料１０を通る磁場１８の大きさは、複合材料１０の外部の磁場１６の大きさにほぼ等しくなることができ、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の一方の材料に個別に起因し得る磁場１８の歪みが、それに応じて低減される。
【００１５】
前述のように、周囲媒質は、水等のように、真空とは違うものでもよい。従って、さらに別の例として、第１の個別材料層１２及び第２の個別材料層１４は、前述と同様にジルコニア及びイットリアセラミックでもよいが、水にほぼ等しい所望の総磁化率（例えば約９．０ｐｐｍ）をもたらすように異なる相対的な材料厚さ寸法Ｄ１及びＤ２で設けられてもよい。例えば、第１の厚さ寸法Ｄ１は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約８．２％（すなわち、４．８／５８．２）となるように選択されてもよく、第２の厚さ寸法Ｄ２は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約９１．８％（すなわち、５３．４／５８．２）となるように選択されてもよい。従って、複合材料１０を通る磁場１８の大きさが複合材料１０の外部の磁場１６の大きさにほぼ等しくなるように、複合材料１０の総磁化率は周囲の水とほぼ等しくなることができ、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の一方の材料に個別に起因し得る磁場１８の歪みが、それに応じて低減される。
【００１６】
前述のように、複合材料１０は、少なくとも部分的な筐体又は実質的な密閉構造等の構造又は筐体の製造において組み込まれ得る。その結果、第１及び第２の個別材料層１２及び１４は、構造又は筐体に対して、構造又は筐体の材料特性に影響を与えるように配置され得る。つまり、複合材料１０が個別材料層を用いて製造されるので、個別材料層１２及び１４は、構造又は筐体に対して、別個の電気機械的及び／又は熱的材料特性を提供する内部層及び外部層として配置され得る。一例として、個別材料層１２及び１４の外部層は、個別材料層１２及び１４の内部層と比べて少なくとも１つの向上した材料特性を有するように選択されてもよい。例えば、向上した材料特性は、硬度、耐腐食性、及び耐摩耗性の少なくとも１つの機械的特性を含んでもよい、比較的大きな又は小さな導電率の電気的特性を含んでもよい、又は断熱及び／又は比較的大きな又は小さな放射率の熱的特性を含んでもよい。従って、所望の総磁化率を達成することに加えて、複合材料１０は、個別材料層１２及び１４の少なくとも一方の所望の材料特性を組み込むこともできる。
【００１７】
図２は、実質的な密閉構造の例示ダイアグラム（diagram）５０を示す。ダイアグラム５０は、第１の実質的な密閉構造５２及び第２の実質的な密閉構造５４を含む。実質的な密閉構造５２及び５４は、図２の例では、断面図で示される。本明細書に記載されるように、及び図２の例に示されるように、「実質的な密閉構造（substantially enclosed structure）」という用語は、「少なくとも部分的な筐体（at least partial enclosure）」という用語を同様に包含することができ、図１の例に示されるような複合材料１０によって少なくとも部分的に形成される実質的な三次元固体又は実質的な中空構造を指す。
【００１８】
第１の実質的な密閉構造５２は、内部空間５８を実質的に取り囲む複合材料５６を含む実質的な中空構造として示される。図２の例では、複合材料５６は、第１の個別材料層６０及び第２の個別材料層６２を含み、第１の実質的な密閉構造５２に対して、第１の個別材料層６０は内部層として配置され、第２の個別材料層６２は外部層として配置される。一例として、第１の個別材料層６０は、図１の例における第１の個別材料層１２に対応し得、第２の個別材料層６２は、図１の例における第２の個別材料層１４に対応し得る。一例として、第１の個別材料層６０は、前述のジルコニアセラミックでもよく、第２の個別材料層６２は、イットリアセラミックでもよく、第１及び第２の厚さ寸法Ｄ１及びＤ２は、ほぼゼロ（例えば真空に等しい）又は約９．０（例えば水）の総磁化率をもたらす相対体積比率に設定され得る。従って、複合材料５６は、センサシステム（例えば、ＮＭＲジャイロスコープ又は磁力計等のＮＭＲセンサ）用の磁気ソレノイドハウジング用等の様々な用途において第１の実質的な密閉構造５２に組み込み可能な、頑丈で、硬く、非導電性及び非磁性の個別材料層として配置され得る。
【００１９】
