專利名稱：陶瓷組合物及以其制造吸收電磁波的陶瓷的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷組合物及以其制造陶瓷的方法，特別是涉及一種陶瓷組合物以及用以制造可吸收由如蜂窩式電話、尋呼機、計算機、無繩電話等電氣裝置所產(chǎn)生的電磁波的陶瓷的方法。
通常地，精細陶瓷或新型新陶瓷在它們的組成以及它們的成形和燒結等生產(chǎn)方法方面與傳統(tǒng)的陶瓷不同，即，精細陶瓷是由這樣一種成形方法和一種燒結方法而生產(chǎn)出來的，即通過采用一種人工原料粉體或一種高純度的原料粉體來精確地控制配料組分。所以精細陶瓷比普通陶瓷有更多的用途。由于近來已發(fā)現(xiàn)精細陶瓷的多種用途，所以精細陶瓷被用于實現(xiàn)多種目的。
精細陶瓷一般被分類為氧化物型陶瓷和非氧化物型陶瓷。氧化物型陶瓷包括氧化鋁(Al2O3)、鐵氧體(Fe2O3)、二氧化鋯(ZrO2)以及二氧化鈦(TiO2)等。非氧化物型陶瓷包括碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3N4)等。目前，精細陶瓷的新的應用，例如熱應用、機械應用、生物化學應用、電氣應用、電子應用和光學應用等正在發(fā)掘之中，并且有關精細陶瓷的這些應用的研究將會繼續(xù)下去。
目前，許多電氣電子裝置，如蜂窩式電話、尋呼機、計算機、無繩電話和電視機等在日常生活中得到應用。在現(xiàn)代化的生活中，利用這些電子設備是很必要的，但是大多數(shù)的這些電氣裝置都發(fā)射電磁波。眾所周知，這些電氣裝置發(fā)射出來的電磁波對使用這些電氣電子裝置的人來說是有害的。因此，有關屏蔽由這些電氣裝置發(fā)射出來的電磁波的研究會繼續(xù)進行下去。在授予Izumi Kosuga等的美國專利第4,960,642號公開了一種用于制造電磁波屏蔽材料的切片(pellet)。通過將導電纖維插入一基體樹脂中，這種切片可將電磁波屏蔽。另外，人們還提出了一種通過將一鐵氧體磁心裝在這些電氣裝置內(nèi)，用以吸收由電氣裝置發(fā)射出來的電磁波的方法。
但是，上述的切片和鐵氧體磁心屏蔽方法均不能充分地屏蔽由這些電氣裝置發(fā)射出的電磁波，并且由于切片和磁心被插裝在電磁裝置的電路板上，所以使這些裝置的制造方法和裝置的結構都很復雜。
考慮到上述問題，本發(fā)明的第一個目的就是提供一種陶瓷組合物，通過將此陶瓷組合物安裝在電氣裝置的預定位置上，用以吸收電氣裝置發(fā)射出的電磁波。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種制造用于吸收電磁波的陶瓷的方法，該方法特別適合于制造這種陶瓷。
為了達到上述的目的，根據(jù)本發(fā)明的用于吸收電磁波的陶瓷組合物包括一原料粉體，其包含按重量計算約35％到約65％之間的Fe2O3、約1％到約5％之間的Al2O3、約0.5％到約1.5％之間的Zn、約0.5％到約1％之間的Cr、約3％到約10％之間的Cu、約3％到約8％之間的Mn以及約1％至約4％之間的Co；以及一原料粉體的混合劑，其包括按重量計約30％到約45％之間的水、約1.5％到約2.0％之間的分散劑和約1.5％到約2.0％之間的增塑劑。
優(yōu)選地，原料粉體包括按重量計約40％至約50％之間的Fe2O3，更優(yōu)選地，原料粉體包括按重量計約45％的Fe2O3。
