マイクロ波・ミリ波帯高機能電磁環境対策材の実現を目指した金属粒子複合材料の研究

金属颗粒复合材料研究，旨在实现微波和毫米波波段高功能电磁环境对策材料

• 批准号: 20K05103
• 负责人: 笠置 映寛
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo University of Science, Yamaguchi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05103/
• 关键词: 金属粒子; 異方的形状粒子; 導電率; 誘電率; 透磁率; 反射係数; 透過係数; 複合材料; 金属粒子複合材料; 電磁気特性; 金属パターン周期配列材; 電磁環境対策材

本研究の目的は，マイクロ波からミリ波帯で利用する広帯域電波吸収体，周波数選択性電磁遮蔽材といった高機能電磁環境対策材の実現を目指し，粒子の形状効果を活用した金属粒子複合材料を開発することである。針状FeCoナノ粒子複合材料の透磁率スペクトルの制御を目的に，アスペクト比の異なる2種類の粒子を含む複合材料の電磁気特性について検討を行った。大きいアスペクト比を持つ粒子量の増加にともない，透磁率の分散周波数は高周波にシフトし，低周波透磁率が減少する傾向が観測された。2種類の粒子の割合を調整することで，透磁率の分散周波数，低周波透磁率を調整できることがわかった。低粒子濃度で金属特性を示す複合材料シートの実現に向け，扁平状Cu粒子複合材料，及び扁平状AgコートCu粒子複合材料の導電率・誘電率特性について昨年度にひき続き検討した。Cu粒子表面をAg被覆することで，複合材料の導電性が高まること，パーコレーション濃度が下がること，低い粒子濃度でドルーデ型誘電率分散が得られ10GHzを超える周波数まで負の誘電率を示すことがわかった。得られた知見をもとに，複合材料シートを作成し，反射・透過係数測定（自由空間法）を行った。粒子濃度がパーコレーション濃度を超えるAgコートCu粒子複合材料シートにおいて金属的反射・透過特性が観測された。金属粒子複合材料シートと誘電体あるいは金属を重ねた積層材の反射・透過特性について，計算による検討を行った。AgコートCu粒子複合材料シートとアクリル板からなる積層材の反射・透過特性について，計算値と測定値が一致することを確認した。そして，周波数選択性電磁遮蔽材の実現に向けた複合材料の粒子濃度，厚み等の条件について検討した。また，針状FeCoナノ粒子複合材料を用いた吸収体の実現に向け，吸収特性における粒子濃度，及び厚みの依存性について検討した。

The purpose of this study is to develop metal particle composite materials by using frequency domain electromagnetic wave absorbers, frequency selective electromagnetic shielding materials and high performance electromagnetic environment materials. The magnetic permeability of acicular FeCo particle composites was studied for the purpose of controlling the magnetic permeability of acicular FeCo particle composites. The increase of particle size in large frequency bands and the decrease of permeability in low frequency bands are also observed. 2. Adjustment of particle separation and combination, dispersion cycle number of magnetic permeability and low frequency magnetic permeability Low particle concentration and metal properties show the development trend of composite materials, flat Cu particle composites and flat Ag Cu particle composites. Cu particle surface Ag coating, the composite conductivity is high, the concentration of Cu particles is low, the low particle concentration of Cu particles has a low dielectric permittivity dispersion of 10GHz, the cycle number is high, the dielectric permittivity is negative. The reflection and transmission coefficient of composite materials were measured by free space method. The reflection and transmission characteristics of Cu particle composites were measured. Metal particle composite materials: reflection and transmission characteristics of metal particle composite materials: calculation and analysis The reflection and transmission characteristics of Ag/Cu composite materials are consistent with the calculated values. In addition, the realization of frequency selective electromagnetic shielding materials is related to the particle concentration and thickness of composite materials. In addition, the application of acicular FeCo particle composite materials in the absorption of the implementation of the trend, absorption characteristics of the particle concentration, and thickness dependence of the study

项目成果

針状FeCoナノ粒子分散複合材料の高周波透磁率

针状FeCo纳米颗粒分散复合材料的高频磁导率

• 发表时间: 2021
• 期刊: 山陽小野田市立山口東京理科大学紀要
• 作者: 安仁屋勝;池田昌弘;笠置 映寛，合田 和矢，山本 真一郎
• 通讯作者: 笠置 映寛，合田 和矢，山本 真一郎

異方性粒子を含む金属磁性粒子分散複合材料の高周波電磁気特性

含各向异性颗粒的金属磁性颗粒分散复合材料的高频电磁性能

• 发表时间: 2020
• 作者: Takasuka Shogo;Takahashi Tatsuhiro;神生 龍一，沢田 侑斗，西森 秀人，Rebekah Arias，古田 寛;笠置映寛，山本真一郎
• 通讯作者: 笠置映寛，山本真一郎

異方性FeCoナノ粒子分散コンポジットの高周波透磁率Ⅱ

各向异性 FeCo 纳米颗粒分散复合材料 II 的高频磁导率

• 发表时间: 2023
• 作者: 笠置映寛;合田和矢;山本真一郎
• 通讯作者: 山本真一郎

異方性粒子を含む金属磁性粒子分散複合材料の高周波電磁気特性Ⅱ

含各向异性颗粒的金属磁性颗粒分散复合材料的高频电磁性能II

• 发表时间: 2021
• 作者: 笠置映寛，合田和矢;山本真一郎
• 通讯作者: 山本真一郎

異方的形状金属粒子を含む複合材料の電波反射・透過特性評価

含有形状各向异性金属颗粒的复合材料的无线电波反射和传输特性评估

• 发表时间: 2023
• 期刊: 山陽小野田市立山口東京理科大学紀要
• 作者: 笠置 映寛;合田 和矢;山本 真一郎
• 通讯作者: 山本 真一郎