別の例として、第１の個別材料層６０は、前述の金（例えば、軟らかく、可鍛性であるが高導電性であり、従って、優れた電気遮蔽を提供する）でもよく、第２の個別材料層６２は、前述の炭化タングステン（例えば、硬く、頑丈で、かつ耐久性があるが、金と比べて比較的劣った電気導体）でもよく、第１及び第２の厚さ寸法Ｄ１及びＤ２は、ほぼゼロ（例えば真空に等しい）又は約９．０（例えば水）の総磁化率をもたらす相対体積比率に設定され得る。従って、複合材料５６は、センサシステム（例えば、原子磁力計又はＮＭＲジャイロスコープ）用の耐損傷性、磁気透過性、及び電気遮蔽ハウジング用等の様々な用途において第１の実質的な密閉構造５２に組み込み可能な、頑丈で、硬く、非磁性の個別材料層として配置され得る。
【００２０】
第２の実質的な密閉構造５４は、内部材料６６を実質的に取り囲む外部個別材料層６４を含む実質的な固体構造として示される。従って、第２の実質的な密閉構造５４は、集合的に複合材料６８から構成され、内部材料６６は、図１の例における第１の個別材料層１２に対応し得、外部個別材料層６４は、図１の例における第２の個別材料層１４に対応し得る。一例として、内部材料６６は、前述の炭化タングステンでもよく、外部個別材料層６４は、前述の金でもよい。厚さ寸法Ｄ１は、内部材料６６の相対幅に対応し得、厚さ寸法Ｄ２は、外部個別材料層６４の厚さの２倍に対応し得る（例えば、第２の実質的な密閉構造５４に対する内部材料６６及び外部個別材料層６４の相対体積を提供する各寸法に設定される）。従って、相対体積は、ほぼゼロ（例えば真空に等しい）又は約９．０（例えば水）の総磁化率をもたらす比率に設定され得る。従って、例えば、複合材料５６は、外面において高質量密度を示す、化学的に不活性の非磁性ロッドとして配置され得る。
【００２１】
このようにダイアグラム５０は、実質的な密閉構造の２例を示すが、所望の機械的特性を維持しながら各複合材料の材料の体積比率（例えば、内部層／材料に対する外部層の比率）を操作することに基づいた他の多様な用途が確認できる。例えば、特定の宇宙船を、ほぼゼロ（すなわち真空空間）に等しい総磁化率を有する複合材料（例えば複合材料１０）でコーティングすることができる。別の例として、特定の潜水船を、約９．０（すなわち水）に等しい総磁化率を有する複合材料（例えば複合材料１０）でコーティングすることができる。従って、このような乗り物の近ＤＣ磁気特性（near-DC magnetic signatures）は、このような乗り物の検出を回避するように実質的に除去することができる。
【００２２】
図３は、別個の構造に関連する磁場歪みの例示ダイアグラム１００を示す。例示ダイアグラム１００は、各々が少なくとも部分的に密閉され、全てほぼ同じ総体積である、第１の立方体構造１０２、第２の立方体構造１０４、及び第３の立方体構造１０６を示す。一例として、第１の立方体構造１０２は、純金から製造されてもよく、第２の立方体構造１０４は、純炭化タングステンから製造されてもよく、第３の立方体構造１０６は、炭化タングステン（図２の例における内部材料６６等の固体塊でもよい）の第１の（例えば内部）個別材料層と、金の第２の（例えば外部）個別材料層とを有する複合材料（例えば複合材料１０）から製造されてもよい。一例として、第３の立方体構造１０６の第１及び第２の個別材料層は、ほぼゼロの総磁化率を達成する相対的厚さ寸法であり、従って相対体積を有し得る。図３の例では、第１の立方体構造１０２は、１０８に示される第１の局所磁場歪みを示し、第２の立方体構造１０４は、１１０に示される局所磁場歪みを示し、各々は、各立方体構造１０２及び１０４を取り囲む、寸法及び位置の異なる線の「雲（cloud）」によって示され、同じ陰影の線は、ほぼ等しい磁束密度を持つ各領域に対応する。しかしながら、第３の立方体構造１０６の複合材料の構成に基づいて、局所磁場歪みは、第１及び第２の立方体構造１０２及び１０４と比較して、第３の立方体構造１０６の表面から離れた場所で大幅に減少する。その結果、複合材料は、周囲媒質に比べて複合材料の内部の磁束密度に大きな影響を与え、前述のように外部磁場の歪みを実質的に減少させることができる。
【００２３】
図４は、複合材料１５０の別の例を示す。複合材料１５０は、所望の磁化率をもたらすために少なくとも部分的な密閉構造用等の様々な用途において組み込まれ得る。例えば、複合材料１５０は、様々な異なるタイプのセンサ又は様々な異なるタイプの有人又は無人乗り物用のソレノイドケーシング等の様々なデバイスの構築に組み込まれ得る。複合材料１５０は、周囲媒質（例えば、真空、大気、又は水）にほぼ等しい等の所望の値の磁化率を示すように製造することができる。
【００２４】