當原料粉體包括按重量計約40％到約50％的Fe2O3時，其對電氣裝置所產(chǎn)生的電場和磁場的吸收率在36.6％至54.3％之間。尤其是在原料粉體包括按重量計約45％Fe2O3的情況下，當用Holaday HI 4000型射頻測試系統(tǒng)測試吸收率時，電場的吸收率為最大，其值為41.2％，并且磁場的吸收率為最大，其值為52.8％。當原料粉體包含按重量計低于35％的Fe2O3時，由于原料粉體的成型密度降低，使得其對電場和磁場的吸收率變得低于約30％。另外，當原料粉體按重量計包含約65％的Fe2O3時，由于研磨原料粉體以及調(diào)整原料粉體的顆粒尺寸可能會困難的原因，所以在燒結原料粉體期間，原料粉體的顆粒的尺寸會過分地生長，使得電場和磁場的吸收率變得低于30％。
分散劑至少包括從由六甲醇(hexamethanol)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol)，和聚乙烯(polyethylen)組成的組中選出的一種物質(zhì)。
另外，增塑劑包括至少一種從由明膠(gelatin)，糊精(dextrin)和纖維素(cellulose)所構成的組中挑選出的物質(zhì)。
另外，為了達到上述的目的，根據(jù)本發(fā)明，用于制造吸收電磁波的陶瓷的方法，包括的步驟有i)將一原料粉體與一原料粉體的混合劑均勻地混合，其中該原料粉體包含按重量計約35％至約65％之間的Fe2O3、約1％至約5％之間的Al2O3、約0.5％至約1.5％之間的Zn、約0.5％至約1.0％之間的Cr、約3％至約10％之間的Cu、約3％至約8％之間的Mn和約1％至約4％之間的Co；而該混合劑包含按重量計約30％至約45％之間的水、約1.5％至約2.0％之間的分散劑和約1.5％至約2.0％之間的增塑劑；ii)研磨經(jīng)混合的粉體；iii)將經(jīng)研磨的粉體造粒而成造粒顆粒；iv)將造粒顆粒形成為一成形體；v)焙燒該成形體，并燒結該成形體以形成一燒結體；vi)將該燒結體漸漸冷卻。
步驟ii)是一種濕研磨方法，該方法使用一球磨機研磨45小時到50小時，使得經(jīng)混合的粉體具有約1微米到約3微米之間的粒度分布。步驟iii)是一種噴霧干燥法。
最好步驟iv)是通過利用一壓強在800kg/cm2與1200kg/cm2之間的金屬壓制裝置使造粒顆粒成形，從而形成一個具有一貫穿孔的圓柱形成形體。當形成圓柱形成形體時，在壓強低于800kg/cm2的條件下，不能形成成形體；在壓強大于1200kg/cm2的條件下，造粒顆粒被過分壓實，所以在燒結成形體的過程中，造粒顆粒的晶粒過分地長大。
優(yōu)選地，步驟v)在充氮氣氛的爐子中焙燒成形體十個小時到十二個小時，然后在溫度為1300℃至1500℃之間的爐子中燒結焙燒體1.5小時到2.5小時。當燒結時間在1.5小時到2.5小時之間，并且燒結溫度為1400℃，可得到具有最佳形狀和晶粒尺寸的燒結體。
因此，根據(jù)本發(fā)明的陶瓷，通過將其安裝在蜂窩式電話、尋呼機、計算機、無繩電話、電視等電氣裝置的預置位置上，就能吸收這些電氣裝置發(fā)射出來的電磁波。
本發(fā)明的上述目的以及其它一些優(yōu)點，將通過對優(yōu)選實施例的詳細描述更明確地顯現(xiàn)出來。實施例1將一種包含按重量計約60％的Fe2O3、約5％的Al2O3、約1％Zn、約8％的Cu、約3％的Mn和約2％的Co的原料粉體以及一種包含按重量計約40％的水、約1.5％的由六甲醇(hexamethanol)和聚乙烯醇(polyvinylalcohol)構成的分散劑和約2.0％的作為增塑劑的明膠(gelation)的原料粉體混合劑均勻地混合。Fe2O3是由Kyocera Co.生產(chǎn)的一種粉體，Al2O3是由Sumitomo Co.生產(chǎn)的一種粉體，六甲醇、聚乙烯醇和明膠是由Sannop Co.生產(chǎn)的。
