KR102381408B1 - Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite - Google Patents
Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite Download PDFInfo
- Publication number
- KR102381408B1 KR102381408B1 KR1020200108333A KR20200108333A KR102381408B1 KR 102381408 B1 KR102381408 B1 KR 102381408B1 KR 1020200108333 A KR1020200108333 A KR 1020200108333A KR 20200108333 A KR20200108333 A KR 20200108333A KR 102381408 B1 KR102381408 B1 KR 102381408B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- radio wave
- wave absorber
- intermediate product
- post
- manufacturing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0073—Shielding materials
- H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
- H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/005—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems using woven or wound filaments; impregnated nets or clothes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/008—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape
Abstract
일 실시 예에 따른 고온 환경에서 이용 가능한 전파 흡수체 제조 방법은, 상기 전파 흡수체에 대한 설계 전자기 파라미터를 입력받는 입력 단계; 상기 설계 전자기 파라미터에 기초하여, 섬유를 전처리하고 기지를 투입하여 중간 생성물을 제조하는 중간 생성물 제조 단계; 상기 제조된 중간 생성물의 실제 두께에 대응하여, 상기 설계 전자기 파라미터를 재설계하는 단계; 및 상기 재설계된 설계 전자기 파라미터에 기초하여, 상기 중간 생성물을 열산화시키는 후처리 공정 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a method for manufacturing a radio wave absorber usable in a high temperature environment includes an input step of receiving a design electromagnetic parameter for the radio wave absorber; an intermediate product preparation step of pretreating the fiber and preparing an intermediate product by inputting a matrix based on the design electromagnetic parameter; redesigning the design electromagnetic parameter, corresponding to the actual thickness of the manufactured intermediate product; and a post-treatment process step of thermally oxidizing the intermediate product based on the redesigned design electromagnetic parameters.
Description
아래의 설명은 전파 흡수체 제조 방법 및 전파 흡수 복합체에 관한 것이다.The description below relates to a method for manufacturing a radio wave absorber and a radio wave absorber composite.
전파 흡수체는 입사되는 유해한 전자기파를 차폐 또는 흡수하여 반사파를 제거하는 소재 또는 구조를 의미한다. 전파 흡수체는 민간 분야에서 유해 전자기파를 억제하는 용도뿐 만 아니라 군사적 용도의 전파 스텔스 기술 분야에 활용되고 있다.The radio wave absorber refers to a material or structure that blocks or absorbs an incident harmful electromagnetic wave to remove a reflected wave. Radio wave absorbers are being used in the field of radio stealth technology for military purposes as well as for suppression of harmful electromagnetic waves in the civilian field.
일반적으로 전파 흡수체는 다양한 전자기 손실 재료 등의 조합으로 구성되며, 도료, 패치, 하중 지지용 구조물 등으로 개발되고 있다. 대부분의 소재는 상온 환경에서 사용 가능한 유전성, 자성 또는 도전성 분말이나, 우레탄 및 에폭시 바인더 등의 재료의 조합으로 제작되고 있다. In general, the radio wave absorber is composed of a combination of various electromagnetic loss materials, etc., and is being developed as a paint, a patch, a structure for supporting a load, and the like. Most materials are manufactured from a combination of dielectric, magnetic or conductive powders that can be used at room temperature, or materials such as urethane and epoxy binders.
특히, 군사적 용도의 스텔스 비행체는 고속 비행에 의하여 공력 가열되고, 엔진 배기구가 고온 환경을 조성하므로, 이와 같은 고온의 환경에도 적용할 수 있는 전자기파 흡수체가 활용될 필요가 있다. 그러나 일반적인 상온용 전자기 흡수체는 높은 온도환경에서 적용되기 어렵다.In particular, since the stealth aircraft for military use is aerodynamically heated by high-speed flight and the engine exhaust port creates a high-temperature environment, it is necessary to utilize an electromagnetic wave absorber applicable to such a high-temperature environment. However, it is difficult to apply an electromagnetic absorber for normal room temperature in a high temperature environment.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-mentioned background art is possessed or acquired by the inventor in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known art disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
일 실시 예의 목적은, 고온에서 활용 가능한 전파 흡수체 및 전파 흡수 복합체와, 전자기 파라미터 제어가 용이한 전파 흡수체 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present embodiment is to provide a radio wave absorber and radio wave absorber composite that can be used at high temperatures, and a method for manufacturing a radio wave absorber that can easily control electromagnetic parameters.