複合材料１５０は、第１の個別材料層１５２及び第２の個別材料層１５４を含む。図４の例では、第１の個別材料層１５２は、厚さ寸法Ｄ１を有し、第２の個別材料層１５４は、厚さ寸法Ｄ２を有する。さらに、複合材料１５０は、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４のより大きな接着力をもたらすような接着層として構成された第３の個別材料層１５６を含む。第３の個別材料層１５６は、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４が接合される（例えば、電気めっきによって）非磁性材料（例えば、チタン又は銅）でもよい。図４の例では、第３の個別材料層１５６は、厚さ寸法Ｄ３を有する。一例として、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４は、第３の個別材料層の厚さ寸法Ｄ３によって変更されたことを除いて前述のように、ある総磁化率を達成するために互いに対する体積的配置（例えば、相対的な厚さ寸法Ｄ１及びＤ２によって決定付けられる）で設けられた様々な物理的形態で設けることができる。従って、複合材料１５０は、複合材料１５０の所望の総磁化率をもたらすような、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４の異なる公知の磁化率の体積的組み合わせ（例えば、厚さ寸法Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３に基づく）を含み得る。従って、前述と同様に、１６０において矢印で示される複合材料１５０を通る磁場の大きさを、１５８において矢印で示される複合材料１５０の外部の磁場の大きさに対して操作することができる。例えば、複合材料１５０は、ほぼゼロ又は約９．０の所望の総磁化率、従って、それぞれ真空又は水の周囲媒質の磁化率にほぼ等しい所望の総磁化率を有することができる。
【００２５】
上記の前述の構造的及び機能的特徴を考慮して、本発明の様々な態様による方法論は、図５を参照すればより理解されるであろう。説明を簡単にする目的で、図５の方法論は、順次実行するものとして図示及び説明されるが、本発明は、一部の態様が、本発明によれば本明細書に図示及び記載されたものとは異なる順序で及び／又は他の態様と同時に生じ得るので、例示の順序に限定されないことを理解及び認識されたい。さらに、本発明の一態様による方法論を実施するために、例示された特徴が全て必要とは限らない場合がある。
【００２６】
図５は、複合材料（例えば複合材料１０）の製造方法２００の一例を示す。２０２において、第１の厚さ寸法（例えば第１の厚さ寸法Ｄ１）を有する第１の個別材料層（例えば第１の個別材料層１２）が設けられる。第１の個別材料層は、第１の磁化率を有する第１の材料を含む。２０４において、第２の厚さ寸法（例えば第２の厚さ寸法Ｄ２）を有する第２の個別材料層（例えば第２の個別材料層１４）が、第１の個別材料層上に堆積される。第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料を含む。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択される。
【００２７】
上記は本発明の例である。もちろん、本発明を説明する目的で、構成要素又は方法の考えられるあらゆる組み合わせを記載することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせ及び置換が可能であることを認識するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内の全てのそのような変更形態、改変形態、及び変形形態を包含するものとする。
【図１】
2015186915.tif 000003
【図２】
2015186915.tif 000004
【図３】
2015186915.tif 000005
【図４】
2015186915.tif 000006
【図５】
2015186915.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月10日(2015.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にエンジニアリング材料に関し、特にカスタムメイド磁化率材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁化率とは、ある材料の透磁率と、真空の透磁率との差の測定値であり、一般的に、真空に対する百万分率（ｐｐｍ）の差で表される。真空中で均一な磁場にさらされた非ゼロの磁化率を有する材料は、材料の外部に対する材料内部の磁束密度の差によって磁場を歪める。この歪みにより、材料の付近で、印加された磁場の大きさ及び方向が共に局所的に変化する。多くの磁気感受性機器は、関連する磁場の歪みに敏感である場合があり、従って、傾斜磁場に曝露されると性能劣化を受け得る。一例として、特定の機器又は筐体において磁場がほぼ均一であることが理想となり得ることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７３４４５５９号明細書