接下來，利用濕研磨法，在一球磨機中將經(jīng)混合的粉體研磨45小時至50小時，最好是48小時，以使顆粒大小分布在1微米至3微米之間。然后，利用噴霧干燥法，經(jīng)過一個具有120目/英寸的粉篩，將粉體造粒而成造粒的顆粒。
利用一金屬壓制裝置在室溫和壓強為1000kg/cm2的條件下壓制造粒的顆粒，以形成具有一穿通孔的圓柱形的成形體。在這種情況下，成形體的密度是2.8g/cm3.。接下來，成形體在充氮氣的爐子中焙燒12個小時，在1400℃的爐子中燒結2個小時。而后將爐子漸漸冷卻，這樣就制成了有圓柱形成形體的陶瓷。
對LG電子公司生產(chǎn)的蜂窩式電話產(chǎn)生的電場和磁場的吸收率見表1所示。表1中所示的產(chǎn)生的電場和磁場以及吸收率是利用Holaday HI-400型射頻測量系統(tǒng)，在距蜂窩式電話5厘米的間隔處測量得到。
表1未安裝陶瓷 安裝陶瓷 吸收率(％)電場(V/m) 29.2 18.5 36.6磁場(mG) 4.69 2.74 41.6參看表1，陶瓷被安裝在蜂窩式電話上之后，電場是18.5V/m，磁場是2.74mG。當蜂窩式電話上未安裝陶瓷時，電場是29.2V/m，磁場是4.69mG。因此陶瓷組合物對電場和磁場的吸收率分別為36.6％和41.6％。
表2顯示了對三星電子公司生產(chǎn)的蜂窩式電話產(chǎn)生的電場的吸收率。表2中所示的電場和吸收率是利用美國Narda生產(chǎn)的8700型測量系統(tǒng)在距蜂窩式電話2厘米的間隔處測得的。
表2未安裝陶瓷 安裝陶瓷吸收率(％)電場(V/m)22.4 11.150.4參看表2，在蜂窩式電話上安裝了陶瓷之后，電場是11.1V/m。當蜂窩式電話上未安裝陶瓷時，電場是29.2V/m。因此，陶瓷對電場的吸收率是50.4％。
因此，如表1和表2所示，根據(jù)實施例1所得到的陶瓷能將電氣裝置產(chǎn)生的大部分電場和磁場吸收掉。
如上所述，本發(fā)明的陶瓷能吸收電氣裝置所產(chǎn)生的大部分的電場和磁場。即，這種陶瓷能吸收電氣裝置所產(chǎn)生的電磁波。實施例2將一種包含按重量計約50％的Fe2O3、約3％的Al2O3、約1％Zn、約5％的Cu、約5％的Mn和約2％的Co的原料粉體以及一種包含按重量計約40％的水、約1.5％的由六甲醇(hexamethanol)和聚乙烯醇(polyvinylalcohol)構成的分散劑和約2.0％的作為增塑劑的明膠(gelatin)的原料粉體混合劑均勻地混合。
接下來，利用濕研磨法，在一球磨機中將經(jīng)混合的粉體研磨45小時至50小時，最好是48小時，以使顆粒大小分布在1微米至3微米之間。然后，利用噴霧干燥法，經(jīng)過一個具有120目/英寸的粉篩，將粉體造粒而成造粒的顆粒。
利用一金屬壓制裝置在室溫和壓強為1000kg/cm2的條件下壓制造粒的顆粒，以形成具有一穿通孔的圓柱形的成形體。在這種情況下，成形體的密度是2.8g/cm3。接下來，成形體在充氮氣的爐子中焙燒12個小時，在1400℃的爐子中燒結2個小時。而后將爐子漸漸冷卻，這樣就制成了有圓柱形成形體的陶瓷。
對LG電子公司生產(chǎn)的蜂窩式電話產(chǎn)生的電場和磁場的吸收率見表3所示。表3中所示的產(chǎn)生的電場和磁場以及吸收率是利用Holaday HI-400型射頻測量系統(tǒng)，在距蜂窩式電話5厘米的間隔處測量得到。