일 실시 예에 따른 고온 환경에서 이용 가능한 전파 흡수체 제조 방법은, 상기 전파 흡수체에 대한 설계 전자기 파라미터를 입력받는 입력 단계; 상기 설계 전자기 파라미터에 기초하여, 섬유를 전처리하고 기지를 투입하여 중간 생성물을 제조하는 중간 생성물 제조 단계; 상기 제조된 중간 생성물의 실제 두께에 대응하여, 상기 설계 전자기 파라미터를 재설계하는 단계; 및 상기 재설계된 설계 전자기 파라미터에 기초하여, 상기 중간 생성물을 열산화시키는 후처리 공정 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, a method for manufacturing a radio wave absorber usable in a high temperature environment includes an input step of receiving a design electromagnetic parameter for the radio wave absorber; an intermediate product preparation step of pretreating the fiber and preparing an intermediate product by inputting a matrix based on the design electromagnetic parameter; redesigning the design electromagnetic parameter, corresponding to the actual thickness of the manufactured intermediate product; and a post-treatment process step of thermally oxidizing the intermediate product based on the redesigned design electromagnetic parameters.
상기 설계 전자기 파라미터는, 설계 두께 및 설계 유전율을 포함할 수 있다.The design electromagnetic parameter may include a design thickness and a design permittivity.
상기 후처리 공정 단계 이후에, 실제 전자기 파라미터가 허용 범위 내에 있는지 확인하는 단계를 더 포함하고, 실제 유전율이 상기 허용 범위 내가 될 때까지, 상기 후처리 공정 단계 및 상기 확인하는 단계를 반복하여 수행할 수 있다.After the post-treatment process step, further comprising the step of confirming that the actual electromagnetic parameter is within the allowable range, repeating the post-treatment process step and the checking step until the actual permittivity is within the allowable range. can
상기 후처리 공정 단계가 반복하여 수행될 경우, 이전 차수에 진행한 후처리 공정에 비하여, 다음 차수에 진행한 후처리 공정의 시간을 짧게 하거나, 및/또는 온도를 낮게 설정함으로써, 상기 후처리 공정 단계가 반복될수록 상기 전파 흡수체의 유전율의 감소율이 줄어들게 할 수 있다.When the post-treatment process step is repeatedly performed, compared to the post-treatment process performed in the previous order, by shortening the time of the post-treatment process performed in the next order and/or setting the temperature lower, the post-treatment process As the steps are repeated, the rate of decrease of the dielectric constant of the radio wave absorber may be reduced.
상기 중간 생성물 제조 단계는, 섬유에 전자기파 손실 특성을 갖도록 전처리하여 제 1 중간 생성물을 제조하는 전처리 공정 단계; 및 상기 제 1 중간 생성물에 기지를 투입하여 제 2 중간 생성물을 제조하는 패브리케이션 공정 단계를 포함할 수 있다.The intermediate product manufacturing step may include: a pretreatment process step of preparing a first intermediate product by pretreatment to have electromagnetic wave loss characteristics in the fiber; and a fabrication process step of preparing a second intermediate product by introducing a base to the first intermediate product.
상기 전처리 공정 단계는, 상기 섬유에 손실 재료를 투입하는 탄소화 공정 단계; 및 상기 섬유를 적층하는 단계를 포함할 수 있다.The pretreatment process step may include a carbonization process step of injecting a lossy material into the fiber; and laminating the fibers.
상기 패브리케이션 공정 단계는, 상기 기지에 전자기 손실 특성을 부여할 수 있다.The fabrication process step may impart electromagnetic loss characteristics to the matrix.
상기 후처리 공정 단계는, 상기 패브리케이션 공정 단계의 수행 온도보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다.The post-treatment process step may be performed at a temperature lower than the execution temperature of the fabrication process step.
상기 패브리케이션 공정 단계는, 제 1 온도 범위에서 수행되고, 상기 후처리 공정 단계는, 상기 제 1 온도 범위에서 최저 온도의 85% 이상 95% 이하인 제 2 온도 범위의 조건에서 수행될 수 있다.The fabrication process step may be performed in a first temperature range, and the post-treatment process step may be performed in a second temperature range of 85% or more and 95% or less of the lowest temperature in the first temperature range.
상기 제 1 온도 범위는, 800°C 이상 1500°C 이하이고, 상기 제 2 온도 범위는, 700°C 이상 1400°C 이하일 수 있다.The first temperature range may be 800 °C or more and 1500 °C or less, and the second temperature range may be 700 °C or more and 1400 °C or less.
상기 재설계하는 단계는, 상기 중간 생성물의 실제 전자기 파라미터를 측정하고, 상기 실제 전자기 파라미터를 기준으로 상기 설계 전자기 파라미터를 재설계하고, 상기 재설계된 재설계 유전율 및 실제 유전율을 비교하여, 상기 실제 유전율이 더 작을 때, 수행을 중단할 수 있다.The redesigning includes measuring an actual electromagnetic parameter of the intermediate product, redesigning the designed electromagnetic parameter based on the actual electromagnetic parameter, and comparing the redesigned redesigned permittivity and the actual permittivity, so that the actual permittivity When this is smaller, the execution can be stopped.