【特許文献２】米国特許第７５６０９２２号明細書
【特許文献３】米国特許第８４００１５３号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０１０７８７０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０２６０３３１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一例は、複合材料の製造方法を含む。この方法は、第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を設けるステップを含む。第１の個別材料層は、第１の磁化率を有する第１の材料を含む。この方法は、第１の個別材料層上に第２の厚さ寸法を有する第２の個別材料層を堆積させるステップも含む。第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料を含み得る。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択することができる。
【０００５】
別の例は、実質的な密閉構造を構築する複合材料を含む実質的な密閉構造を含む。複合材料は、実質的な密閉構造に対して実質的に内側の第１の個別材料層を含む。第１の個別材料層は、第１の厚さ寸法を有し得る、及び第１の磁化率を有する第１の材料を含む。複合材料は、実質的な密閉構造に対して実質的に外側の第２の個別材料層も含む。第２の個別材料層は、第２の厚さ寸法を有し得る、及び第２の磁化率を有する第２の材料を含み得る。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択することができる。
【０００６】
別の実施形態は、実質的な密閉構造の製造方法を含む。この方法は、実質的な密閉構造に対する内部層として第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を設けるステップを含む。第１の個別材料層は、磁性、常磁性、及び反磁性の内の１つである第１の材料を含む。この方法は、実質的な密閉構造に対する外層として、第１の個別材料層上に第２の厚さ寸法を有する第２の個別材料層を堆積させるステップも含む。第２の個別材料層は、第１の材料と比較して磁性、常磁性、及び反磁性の内の別のものである第２の材料を含み得る。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、周囲媒質にほぼ等しい総磁化率をもたらすように選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】複合材料の一例を示す。
【図２】実質的な密閉構造の一例を示す。
【図３】別個の構造に関連する磁場歪みの例示図を示す。
【図４】複合材料の別の例を示す。
【図５】複合材料の製造方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示は、一般にエンジニアリング材料（engineered material）に関し、特にカスタムメイド磁化率材料（customized magnetic susceptibility material）に関する。少なくとも部分的な筐体又は実質的な密閉構造を構築するために提供されるような特定の材料は、個別の材料層を含む複合材料として製造され得る。複合材料は、第１の厚さ寸法を有する第１の個別材料層を含み得る及び第１の磁化率を有する第１の材料から形成され得る。一例として、第１の材料は、磁性、常磁性（すなわち正磁場磁化率を有する）、又は反磁性（すなわち負磁場磁化率を有する）材料でもよい。複合材料は、第２の厚さ寸法を有し、第１の個別材料層上に堆積される第２の個別材料層も含み得る。第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料から形成され得る。別の例として、第２の材料は、第１の材料に対して磁性、常磁性、又は反磁性の内の別のものでもよい。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、第１及び第２の個別材料層の所望の総磁化率、従って複合材料の所望の磁化率を提供するように選択してもよい。例えば、所望の磁化率は、真空、大気、又は水等の周囲媒質にほぼ等しくてもよい。
【０００９】
図１は、複合材料１０の一例を示す。複合材料１０は、所望の磁化率をもたらすために少なくとも部分的な密閉構造用等の様々な用途において組み込まれ得る。例えば、複合材料１０は、様々な異なるタイプのセンサ（例えば、核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance : ＮＭＲ）又は（電子常磁性共鳴（electron paramagnetic resonance : ＥＰＲ）
