用于無(wú)線通信塔的微球體填充的金屬組件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2012年9月28日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/707, 085的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的各種實(shí)施方式涉及用在無(wú)線通信塔上的基于金屬的組件。
【背景技術(shù)】
[0004] 在電信領(lǐng)域中，整個(gè)世界對(duì)于帶寬要求在逐年增加以便于支持新的服務(wù)以及數(shù)目 增加的用戶，由此使無(wú)線系統(tǒng)向著更高頻帶轉(zhuǎn)移。該產(chǎn)業(yè)中的趨勢(shì)是將基站電子器件從無(wú) 線通信塔的塔底座移至較高區(qū)域（即，塔頂電子器件）；努力減少連接塔頂與底座設(shè)備的通 信纜線中的信號(hào)損失。隨著將越來(lái)越多數(shù)目的組件向塔的上方移動(dòng)，越來(lái)越關(guān)注的是這些 組件的重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種實(shí)施方式是一種設(shè)備，其包括：
[0006] 無(wú)線通信塔組件，其至少部分由微球體填充的金屬形成，
[0007] 其中所述微球體填充的金屬在25°C測(cè)量的密度小于2. 7克每立方厘米（"g/ cm3 "）。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 本發(fā)明的各種實(shí)施方式涉及至少部分由基于金屬的材料形成的無(wú)線通信塔組件。 這樣的基于金屬的材料可以具有某些性質(zhì)使其適用于塔頂應(yīng)用，尤其包括某些范圍的密 度、熱導(dǎo)率、和熱膨脹系數(shù)。這樣的無(wú)線通信塔組件尤其可以包括射頻（"RF"）空腔濾波 器，散熱器，外皮（enclosures)，塔頂支持附件（tower-top support accessories)，及其組 合。
[0009] 基于金屬的材料
[0010] 如上提及，無(wú)線通信塔組件可以至少部分由基于金屬的材料形成。如本申請(qǐng)使用， "基于金屬的"材料是包含金屬作為主要（即，大于25重量百分比（"wt%"））組分的材 料。在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料可以包含總量為至少50wt%、至少60wt%、至少 70wt%、至少80wt%、至少90wt%、或至少95wt%的一種或多種金屬。在一些實(shí)施方式中， 一種或多種金屬占基于金屬的材料的全部或基本上全部。如本申請(qǐng)使用，術(shù)語(yǔ)"基本上全 部"是指各自存在小于10份每百萬(wàn)份（"ppm"）的未述組分。在可替換的實(shí)施方式中，基 于金屬的材料可以是金屬與一種或多種填料（如以下更詳細(xì)描述）的復(fù)合材料，并且因此 可以包含較低比例（例如，從低至5wt%到至多99wt%)的一種或多種金屬。
[0011] 基于金屬的材料的金屬組分可以是本領(lǐng)域中已知或今后發(fā)現(xiàn)的任何金屬或金屬 的組合（即，金屬合金）。在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料可以包含低密度金屬例如鋁 或鎂，或其它金屬例如鎳、鐵、青銅、銅，以及它們的合金。在一種或多種實(shí)施方式中，基于金 屬的材料可以包含金屬合金，例如鋁或鎂以及它們的合金。在某些實(shí)施方式中，基于金屬 的材料包含鋁。在各種實(shí)施方式中，鋁占基于金屬的材料的金屬組分的至少50wt%、至少 60wt%、至少70wt%、至少80wt%、至少90wt%、至少95wt%、基本上全部、或全部。因此， 在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料可以是基于鋁的材料。此外，使用的鋁可以是鋁合金， 例如AA 6061。合金6061通常包含97. 9wt %的鋁，(λ 6wt %的硅，(λ 28wt %的銅，L Owt %的 鎂，和0. 2wt%的鉻。
[0012] 如上所述，基于金屬的材料可以具有某些性質(zhì)。在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材 料的密度小于2. 7克每立方厘米（"g/cm3")，小于2. 6g/cm3,小于2. 5g/cm3,小于2. 4g/cm3， 小于2. 3g/cm3,小于2. 2g/cm3,小于2. lg/cm3,或小于2. Og/cm3。在這樣的實(shí)施方式中，基于 金屬的材料的密度可以為至少〇. lg/cm3。因?yàn)榛诮饘俚牟牧峡梢园ň酆衔?金屬?gòu)?fù)合 材料，如下文討論，本申請(qǐng)?zhí)峁┑拿芏戎悼梢栽?5°C根據(jù)ASTM D792測(cè)量。對(duì)于非聚合物/ 金屬?gòu)?fù)合材料，密度可以根據(jù)ASTM D1505通過(guò)密度梯度方法測(cè)定。
[0013] 在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料的熱導(dǎo)率大于1瓦特每米開爾文（"W/m ·Κ")， 大于2W/m · Κ，大于3W/m · Κ，大于4W/m · Κ，大于5W/m · Κ，或大于6W/m · Κ。在這樣的實(shí) 施方式中，基于金屬的材料的熱導(dǎo)率可以為至多50W/m · Κ，或至多100W/m · Κ，至多180W/ m · K，或至多250W/m · K。本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃袩釋?dǎo)率值在25°C根據(jù)ISO 22007-2 (瞬態(tài)平面 熱源[熱盤（hot disc)]方法）測(cè)量。在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料的線性各向同 性的熱膨脹系數(shù)（"CTE"）小于50微米每米開爾文（"μπι/πι·Κ"，其等同于ppm/°C)，小 于 45 μ m/m · K，小于 40 μ m/m · K，小于 35 μ m/m · K，小于 30 μ m/m · K，或小于 26 μ m/m · K0 在這樣的實(shí)施方式中，基于金屬的材料的CTE可以為至少10 μπι/m · K。本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃?CTE值根據(jù)以下測(cè)試方法部分提供的方法測(cè)量。