일 실시 예에 따른 고온 환경에서 이용 가능한 전파 흡수체 제조 방법은, 섬유에 전자기파 손실 특성을 부여하는 탄화 공정 과정 및 기지를 투입하는 과정을 거친 결과물에 대하여, 두께 및 전자기 물성을 측정하고, 설계 수치와 부합하는 물리적 특성을 갖도록 반복하여 열산화 공정을 거칠 수 있다.The method for manufacturing a radio wave absorber usable in a high-temperature environment according to an embodiment measures the thickness and electromagnetic properties of the result of the carbonization process for imparting electromagnetic wave loss characteristics to the fiber and the process of inserting the base, and the design values and The thermal oxidation process may be repeated to have matching physical properties.
일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체는, 전파 흡수체 제조 방법으로 제조되는 전파 흡수체; 및 상기 전파 흡수체의 배면에 접지층을 포함할 수 있다.A radio wave absorbing composite according to an embodiment may include a radio wave absorber manufactured by a method of manufacturing a radio wave absorber; and a grounding layer on a rear surface of the radio wave absorber.
상기 전파 흡수 복합체는, 상기 전파 흡수체 및 상기 접지층 사이에 열을 차단하는 단열층을 더 포함할 수 있다.The radio wave absorbing composite may further include a heat insulating layer that blocks heat between the radio wave absorber and the ground layer.
일 실시 예에 따른 전파 흡수체 및 전파 흡수 복합체는, 고온에서 활용 가능하고, 전파 흡수체 제조 과정에서 전자기 파라미터 수치 제어를 정밀하게 할 수 있다.The radio wave absorber and the radio wave absorber composite according to an embodiment can be used at a high temperature, and can precisely control the numerical value of electromagnetic parameters in the manufacturing process of the radio wave absorber.
도 1은 일 실시 예에 따른 전파 흡수체 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 중간 생성물 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 설계 전자기 파라미터를 재설계하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 후처리 공정 단계를 복수 회 거치면서 유전율이 낮아지는 과정을 나타낸 그래프이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6는 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 전파 흡수 성능을 나타낸 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 전파 흡수 성능을 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a radio wave absorber according to an exemplary embodiment.
2 is a flowchart illustrating the steps of preparing an intermediate product according to an embodiment.
3 is a flowchart illustrating a step of redesigning a design electromagnetic parameter according to an exemplary embodiment.
4 is a graph illustrating a process in which the dielectric constant is lowered while performing a post-treatment process step multiple times according to an exemplary embodiment.
5 is a view showing a cross-section of a radio wave absorbing composite according to an embodiment.
6 is a graph showing the radio wave absorption performance of the radio wave absorbing composite according to an embodiment.
7 is a view showing a cross-section of a radio wave absorbing composite according to an embodiment.
8 is a graph showing the radio wave absorption performance of the radio wave absorbing composite according to an embodiment.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.
도 1은 일 실시 예에 따른 전파 흡수체 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a radio wave absorber according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하면, 전파 흡수체는 전기적 에너지를 열에너지 등으로 변환시킴으로써 전자파를 소멸시킬 수 있다. 전파 흡수체의 고주파 손실 특성은 예를 들어, 도전 손실, 유전 손실, 자성 손실 등의 특성을 가지며, 사용 환경을 고려하여 설계될 수 있다. 전파 흡수체 제조 방법을 통하여, 세라믹 소재와 같이 고온에서 사용 가능한 소재의 유전율, 투자율 및 도전율과 같은 전자기 파라미터의 제어를 용이하게 할 수 있다. 이와 같은 방법에 따르면, 최종 전자기 특성 목표를 만족하는, 고온 환경에서 이용 가능한 전파 흡수체를 제조할 수 있다. 