センサシステム）又は様々な異なるタイプの有人又は無人乗り物（例えば、宇宙船又は海中船）用のソレノイドケーシング等の様々なデバイスの構築に組み込まれ得る。複合材料１０は、周囲媒質（例えば、真空、大気、又は水）にほぼ等しい等の所望の値の磁化率を示すように製造することができる。
【００１０】
複合材料１０は、第１の個別材料層１２及び第２の個別材料層１４を含む。図１の例では、第１の個別材料層１２は、厚さ寸法Ｄ１を有し、第２の個別材料層１４は、厚さ寸法Ｄ２を有する。一例として、第１及び第２の個別材料層１２及び１４は、ある総磁化率を達成するために互いに対する体積的配置（volumetric arrangement）（例えば、相対的な厚さ寸法Ｄ１及びＤ２によって決定付けられる）で設けられた様々な物理的形態（例えば、破砕粒子、繊維、結晶積層等）で設けられてもよい。一例として、第２の個別材料層１４は、例えば電気めっき等の様々な異なる堆積技術に基づいて、第１の個別材料層１２上の第２の材料のコーティングとして形成されてもよい。
【００１１】
第１の個別材料層１２は、公知の磁化率を有する様々な材料から形成されてもよい。例えば、第１の個別材料層１２の材料は、磁性、常磁性（すなわち正磁場磁化率を有する）、又は反磁性（すなわち負磁場磁化率を有する）でもよい。同様に、第２の個別材料層１４は、公知の磁化率を有する第１の個別材料層１２の材料とは異なる様々な材料から形成されてもよい。例えば、第２の個別材料層１４の材料は、第１の個別材料層１２の材料とは異なるような磁性、常磁性、又は反磁性でもよい。例えば、第１の個別材料層１２の材料が常磁性である一方で、第２の個別材料層１４の材料は反磁性でもよく、あるいはその逆でもよい。従って、複合材料１０は、複合材料１０の所望の総磁化率をもたらすような、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の異なる公知の磁化率の体積的組み合わせ（volumetric combination）（例えば、厚さ寸法Ｄ１及びＤ２に基づく）を含み得る。
【００１２】
第１及び第２の個別材料層１２及び１４の体積的組み合わせを制御するように複合材料１０を製造した結果、複合材料１０の外部に対して、複合材料１０の内部の磁束密度を操作することができる。従って、１８において矢印で示される複合材料１０を通る磁場の大きさを、１６において矢印で示される複合材料１０の外部の磁場の大きさに対して操作することができる。例えば、それぞれ常磁性及び反磁性材料となる、相対的厚さ寸法Ｄ１及びＤ２をそれぞれ有する第１及び第２の個別材料層１２及び１４の場合、複合材料１０は、ほぼゼロであり、従って、真空の周囲媒質の磁化率にほぼ等しい、所望の総磁化率を有することができる。あるいは、複合材料１０の所望の総磁化率は、非ゼロとなるように、例えば異なる周囲媒質（例えば、水又は大気）とほぼ等しくなるように操作されてもよい。その結果、複合材料１０を通る磁場１８の大きさは、複合材料１０の外部の磁場１６の大きさとほぼ等しくなり得る。その結果、印加された磁場に応じて、複合材料１０から製造された少なくとも部分的な密閉構造において、磁場の均一性を達成することができる。第２の結果として、複合材料１０との磁場１８の相互作用に起因する磁場１８の歪み及び再分布を、個々に考慮された第１及び第２の材料層１２及び１４の一方との磁場１８の相互作用と比較して、実質的に低減することができる。
【００１３】
一例として、反磁性の第１の個別材料層１２及び常磁性の第２の個別材料層１４の場合、ほぼゼロの複合材料１０の所望の総磁化率を達成するために、第１及び第２の厚さ寸法Ｄ１及びＤ２は、全体積に対してそれぞれ逆の相対比率を有し得る。例えば、第１の個別材料層１２の第１の厚さ寸法Ｄ１は、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の材料の磁化率の大きさの合計で除算した第２の個別材料層１４の材料の磁化率の絶対値にほぼ等しくなるように選択されてもよい。同様に、第２の個別材料層１４の第２の厚さ寸法Ｄ２は、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の材料の磁化率の大きさの合計で除算した第１の個別材料層１２の材料の磁化率の絶対値にほぼ等しくなるように選択されてもよい。
【００１４】