表3未安裝陶瓷安裝陶瓷吸收率(％)電場(V/m)28.317.538.2磁場(mG) 4.722.7641.5參看表3，陶瓷被安裝在蜂窩式電話上之后，電場是17.5V/m，磁場是2.76mG。當蜂窩式電話上未安裝陶瓷時，電場是28.3V/m，磁場是4.72mG。因此陶瓷組合物對電場和磁場的吸收率分別為38.2％和41.5％。
表4顯示了對三星電子公司生產(chǎn)的蜂窩式電話產(chǎn)生的電場的吸收率。表2中所示的電場和吸收率是利用美國Narda生產(chǎn)的8700型測量系統(tǒng)在距蜂窩式電話2厘米的間隔處測得的。
表4未安裝陶瓷安裝陶瓷吸收率(％)電場(V/m) 24.7 11.3 54.3參看表4，在蜂窩式電話上安裝陶瓷后，電場是11.3V/m。當蜂窩式電話上未安裝陶瓷時，電場是24.7V/m。因此陶瓷對電場的吸收率是54.3％。
因此，如表3和表4所示，根據(jù)實施例2所得到的陶瓷能將電氣裝置產(chǎn)生的大部分電場和磁場吸收掉。實施例3將一種包含按重量計約45％的Fe2O3、約3％的Al2O3、約0.5％Zn、約3％的Cu、約8％的Mn和約3％的Co的原料粉體以及一種包含按重量計約40％的水、約1.5％的由六甲醇(hexamethanol)和聚乙烯醇(polyvinylalcohol)構成的分散劑和約2.0％的作為增塑劑的明膠(gelatin)的原料粉體混合劑均勻地混合。
接下來，利用濕研磨法，在一球磨機中將經(jīng)混合的粉體研磨45小時至50小時，最好是48小時，以使顆粒大小分布在1微米至3微米之間。然后，利用噴霧干燥法，經(jīng)過一個具有120目/英寸的粉篩，將粉體造粒而成造粒的顆粒。
利用一金屬壓制裝置在室溫和壓強為1000kg/cm2的條件下壓制造粒的顆粒，以形成具有一穿通孔的圓柱形的成形體。在這種情況下，成形體的密度是2.8g/cm3。接下來，成形體在充氮氣的爐子中焙燒12個小時，在1400℃的爐子中燒結2個小時。而后將爐子漸漸冷卻，這樣就制成了有圓柱形成形體的陶瓷。
對LG電子公司生產(chǎn)的蜂窩式電話產(chǎn)生的電場和磁場的吸收率見表5所示。表5中所示的產(chǎn)生的電場和磁場以及吸收率是利用Holaday HI-400型射頻測量系統(tǒng)，在距蜂窩式電話5厘米的間隔處測量得到。
表5未安裝陶瓷安裝陶瓷吸收率(％)電場(V/m) 28.416.7 41.2磁場(mG) 4.752.24 52.8參看表5，陶瓷被安裝在蜂窩式電話上之后，電場是16.7V/m，磁場是2.24mG。當蜂窩式電話上未安裝陶瓷時，電場是28.4V/m，磁場是4.75mG。因此陶瓷組合物對電場和磁場的吸收率分別為41.2％和52.8％。
表6顯示了對三星電子公司生產(chǎn)的蜂窩式電話產(chǎn)生的電場的吸收率。表6中所示的電場和吸收率是利用美國Narda生產(chǎn)的8700型測量系統(tǒng)在距蜂窩式電話2厘米的間隔處測得的。
表6未安裝陶瓷安裝陶瓷吸收率(％)電場(V/m) 22.4 8.4 62.5參看表6，在蜂窩式電話上安裝了陶瓷之后，電場是8.4V/m。當蜂窩式電話上未安裝陶瓷時，電場是22.4V/m。因此陶瓷對電場的吸收率是62.5％。
因此，如表5和表6所示，根據(jù)實施例3所得到的陶瓷能將電氣裝置產(chǎn)生的大部分電場和磁場吸收掉。
如上所述，本發(fā)明的陶瓷能吸收電氣裝置所產(chǎn)生的大部分的電場和磁場。即，這種陶瓷能吸收電氣裝置所產(chǎn)生的電磁波。