예를 들어, 전파 흡수체 제조 방법은, 전파 흡수체에 대한 설계 전자기 파라미터를 입력받는 입력 단계(11)와, 설계 전자기 파라미터에 기초하여 섬유를 전처리하고 기지를 투입하여 중간 생성물을 제조하는 중간 생성물 제조 단계(12)와, 제조된 중간 생성물의 실제 두께에 대응하여 설계 전자기 파라미터를 재설계하는 단계(13)와, 실제 전자기 파라미터가 허용 범위 내에 있는지 확인하는 단계(14)와, 재설계된 설계 전자기 파라미터에 기초하여 중간 생성물을 열산화시키는 후처리 공정 단계(15)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the radio wave absorber may dissipate electromagnetic waves by converting electrical energy into thermal energy or the like. The radio wave absorber has characteristics such as, for example, conduction loss, dielectric loss, and magnetic loss, and may be designed in consideration of the use environment. Through the method of manufacturing the radio wave absorber, it is possible to easily control electromagnetic parameters such as dielectric constant, magnetic permeability, and conductivity of a material that can be used at a high temperature, such as a ceramic material. According to this method, it is possible to manufacture a radio wave absorber that can be used in a high-temperature environment, which satisfies the final electromagnetic property target. For example, the method for manufacturing a radio wave absorber includes an
단계 11에서는, 전파 흡수체의 전파 흡수 특성을 설계한 수치에 맞게 부여하기 위하여, 설계 전자기 파라미터를 입력할 수 있다. 예를 들어, 설계 전자기 파라미터는, 설계 두께 및 설계 유전율뿐만 아니라, 설계 투자율 및 설계 도전율을 포함할 수 있다. In
단계 14는, 단계 15 이후에 실제 전자기 파라미터가 허용 범위 이내에 포함되는지를 측정하고 실제 전자기 파라미터가 재설계 전자기 파라미터의 허용 범위내에 포함될 경우, 공정이 종료될 수 있다. 예를 들어, 실제 유전율이 허용 범위 내가 될 때까지, 단계 15 및 단계 14를 반복하여 수행될 수 있다. 한편, 단계 14는, 단계 15 이전에 수행될 수도 있다. 실제 전자기 파라미터가 재설계된 전자기 파라미터의 허용 범위 이내에 포함되는지를 측정하고 실제 전자기 파라미터가 재설계 전자기 파라미터의 허용 범위내에 포함될 경우, 공정을 종료하고, 포함되지 않을 경우 반복하여 단계 15 및 단계 14가 수행될 수 있다. 예를 들어, 전자기 파라미터가 유전율이라고 할 때, 실제 유전율이 설계 유전율의 105%보다 초과할 때 단계 15가 수행될 수 있다. 예를 들어, 실제 유전율이 설계 유전율의 95% 이상 105%이하로 측정될 때까지 단계 15 및 단계 14가 반복 수행되게 함으로써, 유전율을 정밀하게 제어할 수 있다. 구체적으로, 이와 같은 반복 공정에 의하여, 이전 차수에 진행한 후처리 공정에 비하여, 다음 차수에 진행한 (i)후처리 공정의 시간을 짧게 하거나, 온도를 낮게 설정하거나, (ii)후처리 공정의 시간을 짧게 하고 온도를 낮게 설정함으로써, 단계 15가 반복될수록 전파 흡수체의 유전율의 감소율이 줄어들게 할 수 있다.In
단계 15에서는, 후처리 공정으로서, 중간 생성물을 열산화시킬 수 있다. 이에 대하여는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다. In
도 2는 일 실시 예에 따른 중간 생성물 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating the steps of preparing an intermediate product according to an embodiment.
도 2를 참조하면, 단계 12는, 전처리 공정 단계(121) 및 패브리케이션 공정 단계(122)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 ,
단계 121에서는, 섬유에 전자기파 손실 특성을 갖도록 전처리하여 제 1 중간 생성물을 제조할 수 있다. 예를 들어, 단계 121는, 섬유에 손실 재료를 투입하는 탄소화 공정(carbonization process) 단계와, 설계 두께를 고려하여 섬유를 적층하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 설계 두께보다 105% 내지 150% 만큼 두껍게 적층할 수 있다. In
단계 122에서는, 제 1 중간 생성물에 기지(matrix)를 투입하여, 제 2 중간 생성물을 제조할 수 있다. 이와 같은 제 2 중간 생성물을 제조하는 과정은 밀도화 공정이라고 할 수 있으며, 밀도화 공정 과정에서 전자기 고손실(highly lossy)특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 밀도화 공정을 통하여 탄화 기지(carbonized matrix)가 생성될 수 있다. 예를 들어, 손실 특성으로서, 유전율을 설계된 유전율의 105% 이상 200% 이하일 수 있으며, 두께는 설계된 두께의 105% 이상 150% 이하일 수 있다. In
이상의 밀도화 공정(소결 공정)을 수행하는 온도는 재료에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명과 같이 초고온의 환경에서 활용되기 위한 전파 흡수체의 경우, 예를 들어, 800도 내지 1500도에서 제조될 수 있다. The temperature at which the above-mentioned densification process (sintering process) is performed may vary depending on the material. In the case of a radio wave absorber for use in an ultra-high temperature environment as in the present invention, it may be manufactured at, for example, 800 degrees to 1500 degrees.
도 3은 일 실시 예에 따른 설계 전자기 파라미터를 재설계하는 단계를 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a step of redesigning a design electromagnetic parameter according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 단계 13은, 중간 생성물의 실제 전자기 파라미터 측정 및 재설계하는 단계(131)와, 재설계 전자기 파라미터와 실제 전자기 파라미터를 비교하는 단계(132)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , step 13 may include measuring and redesigning the actual electromagnetic parameter of the intermediate product ( 131 ), and comparing the redesigned electromagnetic parameter with the actual electromagnetic parameter ( 132 ).