例えば、第１の個別材料層１２は、金（例えば、約−２８ｐｐｍ（百万分率）の磁化率を有する）でもよく、第２の個別材料層１４は、炭化タングステン（例えば、約＋１０ｐｐｍの磁化率を有する）でもよい。従って、第１の厚さ寸法Ｄ１は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約２６％（すなわち、１０／３８）となるように選択されてもよく、第２の厚さ寸法Ｄ２は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約７４％（すなわち、２８／３８）となるように選択されてもよい。従って、複合材料１０の総磁化率は、ほぼゼロであり、従って周囲の真空にほぼ等しくなることができる。その結果、複合材料１０を通る磁場１８の大きさは、複合材料１０の外部の磁場１６の大きさにほぼ等しくなることができ、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の一方の材料に個別に起因し得る磁場１８の歪みが、それに応じて低減される。
【００１５】
別の例として、第１の個別材料層１２は、酸化ジルコニウムセラミック（すなわち、約−１３．８ｐｐｍの磁化率を有するようなジルコニア）でもよく、第２の個別材料層１４は、酸化イットリウムセラミック（すなわち、約＋４４．４ｐｐｍの磁化率を有するようなイットリア）でもよい。従って、第１の厚さ寸法Ｄ１は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約２４％（すなわち、１３．８／５８．２）となるように選択されてもよく、第２の厚さ寸法Ｄ２は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約７６％（すなわち、４４．４／５８．２）となるように選択されてもよい。従って、複合材料１０の総磁化率は、ほぼゼロであり、従って周囲の真空にほぼ等しくなることができる。その結果、複合材料１０を通る磁場１８の大きさは、複合材料１０の外部の磁場１６の大きさにほぼ等しくなることができ、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の一方の材料に個別に起因し得る磁場１８の歪みが、それに応じて低減される。
【００１６】
前述のように、周囲媒質は、水等のように、真空とは違うものでもよい。従って、さらに別の例として、第１の個別材料層１２及び第２の個別材料層１４は、前述と同様にジルコニア及びイットリアセラミックでもよいが、水にほぼ等しい所望の総磁化率（例えば約９．０ｐｐｍ）をもたらすように異なる相対的な材料厚さ寸法Ｄ１及びＤ２で設けられてもよい。例えば、第１の厚さ寸法Ｄ１は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約８．２％（すなわち、４．８／５８．２）となるように選択されてもよく、第２の厚さ寸法Ｄ２は、複合材料１０の全厚さ（例えば全体積）の約９１．８％（すなわち、５３．４／５８．２）となるように選択されてもよい。従って、複合材料１０を通る磁場１８の大きさが複合材料１０の外部の磁場１６の大きさにほぼ等しくなるように、複合材料１０の総磁化率は周囲の水とほぼ等しくなることができ、第１及び第２の個別材料層１２及び１４の一方の材料に個別に起因し得る磁場１８の歪みが、それに応じて低減される。
【００１７】
前述のように、複合材料１０は、少なくとも部分的な筐体又は実質的な密閉構造等の構造又は筐体の製造において組み込まれ得る。その結果、第１及び第２の個別材料層１２及び１４は、構造又は筐体に対して、構造又は筐体の材料特性に影響を与えるように配置され得る。つまり、複合材料１０が個別材料層を用いて製造されるので、個別材料層１２及び１４は、構造又は筐体に対して、別個の電気機械的及び／又は熱的材料特性を提供する内部層及び外部層として配置され得る。一例として、個別材料層１２及び１４の外部層は、個別材料層１２及び１４の内部層と比べて少なくとも１つの向上した材料特性を有するように選択されてもよい。例えば、向上した材料特性は、硬度、耐腐食性、及び耐摩耗性の少なくとも１つの機械的特性を含んでもよい、比較的大きな又は小さな導電率の電気的特性を含んでもよい、又は断熱及び／又は比較的大きな又は小さな放射率の熱的特性を含んでもよい。従って、所望の総磁化率を達成することに加えて、複合材料１０は、個別材料層１２及び１４の少なくとも一方の所望の材料特性を組み込むこともできる。
【００１８】
図２は、実質的な密閉構造の例示ダイアグラム（diagram）５０を示す。ダイアグラム５０は、第１の実質的な密閉構造５２及び第２の実質的な密閉構造５４を含む。実質的な密閉構造５２及び５４は、図２の例では、断面図で示される。本明細書に記載されるように、及び図２の例に示されるように、「実質的な密閉構造（substantially enclosed structure）」という用語は、「少なくとも部分的な筐体（at least partial enclosure）」という用語を同様に包含することができ、図１の例に示されるような複合材料１０によって少なくとも部分的に形成される実質的な三次元固体又は実質的な中空構造を指す。
