DE3329264C2

DE3329264C2 -

Info

Publication number: DE3329264C2
Application number: DE3329264A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Ulf 8899 Rettenbach De Deisenroth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1988-10-20
Also published as: DE3329264A1

Description

Die Erfindung betrifft ein mikrowellenabsorbierendes Material.

Auf verschiedenen Gebieten der zivilen und militärischen Technik ist es häufig erwünscht, zu verhindern, daß auf einem Gegenstand auftreffende Mikrowellen von diesem reflektiert werden. Auf militärischem Gebiet ist dies dort von Bedeutung, wo die Reflexion von einem auf einen Gegenstand auftreffenden Radarstrahl verhindert oder verringert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mikrowellenabsorbierendes Material anzugeben, welches insbesondere für im Radarbereich liegende Wellen absorbierend wirksam ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mikrowellenabsorbierende Material ein in bezug auf die elektromagnetischen Wellen aktives Material und ein Bindemittel für das aktive Material umfaßt, wobei das absorbierende Material mindestens ein aktives Material umfaßt, das aus der Graphit, elektrisch leitfähigen Ruß, Siliciumkarbid und elektrisch leitfähige Polyacetylene umfassenden Gruppe ausgewählt ist, und zusätzlich zu dem mindestens einen aktiven Material Bor und/oder Borkarbid in dem absorbierenden Material enthalten ist oder wobei das absorbierende Material ein aktives Material umfaßt, als welches elektrisch leitfähige Polyacetylene ausgewählt sind und daß die elektrisch leitfähigen Polyacetylene mit Antimonpentafluorid und/oder Jod dotierte Polyacetylene sind.

Mit einem solchen mikrowellenabsorbierenden Material können Oberflächen beschichtet werden, so daß auf diese Oberflächen auftreffende Mikrowellen von der Mikrowellen absorbierenden Materialschicht weitgehend absorbiert werden. Wie stark der Anteil der reflektierten Mikrowellen ist, hängt von dem Absorptionsvermögen des Materials ab. Das Absorptionsvermögen ist unter anderem eine Funktion der Frequenz der auffallenden Mikrowellen.

Als ein in bezug auf Mikrowellen aktives Material wird ein solches Material bezeichnet, welches zumindest in einem Mikrowellen-Frequenzbereich merkliche Absorptionseigenschaften aufweist.

Im Rahmen der Erfindung hat es sich herausgestellt, daß insbesondere elektrisch leitfähige Polyacetylene als aktives Material besonders gut geeignet sind. Elektrische leitfähige Polyacetylene sind solche, die durch Dotieren von Polyacetylenen mit z. B. Antimonpentafluorid und/oder Jod entstehen.

Im Rahmen der Erfindung ist auch vorgesehen, daß das mikrowellenabsorbierende Material Bor und/oder Borkarbid enthält. Wenn in dem mikrowellenabsorbierenden Material nach der Erfindung Bor- und/oder Borkarbid enthalten sind, so wird auch eine Absorption von thermischen Neutronen erhalten. Thermische Neutronen induzieren wenn sie in ein Material, insbesondere in Eisen eindringen, harte γ-Strahlung. Diese γ-Strahlung kann, wenn sie mit elektronischen Bauteilen, insbesondere Halbleiterelementen wechselwirkt, zu unerwünschten elektrischen Wirkungen in Form von z. B. Störimpulsen führen, durch die die Funktionszuverlässigkeit des elektrischen Bauteils beeinträchtigt wird. Infolgedessen kann ein mikrowellenabsorbierendes Material nach der Erfindung, wenn es zusätzlich zu mindestens einem in bezug auf Mikrowellen aktivem Material auch Bor und/oder Borkarbid enthält, sowohl Mikrowellen absorbieren als auch einen Schutz vor den durch thermische Neutronen hervorgerufenen Wirkungen bilden.

Das Verhältnis von von dem mikrowellenabsorbierenden Material nach der Erfindung absorbierten und reflektierten Mikrowellen läßt sich einstellen, durch die Korngröße des aktiven Materials, die Korngröße des zusätzlichen Materials, d. h. die Korngröße von Bor und/oder Borkarbid sowie das Mengenverhältnis von Bor bzw. Borkarbid zu dem aktiven Material insbesondere von Graphit oder elektrisch leitfähigem Ruß. Durch entsprechende Wahl dieser verschiedenen Größen läßt sich die Frequenzabhängigkeit des mikrowellenabsorbierenden Materials nach der Erfindung beeinflussen und optimieren, so daß ein mikrowellenabsorbierendes Material erhalten wird, welches in einem breiten Mikrowellenbereich gute absorbierende Eigenschaften aufweist.