고온 환경에서의 패브리케이션 공정에 의해, 단계 131에서 측정된 중간 생성물의 실제 전자기 파라미터는, 즉, 중간 생성물의 두께 및 전자기 물성 등은 변화할 수 있다. 따라서 초기에 설정된 설계 파라미터와 차이가 발생하여 전파 흡수체 성능을 목표와 다른 성능을 발현할 수 있다. 따라서, 실제 두께 및 실제 유전율과 같은 실제 전자기 파라미터를 측정하고, 실제 전자기 파라미터를 기초로 하여 전파 흡수체의 성능 구현을 위한 전자기 특성값을 재설계 할 수 있다. 예를 들어, 실제 두께를 기초로 재설계 전자기 파라미터를 설정할 수 있다.Due to the fabrication process in a high-temperature environment, actual electromagnetic parameters of the intermediate product measured in
단계 132에서는, 실제 전자기 파라미터와 재설계 전자기 파라미터를 비교할 수 있다. 예를 들어, 전자기 파라미터가 유전율이라고 할 때, 실제 유전율이 재설계 유전율보다 작을 경우, 후처리 공정을 이용하더라도 재설계 유전율에 도달하게 하는 것이 불가능하므로 수행을 중단하고, 단계 11로 돌아가서 새로운 모재에 대하여 전파 흡수체의 설계 파라미터를 다시 입력할 수 있다. 실제 유전율이 재설계 유전율보다 더 클 때, 재설계 유전율에 접근하도록 후처리 공정이 수행될 수 있다.In
도 4는 일 실시 예에 따른 후처리 공정 단계를 복수 회 거치면서 유전율이 낮아지는 과정을 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating a process in which the dielectric constant is lowered while the post-treatment process step is performed a plurality of times according to an exemplary embodiment.
도 4를 참조하면, 후처리 공정은, 전자기 손실 특성을 제거할 수 있다. 예를 들어, 탄소와 같은, 과잉 투입된 전자기 손실 특성 소재를 추출하여 전자기 손실을 완화할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the post-treatment process may remove electromagnetic loss characteristics. For example, the electromagnetic loss can be mitigated by extracting an excessively inputted electromagnetic loss characteristic material, such as carbon.
열산화 공정은 상압에서 최대 180시간 동안 수행될 수 있다. 한편, 열산화 온도는, 높을수록 연산화 공정의 효율이 향상될 수 있다. 다만, 패브리케이션 공정 단계(122)에 해당하는 온도를 초과할 경우, 소재 자체의 특성이 변하게 되고, 반대로 온도가 너무 낮으면 실질적으로 열산화 효과를 얻게 되므로, 열산화 공정을 수행하는 온도의 설정이 중요하다. 따라서, 단계 15는, 단계 122의 수행 온도보다 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 열산화 공정은 밀도화 공정(소결 공정)을 수행하는 온도의 최저 온도 대비 85% 내지 95%의 온도에서 수행될 수 있다. The thermal oxidation process may be performed for up to 180 hours at atmospheric pressure. On the other hand, the higher the thermal oxidation temperature, the higher the efficiency of the arithmetic operation process may be improved. However, when the temperature corresponding to the
이상의 열산화 공정을 수행하는 온도는 재료에 따라서 달라질 수 있다. 본 발명과 같이 초고온의 환경에서 활용되기 위한 전파 흡수체에 대한 열산화 공정은, 예를 들어, 700도 내지 1400도에서 수행될 수 있다.The temperature for performing the above thermal oxidation process may vary depending on the material. The thermal oxidation process of the radio wave absorber for use in an ultra-high temperature environment as in the present invention may be performed at, for example, 700 degrees to 1400 degrees.
열산화 공정을 통하여 유전율이 감소할 수 있으며, 이와 같은 열산화 공정을 반복하여 수행함으로써 목적하는 유전율에 맞출 수 있다. 한편, 열산화 공정을 복수 회로 수행할 경우, 이전 차수에 진행한 열산화 공정에 비하여, 다음 차수의 열산화 공정의 시간을 짧게 하거나, 및/또는 온도를 낮게 설정할 수 있다. 이와 같은 방법에 의하면, 도 4에서 나타난 바와 같이, 열산화 공정의 차수가 진행함에 따라서 유전율의 감소율이 줄어들게 되므로, 유전율을 보다 정밀하게 제어할 수 있다. 이와 같은 공정에 따르면, 최종 생산된 전파 흡수체의 실측 두께에 부합하는 전자기 손실 특성 값을 정확하게 충족시킬 수 있다.The dielectric constant may be reduced through the thermal oxidation process, and by repeatedly performing the thermal oxidation process, a desired dielectric constant may be achieved. Meanwhile, when the thermal oxidation process is performed a plurality of times, the time of the thermal oxidation process of the next order may be shortened and/or the temperature may be set lower than that of the thermal oxidation process performed in the previous order. According to this method, as shown in FIG. 4 , the reduction rate of the dielectric constant decreases as the order of the thermal oxidation process progresses, so that the dielectric constant can be more precisely controlled. According to such a process, the electromagnetic loss characteristic value corresponding to the measured thickness of the finally produced radio wave absorber can be accurately met.