【００１９】
第１の実質的な密閉構造５２は、内部空間５８を実質的に取り囲む複合材料５６を含む実質的な中空構造として示される。図２の例では、複合材料５６は、第１の個別材料層６０及び第２の個別材料層６２を含み、第１の実質的な密閉構造５２に対して、第１の個別材料層６０は内部層として配置され、第２の個別材料層６２は外部層として配置される。一例として、第１の個別材料層６０は、図１の例における第１の個別材料層１２に対応し得、第２の個別材料層６２は、図１の例における第２の個別材料層１４に対応し得る。一例として、第１の個別材料層６０は、前述のジルコニアセラミックでもよく、第２の個別材料層６２は、イットリアセラミックでもよく、第１及び第２の厚さ寸法Ｄ１及びＤ２は、ほぼゼロ（例えば真空に等しい）又は約９．０（例えば水）の総磁化率をもたらす相対体積比率に設定され得る。従って、複合材料５６は、センサシステム（例えば、ＮＭＲジャイロスコープ又は磁力計等のＮＭＲセンサ）用の磁気ソレノイドハウジング用等の様々な用途において第１の実質的な密閉構造５２に組み込み可能な、頑丈で、硬く、非導電性及び非磁性の個別材料層として配置され得る。
【００２０】
別の例として、第１の個別材料層６０は、前述の金（例えば、軟らかく、可鍛性であるが高導電性であり、従って、優れた電気遮蔽を提供する）でもよく、第２の個別材料層６２は、前述の炭化タングステン（例えば、硬く、頑丈で、かつ耐久性があるが、金と比べて比較的劣った電気導体）でもよく、第１及び第２の厚さ寸法Ｄ１及びＤ２は、ほぼゼロ（例えば真空に等しい）又は約９．０（例えば水）の総磁化率をもたらす相対体積比率に設定され得る。従って、複合材料５６は、センサシステム（例えば、原子磁力計又はＮＭＲジャイロスコープ）用の耐損傷性、磁気透過性、及び電気遮蔽ハウジング用等の様々な用途において第１の実質的な密閉構造５２に組み込み可能な、頑丈で、硬く、非磁性の個別材料層として配置され得る。
【００２１】
第２の実質的な密閉構造５４は、内部材料６６を実質的に取り囲む外部個別材料層６４を含む実質的な固体構造として示される。従って、第２の実質的な密閉構造５４は、集合的に複合材料６８から構成され、内部材料６６は、図１の例における第１の個別材料層１２に対応し得、外部個別材料層６４は、図１の例における第２の個別材料層１４に対応し得る。一例として、内部材料６６は、前述の炭化タングステンでもよく、外部個別材料層６４は、前述の金でもよい。厚さ寸法Ｄ１は、内部材料６６の相対幅に対応し得、厚さ寸法Ｄ２は、外部個別材料層６４の厚さの２倍に対応し得る（例えば、第２の実質的な密閉構造５４に対する内部材料６６及び外部個別材料層６４の相対体積を提供する各寸法に設定される）。従って、相対体積は、ほぼゼロ（例えば真空に等しい）又は約９．０（例えば水）の総磁化率をもたらす比率に設定され得る。従って、例えば、複合材料５６は、外面において高質量密度を示す、化学的に不活性の非磁性ロッドとして配置され得る。
【００２２】
このようにダイアグラム５０は、実質的な密閉構造の２例を示すが、所望の機械的特性を維持しながら各複合材料の体積比率（例えば、内部層／材料に対する外部層の比率）を操作することに基づいた他の多様な用途が確認できる。例えば、特定の宇宙船を、ほぼゼロ（すなわち真空空間）に等しい総磁化率を有する複合材料（例えば複合材料１０）でコーティングすることができる。別の例として、特定の潜水船を、約９．０（すなわち水）に等しい総磁化率を有する複合材料（例えば複合材料１０）でコーティングすることができる。従って、このような乗り物の近ＤＣ磁気特性（near-DC magnetic signatures）は、このような乗り物の検出を回避するように実質的に除去することができる。
【００２３】
図３は、別個の構造に関連する磁場歪みの例示ダイアグラム１００を示す。例示ダイアグラム１００は、各々が少なくとも部分的に密閉され、全てほぼ同じ総体積である、第１の立方体構造１０２、第２の立方体構造１０４、及び第３の立方体構造１０６を示す。一例として、第１の立方体構造１０２は、純金から製造されてもよく、第２の立方体構造１０４は、純炭化タングステンから製造されてもよく、第３の立方体構造１０６は、炭化タングステン（図２の例における内部材料６６等の固体塊でもよい）の第１の（例えば内部）個別材料層と、金の第２の（例えば外部）個別材料層とを有する複合材料（例えば複合材料１０）から製造されてもよい。一例として、第３の立方体構造１０６の第１及び第２の個別材料層は、ほぼゼロの総磁化率を達成する相対的厚さ寸法であり、従って相対体積を有し得る。図３の例では、第１の立方体構造１０２は、１０８に示される第１の局所磁場歪みを示し、第２の立方体構造１０４は、１１０に示される局所磁場歪みを示し、各々は、各立方体構造１０２及び１０４を取り囲む、寸法及び位置の異なる線の「雲（cloud）」によって示され、同じ陰影の線は、ほぼ等しい磁束密度を持つ各領域に対応する。しかしながら、第３の立方体構造１０６の複合材料の構成に基づいて、局所磁場歪みは、第１及び第２の立方体構造１０２及び１０４と比較して、第３の立方体構造１０６の表面から離れた場所で大幅に減少する。その結果、複合材料は、周囲媒質に比べて複合材料の内部の磁束密度に大きな影響を与え、前述のように外部磁場の歪みを実質的に減少させることができる。