盡管已經(jīng)參照一些具體的實施例對本發(fā)明進行了詳細展示和描述，但是本領域的技術人員在不超出由后附權利要求所限定的實質(zhì)和范圍的情況下，仍可作多種改型和變動。
權利要求
1.一種用于吸收電磁波的陶瓷組合物，包括一原料粉體，其包含按重量計算約35％到約65％之間的Fe2O3、約1％到約5％之間的Al2O3、約0.5％到約1.5％之間的Zn、約0.5％到約1％之間的Cr、約3％到約10％之間的Cu、約3％到約8％之間的Mn以及約1％至約4％之間的Co；以及一原料粉體的混合劑，其包括按重量計的30％到約45％之間的水、約1.5％到約2.0％之間的分散劑和約1.5％到約2.0％之間的增塑劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于吸收電磁波的陶瓷組合物，其中，上述原料粉體包含按重量計約40％至約50％之間的Fe2O3。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于吸收電磁波的陶瓷組合物，其中，上述的原料粉體包含按重量計約45％的Fe2O3。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于吸收電磁波的陶瓷組合物，其中，上述的分散劑包含至少一種從由六甲醇、聚乙烯醇和聚乙烯所組成的組中選出的物質(zhì)。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于吸收電磁波的陶瓷組合物，其中，上述的增塑劑至少包括從由明膠、糊精和纖維素所組成的組中挑選出的一種物質(zhì)。
6.一種制造用于吸收電磁波的陶瓷的方法，其采用如權利要求1至5中任意一項所述的陶瓷組合物，該方法包括的步驟有i)將所述的原料粉體與所述的原料粉體的混合劑均勻地混合；ii)研磨經(jīng)混合的粉體；iii)將經(jīng)研磨的粉體造粒而成造粒顆粒；iv)將造粒顆粒形成為一成形體；v)焙燒該成形體，并燒結該成形體以形成一燒結體；vi)將該燒結體漸漸冷卻。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述的步驟ii)是一種濕研磨方法，該方法使用一球磨機研磨45小時到50小時，使得經(jīng)混合的粉體具有約1微米到約3微米之間的粒度分布。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述的步驟iii)是一種噴霧干燥法。
9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述的步驟iv)是通過利用一壓強在800kg/cm2與1200kg/cm2之間的金屬壓制裝置使造粒顆粒成形，從而形成一個具有一貫穿孔的圓柱形成形體。
10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述的步驟v)在充氮氣氛的爐子中焙燒成形體10小時到12小時，然后在溫度為1300℃至1500℃之間的爐子中燒結焙燒體1.5小時到2.5小時。
11.根據(jù)權利要求1所述的陶瓷組合物，其中，上述陶瓷組合物用作吸收電磁波的材料。
全文摘要
一種用于吸收電磁波的陶瓷組合物,包括一原料粉體和一原料粉體的混合劑,該粉體包含按重量計約35%到約65%的Fe
文檔編號C04BGK1176949SQ9710215
公開日1998年3月25日 申請日期1997年1月28日 優(yōu)先權日1996年9月19日
發(fā)明者洪性鏞, 羅昌鎬 申請人:洪性鏞