도 5는 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 단면을 나타낸 도면이고, 도 6는 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 전파 흡수 성능을 나타낸 그래프이다.5 is a view showing a cross-section of a radio wave absorbing composite according to an embodiment, and FIG. 6 is a graph showing radio wave absorption performance of the radio wave absorbing composite according to an embodiment.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전파 흡수 복합체는, 전파 흡수체 제조 방법으로 제조되는 전파 흡수체와, 접지층(GND)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전파 흡수체는 2.3 mm의 두께의 탄화규소(SiCf/SiC)일 수 있다. 접지층은 전파의 투과를 막기 위해 전파 흡수체의 배면에 배치될 수 있고, 고전도도 재료로 형성될 수 있다. 도 6의 그래프를 참조하면, 중심 주파수(9.5 GHz 부근)에서 입사파를 99% 이상 흡수할 수 있음을 확인할 수 있다.5 and 6 , the radio wave absorbing composite may include a radio wave absorber manufactured by a method of manufacturing the radio wave absorber, and a grounding layer (GND). For example, the radio wave absorber may be silicon carbide (SiC f /SiC) with a thickness of 2.3 mm. The ground layer may be disposed on the rear surface of the radio wave absorber to prevent transmission of radio waves, and may be formed of a high-conductivity material. Referring to the graph of FIG. 6 , it can be confirmed that 99% or more of the incident wave can be absorbed at the center frequency (near 9.5 GHz).
도 7은 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 단면을 나타낸 도면이고, 도 8은 일 실시 예에 따른 전파 흡수 복합체의 전파 흡수 성능을 나타낸 그래프이다.7 is a view showing a cross-section of a radio wave absorbing composite according to an embodiment, and FIG. 8 is a graph showing radio wave absorption performance of the radio wave absorbing composite according to an embodiment.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 전파 흡수 복합체는, 전파 흡수체 제조 방법으로 제조되는 전파 흡수체와, 접지층(GND) 및 단열층(insulation layer)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전파 흡수체는 4.5 mm의 두께의 탄화규소(SiC)일 수 있다. 단열층은 전파 흡수체 및 접지층 사이에서 열을 차단할 수 있다. 이와 같이 다층형 전파 흡수 복합체는, 2 - 3 GHz 영역의 저주파대역 및 9 - 10 GHz 영역에서의 다중대역 전파 흡수를 할 수 있음을 확인할 수 있다. 7 to 8 , the radio wave absorber composite may include a radio wave absorber manufactured by the method of manufacturing the radio wave absorber, a ground layer (GND), and an insulation layer. For example, the radio wave absorber may be silicon carbide (SiC) with a thickness of 4.5 mm. The heat insulating layer may block heat between the radio wave absorber and the ground layer. As described above, it can be confirmed that the multi-layered radio wave absorbing composite can absorb the multi-band radio wave in the low frequency band of the 2 - 3 GHz region and the 9 - 10 GHz region.
이상과 같이, 전파 흡수체는 다양한 특성을 갖는 층과 결합하여 사용 환경 특성에 부합하는 설계에 맞게 제작될 수 있다.As described above, the radio wave absorber may be combined with layers having various characteristics to be manufactured according to a design conforming to the characteristics of the use environment.
기존 제작기법을 이용할 경우, 제작 공정 과정에서 고온용 전파흡수구조 설계변수들에 대한 제어가 어렵고, 변수 변화가 누적되므로 결과적으로 전파 흡수 성능의 저하가 발생하게 되지만, 본 발명에 따른 제작 공정을 이용할 경우, 정밀한 변수 제어를 통한 전파흡수체를 제작할 수 있는 장점이 있다.In the case of using the existing manufacturing method, it is difficult to control the design parameters of the radio wave absorption structure for high temperature during the manufacturing process, and the variable changes are accumulated, resulting in a decrease in the radio wave absorption performance. In this case, there is an advantage that a radio wave absorber can be manufactured through precise variable control.
또한, 각기 다른 전자기특성을 갖는 소재를 각각 설계/제작할 필요 없이, 충분한 손실특성을 갖는 기반소재를 준비하고 해당 소재에 열산화 공정을 조절해서 전자기 특성이 각기 다른 소재를 제작할 수 있다.In addition, without the need to design/manufacture materials having different electromagnetic properties, it is possible to prepare a base material having sufficient loss properties and adjust the thermal oxidation process to the material to manufacture materials with different electromagnetic properties.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although embodiments have been described with reference to the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of structures, devices, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components or equivalents are used. Appropriate results can be achieved even if substituted or substituted by
Claims (14)
상기 전파 흡수체에 대한 설계 전자기 파라미터를 입력받는 입력 단계;
상기 설계 전자기 파라미터에 기초하여, 섬유를 전처리하고 기지를 투입하여 중간 생성물을 제조하는 중간 생성물 제조 단계;
상기 제조된 중간 생성물의 실제 두께에 대응하여, 상기 설계 전자기 파라미터를 재설계하는 단계;
상기 재설계된 설계 전자기 파라미터에 기초하여, 상기 중간 생성물을 열산화시키는 후처리 공정 단계; 및
상기 후처리 공정 단계 이후에, 실제 전자기 파라미터가 허용 범위 내에 있는지 확인하는 단계를 포함하고,
상기 설계 전자기 파라미터는,
설계 두께 및 설계 유전율을 포함하고,
실제 유전율이 상기 허용 범위 내가 될 때까지, 상기 후처리 공정 단계 및 상기 확인하는 단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
In the method for manufacturing a radio wave absorber usable in a high-temperature environment,
an input step of receiving design electromagnetic parameters for the radio wave absorber;
an intermediate product preparation step of pretreating the fiber and preparing an intermediate product by inputting a matrix based on the design electromagnetic parameter;
redesigning the design electromagnetic parameter, corresponding to the actual thickness of the manufactured intermediate product;
a post-treatment process step of thermally oxidizing the intermediate product based on the redesigned design electromagnetic parameter; and
after the post-processing step, confirming that the actual electromagnetic parameter is within an acceptable range;
The design electromagnetic parameter is
including design thickness and design permittivity;
The method for manufacturing a radio wave absorber, characterized in that the post-processing step and the checking step are repeatedly performed until the actual permittivity is within the allowable range.