【００２４】
図４は、複合材料１５０の別の例を示す。複合材料１５０は、所望の磁化率をもたらすために少なくとも部分的な密閉構造用等の様々な用途において組み込まれ得る。例えば、複合材料１５０は、様々な異なるタイプのセンサ又は様々な異なるタイプの有人又は無人乗り物用のソレノイドケーシング等の様々なデバイスの構築に組み込まれ得る。複合材料１５０は、周囲媒質（例えば、真空、大気、又は水）にほぼ等しい等の所望の値の磁化率を示すように製造することができる。
【００２５】
複合材料１５０は、第１の個別材料層１５２及び第２の個別材料層１５４を含む。図４の例では、第１の個別材料層１５２は、厚さ寸法Ｄ１を有し、第２の個別材料層１５４は、厚さ寸法Ｄ２を有する。さらに、複合材料１５０は、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４のより大きな接着力をもたらすような接着層として構成された第３の個別材料層１５６を含む。第３の個別材料層１５６は、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４が接合される（例えば、電気めっきによって）非磁性材料（例えば、チタン又は銅）でもよい。図４の例では、第３の個別材料層１５６は、厚さ寸法Ｄ３を有する。一例として、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４は、第３の個別材料層の厚さ寸法Ｄ３によって変更されたことを除いて前述のように、ある総磁化率を達成するために互いに対する体積的配置（例えば、相対的な厚さ寸法Ｄ１及びＤ２によって決定付けられる）で設けられた様々な物理的形態で設けることができる。従って、複合材料１５０は、複合材料１５０の所望の総磁化率をもたらすような、第１及び第２の個別材料層１５２及び１５４の異なる公知の磁化率の体積的組み合わせ（例えば、厚さ寸法Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３に基づく）を含み得る。従って、前述と同様に、１６０において矢印で示される複合材料１５０を通る磁場の大きさを、１５８において矢印で示される複合材料１５０の外部の磁場の大きさに対して操作することができる。例えば、複合材料１５０は、ほぼゼロ又は約９．０の所望の総磁化率、従って、それぞれ真空又は水の周囲媒質の磁化率にほぼ等しい所望の総磁化率を有することができる。
【００２６】
上記の前述の構造的及び機能的特徴を考慮して、本発明の様々な態様による方法論は、図５を参照すればより理解されるであろう。説明を簡単にする目的で、図５の方法論は、順次実行するものとして図示及び説明されるが、本発明は、一部の態様が、本発明によれば本明細書に図示及び記載されたものとは異なる順序で及び／又は他の態様と同時に生じ得るので、例示の順序に限定されないことを理解及び認識されたい。さらに、本発明の一態様による方法論を実施するために、例示された特徴が全て必要とは限らない場合がある。
【００２７】
図５は、複合材料（例えば複合材料１０）の製造方法２００の一例を示す。２０２において、第１の厚さ寸法（例えば第１の厚さ寸法Ｄ１）を有する第１の個別材料層（例えば第１の個別材料層１２）が設けられる。第１の個別材料層は、第１の磁化率を有する第１の材料を含む。２０４において、第２の厚さ寸法（例えば第２の厚さ寸法Ｄ２）を有する第２の個別材料層（例えば第２の個別材料層１４）が、第１の個別材料層上に堆積される。第２の個別材料層は、第２の磁化率を有する第２の材料を含む。相対的な第１及び第２の厚さ寸法は、複合材料の所望の磁化率をもたらすように選択される。
【００２８】
上記は本発明の例である。もちろん、本発明を説明する目的で、構成要素又は方法の考えられるあらゆる組み合わせを記載することは不可能であるが、当業者であれば、本発明の多くのさらなる組み合わせ及び置換が可能であることを認識するであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内の全てのそのような変更形態、改変形態、及び変形形態を包含するものとする。
【外国語明細書】
2015186915000001.pdf