[0014] 在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料的拉伸強(qiáng)度為至少5. 0兆帕（"MPa")。在這 樣的實(shí)施方式中，基于金屬的材料的極限拉伸強(qiáng)度通?？梢詾椴淮笥?00MPa。因?yàn)楸旧暾?qǐng) 所述的基于金屬的材料也涉及聚合物-金屬?gòu)?fù)合材料，本申請(qǐng)?zhí)峁┑乃欣鞆?qiáng)度值都根 據(jù)ASTM D638測(cè)量。對(duì)于僅為金屬的樣品，則根據(jù)ASTM B557M測(cè)量拉伸性質(zhì)。
[0015] 在各種實(shí)施方式中，基于金屬的材料可以為發(fā)泡金屬。如本申請(qǐng)使用，術(shù)語(yǔ)"發(fā)泡 金屬"是指具有包括一定體積分?jǐn)?shù)的空隙空間孔（void-space pores)的多孔結(jié)構(gòu)的金屬。 發(fā)泡金屬的金屬可以是適宜制備發(fā)泡金屬的本領(lǐng)域已知或今后發(fā)現(xiàn)的任何金屬。例如，發(fā) 泡金屬的金屬尤其可以選自鋁，鎂，和銅，以及它們的合金。在某些實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬可 以是發(fā)泡鋁。
[0016] 在各種實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬的密度可以為0· 1至2. Og/cm3,為0· 1至1.0 g/cm3， 或?yàn)?. 25至0. 5g/cm3。在一些實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬的相對(duì)密度可以為0. 03至0. 9,為0. 1 至0.7,或?yàn)?. 14至0.5,其中相對(duì)密度（無(wú)量綱）定義為發(fā)泡金屬的密度與基本金屬（即， 否則為相同金屬的非發(fā)泡樣品）的密度之比。另外，發(fā)泡金屬的熱導(dǎo)率可以為5至150W/ m · K，為8至125W/m · K，或?yàn)?5至80W/m · K。此外，發(fā)泡金屬的CTE可以為15至25μπι/ m ·Κ，或?yàn)?9至23 μ m/m ·Κ。在各種實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬的拉伸強(qiáng)度可以為5至500MPa， 為 20 至 400MPa，為 50 至 300MPa，為 60 至 200MPa，或?yàn)?80 至 200MPa。
[0017] 在各種實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬可以是閉孔的發(fā)泡金屬。如本領(lǐng)域已知，術(shù)語(yǔ)"閉孔" 是指其中基于金屬的材料中主要部分的空隙空間孔為相隔離的孔（即，未與其它空隙空間 孔相互連接）的結(jié)構(gòu)。閉孔的發(fā)泡金屬的孔尺寸通?？梢詾?至8毫米（"mm"）。
[0018] 在各種實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬可以是開孔的發(fā)泡金屬。如本領(lǐng)域已知，術(shù)語(yǔ)"開孔" 是指其中基于金屬的材料中主要部分的空隙空間孔為相互連接的孔（即，與一個(gè)或多個(gè)鄰 近的孔張開接觸（open contact))的結(jié)構(gòu)。開孔的發(fā)泡金屬的孔尺寸通常可以為0.5至 10mnin
[0019] 在本申請(qǐng)所述的各種實(shí)施方式中可以使用可商購(gòu)發(fā)泡金屬。例如，適宜的發(fā)泡鋁 材料可以按片材形式或以3-維鑄件形式得自Isotech Inc。這樣的材料也可以各自按片材 形式得自 Foamtech? Corporation、Racemat? BV、和 Reade? International Corporation。
[0020] 在各種實(shí)施方式中，特別是當(dāng)使用開孔的發(fā)泡金屬時(shí)，發(fā)泡金屬可以存在表面區(qū) 域或一部分表面區(qū)域，其或?yàn)椋╝)非發(fā)泡金屬，或（b)涂布有基于聚合物的材料。在這樣的 實(shí)施方式中，發(fā)泡金屬因此可以存在無(wú)缺陷或基本上無(wú)缺陷（即，光滑）的表面。這樣的表 面可以促進(jìn)鍍金屬并允許形成其中需要光滑表面的組件，例如散熱片的情況，其中所需強(qiáng) 度不可僅用單獨(dú)的發(fā)泡結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且，在這樣的厚度下，散熱片通常不會(huì)使結(jié)構(gòu)件的重 量顯著增加，因此其在保留非發(fā)泡結(jié)構(gòu)或用基于聚合物的材料填充（或至少部分填充）發(fā) 泡結(jié)構(gòu)的空隙空間孔以增加強(qiáng)度方面可能是令人滿意的。當(dāng)表面區(qū)域是非發(fā)泡的時(shí)，非發(fā) 泡部分離表面的平均深度可以為〇. 05至5_。適宜的具有非發(fā)泡表面區(qū)域的發(fā)泡金屬的 實(shí)