상기 후처리 공정 단계가 반복하여 수행될 경우, 이전 차수에 진행한 후처리 공정에 비하여, 다음 차수에 진행한 후처리 공정의 시간을 짧게 하거나, 및/또는 온도를 낮게 설정함으로써, 상기 후처리 공정 단계가 반복될수록 상기 전파 흡수체의 유전율의 감소율이 줄어들게 하는 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
The method of claim 1,
When the post-treatment process step is repeatedly performed, compared to the post-treatment process performed in the previous order, by shortening the time of the post-treatment process performed in the next order, and/or setting the temperature lower, the post-treatment process A method of manufacturing a radio wave absorber, characterized in that the rate of decrease of the dielectric constant of the radio wave absorber decreases as the steps are repeated.
상기 중간 생성물 제조 단계는,
섬유에 전자기파 손실 특성을 갖도록 전처리하여 제 1 중간 생성물을 제조하는 전처리 공정 단계; 및
상기 제 1 중간 생성물에 기지를 투입하여 제 2 중간 생성물을 제조하는 패브리케이션 공정 단계를 포함하는 전파 흡수체 제조 방법.
The method of claim 1,
The intermediate product preparation step is,
A pretreatment process step of pretreating the fiber to have electromagnetic wave loss characteristics to prepare a first intermediate product; and
and a fabrication process step of preparing a second intermediate product by introducing a base to the first intermediate product.
상기 전처리 공정 단계는,
상기 섬유에 손실 재료를 투입하는 탄소화 공정 단계; 및
상기 섬유를 적층하는 단계를 포함하는 전파 흡수체 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The pretreatment process step is,
a carbonization process step of injecting a lossy material into the fiber; and
and laminating the fibers.
상기 패브리케이션 공정 단계는,
상기 기지에 전자기 손실 특성을 부여하는 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The fabrication process step is
A method for manufacturing a radio wave absorber, characterized in that the base is imparted with electromagnetic loss characteristics.
상기 후처리 공정 단계는, 상기 패브리케이션 공정 단계의 수행 온도보다 낮은 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The post-processing step is a method of manufacturing a radio wave absorber, characterized in that it is performed at a temperature lower than the temperature at which the fabrication process step is performed.
상기 패브리케이션 공정 단계는,
제 1 온도 범위에서 수행되고,
상기 후처리 공정 단계는,
상기 제 1 온도 범위에서 최저 온도의 85% 이상 95% 이하인 제 2 온도 범위의 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The fabrication process step is
carried out in a first temperature range,
The post-treatment process step is,
The method for manufacturing a radio wave absorber, characterized in that it is carried out under the condition of a second temperature range of 85% or more and 95% or less of the lowest temperature in the first temperature range.
상기 제 1 온도 범위는,
800°C 이상 1500°C 이하이고,
상기 제 2 온도 범위는,
700°C 이상 1400°C 이하인 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The first temperature range is
800°C or more and 1500°C or less,
The second temperature range is,
A method for manufacturing a radio wave absorber characterized in that it is 700°C or more and 1400°C or less.
상기 재설계하는 단계는,
상기 중간 생성물의 실제 전자기 파라미터를 측정하고, 상기 실제 전자기 파라미터를 기준으로 상기 설계 전자기 파라미터를 재설계하고,
상기 재설계된 재설계 유전율 및 실제 유전율을 비교하여, 상기 실제 유전율이 더 작을 때, 수행을 중단하는 것을 특징으로 하는 전파 흡수체 제조 방법.
The method of claim 1,
The redesigning step is
measuring an actual electromagnetic parameter of the intermediate product, and redesigning the design electromagnetic parameter based on the actual electromagnetic parameter;
Comparing the redesigned redesigned permittivity and the actual permittivity, when the actual permittivity is smaller, the operation is stopped.