Es hat sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, daß die Verwendung von Polyacetylen zur Absorption von Mikrowellen im Bereich von 10 GHz besonders gut geeignet ist. Bor und/oder Borkarbid sollten vorzugsweise mit feiner Körnung vorliegen, wenn Mikrowellen im Bereich von 94 GHz absorbiert werden sollen.

In Abhängigkeit von der erwünschten mechanischen Festigkeit des mikrowellenabsorbierenden Materials nach der Erfindung können beispielsweise TiO₂, Al₂O₃, silikatische Stoffe sowie Bariumsulfat dem Bindemittel hinzugefügt werden. Diese Materialien können ebenso als Füllstoffe zur Streckung verwandt werden.

Als Bindemittel für das mikrowellenabsorbierende Material nach der Erfindung werden besonders bevorzugt Thermoplaste, Duroplaste, flüssige, wärmehärtbare Kunststoffe, wäßrige Dispersionen, insbesondere Polyurethan-Dispersionen.

Bevorzugt beläuft sich der Anteil des Bindemittels auf 5 bis 70 Gew.-%. Wenn das mikrowellenabsorbierende Material nach der Erfindung Bor und/oder Borkarbid enthält, so sollte dessen Anteil bevorzugt 30 bis 45 Gew.-% betragen.

Im folgenden werden Beispiele von mikrowellenabsorbierenden Materialien nach der Erfindung angegeben.

Bei den in der unten folgenden Tabelle angegebenen Beispielen Nr. 1 bis 4 wurde als Bindemittel stets eine wäßrige Polyurethandispersion mit 40 Gew.-% Polyurethan verwandt. In eine solche Polyurethandispersion wurden erfindungsgemäße Feststoffgemische im Gewichtsverhältnis von 10 : 90 auf Feststoff bezogen eingerührt.

Das derart erhaltene Material wurde auf Metallbleche gestrichen und die Verminderung der Reflexion im Vergleich zu einem unbeschichteten Metallblech bei 9,6 und 94 GHz vermessen.

Die Mengenangaben in der folgenden Tabelle sind in Gew.-% angegeben.

Tabelle

Ein Vergleich der Beispiele Nr. 1 und Nr. 2 zeigt, daß durch entsprechende Wahl der Korngröße des hier verwandten Borcarbids das Maß der Dämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz eingestellt werden kann. Ein Vergleich der Beispiele Nr. 3 und 4 läßt erkennen, daß sich das Maß der Dämpfung durch die unterschiedliche Korngröße des Graphits beeinflussen läßt.

Claims

1. Mikrowellenabsorbierendes Material, umfassend ein in bezug auf die elektromagnetischen Wellen aktives Material und ein Bindemittel für das aktive Material, wobei das absorbierende Material mindestens ein aktives Material umfaßt, das aus der Graphit, elektrisch leitfähigen Ruß, Siliciumkarbid und elektrisch leitfähige Polyacetylene umfassenden Gruppe ausgewählt ist, und zusätzlich zu dem mindestens einen aktiven Material Bor und/oder Borkarbid in dem absorbierenden Material enthalten ist.

2. Mikrowellenabsorbierendes Material, umfassend ein in bezug auf die elektromagnetischen Wellen aktives Material und ein Bindemittel für das aktive Material, wobei das absorbierende Material ein aktives Material umfaßt, als welches elektrisch leitfähige Polyacetylene ausgewählt sind und wobei die elektrisch leitfähigen Polyacetylene mit Antimonpentafluorid und/oder Jod dotierte Polyacetylene sind.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit in Form von Fasern vorliegt.

4. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material zusätzlich mindestens einen inaktiven Füllstoff enthält.

5. Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Füllstoff aus der TiO₂, Al₂O₃, Talkum, silikatische Stoffe und Bariumsulfat umfassenden Gruppe ausgewählt ist.

6. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel für das aktive Material ein Material der Thermoplaste, Duroplaste, flüssige, wärmehärtbare Kunststoffe, wäßrige Dispersionen, insbesondere Polyurethan-Dispersion umfassenden Gruppe ist.

7. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem einen aktiven Material Bor und/oder Borkarbid in dem absorbierenden Material enthalten ist.

8. Material nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Bindemittels 5 bis 70 Gew.-% beträgt.

9. Mikrowellenabsorbierendes Material nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Bor und/oder Borkarbid mit einem Anteil von 30 bis 45 Gew.-% enthalten sind.