상기 전파 흡수체의 배면에 접지층을 포함하는 전파 흡수 복합체.
a radio wave absorber manufactured by the manufacturing method according to claim 1; and
and a grounding layer on a rear surface of the radio wave absorber.
상기 전파 흡수체 및 상기 접지층 사이에 열을 차단하는 단열층을 더 포함하는 전파 흡수 복합체.14. The method of claim 13,
The radio wave absorbing composite further comprising a heat insulating layer that blocks heat between the radio wave absorber and the ground layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200108333A KR102381408B1 (en) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200108333A KR102381408B1 (en) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220027453A KR20220027453A (en) | 2022-03-08 |
| KR102381408B1 true KR102381408B1 (en) | 2022-03-31 |
Family
ID=80813416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200108333A KR102381408B1 (en) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102381408B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101232222B1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-02-12 | 한국기계연구원 | A composite film for absorption emi and the method for preparation of the same |
| WO2018062051A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 帝人株式会社 | Silicon carbide composite sintered body and method for manufacturing same |
| JP2019102665A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 国立大学法人北海道大学 | Electromagnetic wave absorber |
| KR101993453B1 (en) * | 2019-01-25 | 2019-06-26 | 국방과학연구소 | Method of controlling dielectric constant of composite material by fine pattern printing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101383658B1 (en) * | 2010-11-10 | 2014-04-10 | 한국기계연구원 | A Microwave Absorbing Structure composed of a dielectric lossy sheet and method thereof |
| CN112911917A (en) * | 2016-04-22 | 2021-06-04 | 德雷塞尔大学 | Two-dimensional metal carbide, nitride and carbonitride films and composites for EMI shielding |
-
2020
- 2020-08-27 KR KR1020200108333A patent/KR102381408B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101232222B1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-02-12 | 한국기계연구원 | A composite film for absorption emi and the method for preparation of the same |
| WO2018062051A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 帝人株式会社 | Silicon carbide composite sintered body and method for manufacturing same |
| JP2019102665A (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 国立大学法人北海道大学 | Electromagnetic wave absorber |
| KR101993453B1 (en) * | 2019-01-25 | 2019-06-26 | 국방과학연구소 | Method of controlling dielectric constant of composite material by fine pattern printing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220027453A (en) | 2022-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Design of frequency selective surface structure with high angular stability for radome application | |
| Yin et al. | Electromagnetic properties of Si–C–N based ceramics and composites | |
| Cheng et al. | Ultra-thin low-frequency broadband microwave absorber based on magnetic medium and metamaterial | |
| Wan et al. | Effects of carbon black (CB) and alumina oxide on the electromagnetic-and microwave-absorption properties of SiC fiber/aluminum phosphate matrix composites | |
| CN109720027B (en) | High-temperature-resistant structural wave-absorbing material based on metal coating and preparation method thereof | |
| CN105060913A (en) | Preparation method of C/C-SiC (carbon fiber reinforced carbon-silicon carbide) composite with low CTE (coefficient of thermal expansion) | |
| KR102381408B1 (en) | Method for manufacturing electromagnetic wave absorber and electromagnetic wave absorbing composite | |
| CN114055866A (en) | High-temperature resin-based structural wave-absorbing composite material and preparation method thereof | |
| NO883060L (en) | RADAR camouflage MATERIAL. | |
| Xu et al. | Electromagnetic performance and impact damage of the microstrip antennas integrated in cylindrical three dimensional woven composite structures | |
| He et al. | Frequency selective surface composites with honeycomb absorbing structure for broadband applications | |
| Lee et al. | Design of active frequency selective surface with curved composite structures and tunable frequency response | |
| US20070277705A1 (en) | Carbonized shaped polymeric foam emi shielding enclosures | |
| CN109904574A (en) | Waveguide load based on electromagnetic wave duality principle | |
| Souza et al. | Double layer material designed to reduce electromagnetic radiation with carbon black, silicon carbide and manganese zinc ferrite | |
| CN103601477B (en) | Preparation process of absorber with low voltage standing-wave ratio | |
| Li et al. | All-dielectric metamaterial band stop frequency selective surface via high-permittivity ceramics | |
| CN111200185A (en) | Antenna housing for measurement and control, antenna/antenna housing integrated structure and manufacturing method thereof | |
| Lee et al. | Complex permittivity control of SiCf/SiC composite through thermal oxidation | |
| KR102635644B1 (en) | Microwave absorbing form based sandwich composite with metallic lightning protection layer | |
| Kim et al. | Electromagnetic wave characteristics of composite frequency selective surfaces with patch‐grid‐patch type structure fabricated by e‐beam deposition | |
| Tang et al. | A Thermostable Frequency Selective Surface with both a Low-pass and a Wide Shielding Band | |
| Sathishkannan et al. | Multiband Microwave Metamaterial Absorber for EMI Reduction | |
| Fang et al. | Design of a switchable frequency selective surface absorber/reflector | |
| CN113232375B (en) | Preparation method of honeycomb sandwich composite material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |