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WO2002013311A1 - Electromagnetic absorber material, method for the production thereof and method for the production of shielding devices thereof - Google Patents

Electromagnetic absorber material, method for the production thereof and method for the production of shielding devices thereof Download PDF

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Publication number
WO2002013311A1
WO2002013311A1 PCT/EP2001/009154 EP0109154W WO0213311A1 WO 2002013311 A1 WO2002013311 A1 WO 2002013311A1 EP 0109154 W EP0109154 W EP 0109154W WO 0213311 A1 WO0213311 A1 WO 0213311A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
absorber
ferrite
granules according
granulate
shielding devices
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/009154
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Kuchler
Jan-Thomas KÜHNERT
Klaus Kupfer
Stefan Rossmayer
Wolfgang SCHÖPS
Hans-Werner Zier
Original Assignee
Hermsdorfer Institut Für Technische Karamik E.V.
Colfirmit Rajasil Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10039125A external-priority patent/DE10039125A1/en
Priority claimed from DE2001122473 external-priority patent/DE10122473A1/en
Application filed by Hermsdorfer Institut Für Technische Karamik E.V., Colfirmit Rajasil Gmbh & Co. Kg filed Critical Hermsdorfer Institut Für Technische Karamik E.V.
Priority to EP01974136A priority Critical patent/EP1307944A1/en
Priority to US10/089,665 priority patent/US6709745B2/en
Publication of WO2002013311A1 publication Critical patent/WO2002013311A1/en

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    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H01Q17/004—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems using non-directional dissipative particles, e.g. ferrite powders
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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00258—Electromagnetic wave absorbing or shielding materials

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic absorber material, a process for its production and a process for the production of shielding devices, such as absorber walls, absorber linings or absorber housings, including electromagnetic field-free, so-called anechoic measuring chambers, using this absorber material.
  • the invention is aimed both at creating as field-free conditions as possible for carrying out particularly precise and / or particularly sensitive electrical measurements and also at protecting the population and, in particular, the workers in the commercial use of alternating electromagnetic fields from possible harmful effects thereof.
  • SAR specific absorption rate
  • SAR values of 1 - 4 W / kg (averaged over the whole body) lead to an increase in body temperature of 1 ° C in 30 minutes.
  • a total body SAR limit of 0.4 W / kg was set to protect occupationally exposed persons and a value of 0.08 W / kg for the general population.
  • the damping power is specified as 60 dB from 100 MHz -10 GHz for a film of 5 mm thickness.
  • the TDK company offers a range of radio wave absorbers with a reflection attenuation greater than 20 dB, covering the entire range from 0.03 to 40 GHz.
  • Another absorber is sold by Emerson & Cuming Microwave Products, Inc. under the name ECCOSORB®MCS for the frequency range 1 to 8 GHz with an attenuation of 6 - 63 dB / cm.
  • the published patent application DE 199 49 631 A1 describes a composite absorber for electromagnetic waves, a ferrite powder with a dielectric constant not higher than 4.9 being dispersed in a conventional resin, shaped as a pyramid-shaped absorber and connected to a ferrite plate.
  • the composition of the ferrite plate with the main components Fe 2 ⁇ 3 , NiO, ZnO and CuO as well as the resin-bound, pyramid-shaped absorber with the main components Fe 2 ⁇ 3 , NiO and ZnO is given.
  • the attenuation to be achieved is specified in the frequency range from 100 MHz to 10 GHz with at least 20 dB.
  • US Pat. No. 5,323,160 describes the production of an absorber by combining two soft ferrites (Mn-Zn, Ni-Zn) with a varying layer thickness. In any case, these layers are applied to a metal as a carrier. The measured values result in an attenuation of at least 20 dB in the range from 200 MHz to 1 GHz.
  • a broadband absorber is named in US Pat. No. 5,446,459, which consists of a sintered ferrite and a CuO-Fe 2 ⁇ 3 spinel ferrite.
  • An absorption is measured using the HP 8510 A network analyzer using a coaxial measuring line. Frequency ranges with an attenuation greater than 20 dB are specified for different compositions. These are between min. 98 MHz and max. 950 MHz.
  • the published patent application EP 0 858 982 AI describes a composition for an absorber and its production method. It is a mixture of Fe 2 0 3 , NiO, ZnO and CuO, which is ground, shaped and sintered. The absorption rate is measured using the Holaday HI-400 RF measuring system at different distances from a mobile phone. Absorption rates are given in percent.
  • the published patent application DE 199 11 304 AI describes a paint or film for electromagnetic shielding in a wide frequency range.
  • a ferrite powder is mixed with a conductive powder and processed into foils or paints with the aid of a spreadable binder.
  • the measured attenuation values are given as> 30 dB / mm.
  • the invention has for its object to effectively reduce the electromagnetic radiation by means of an absorber material in a broad frequency band, preferably from 100 MHz to 10 GHz, this material having the desired shielding properties with the thermal insulation properties of a porous material and with its favorable ratio between density and Combine strength.
  • the expanded glass granulate used is characterized by a porosity of approximately 82% and a density of approximately 430 kg / m.
  • the suspension for coating consisted of 1085 g ferrite powder, 315 g graphite, 375 g binder solution and 1300 g water. This suspension was sprayed onto the granules in the fluidized bed using a two-component nozzle. The granules obtained were then treated to solidify the binder at 200 ° C. for 16 hours.
  • 2 l expanded glass granulate with a grain size of 0.25 mm ... 0.50 mm or a grain size of 0.5 mm ... 1.0 mm were placed on the plate of a plate granulator TP 10 from Eirich.
  • a mixture of 600 g of carbon powder and 400 g of ferrite powder was premixed with an MTI mixer and alternated with the surface moistening of the granules with about 600 g of binder solution applied to the granules.
  • the granules obtained were then treated to solidify the binder at 200 ° C. for 16 hours.
  • Ml Mortar with quartz sand up to 1 mm as a dense aggregate (designated in the following composition table with [1])
  • M3.1 analogous to M2, but with expanded glass granules coated with Mn-Zn ferrite according to Example 1 (designated in the following composition table with [3])
  • M3.2 analogous to M2, but with both Mn-Zn ferrite and
  • Example 3 Carbon according to Example 3 coated expanded glass granules (designated in the following composition table with [4]).
  • M3.3 analogous to M2, but with expanded glass granules coated with carbon according to Example 4 (designated [5] in the composition table below).
  • the measurements were carried out with the help of an HP 8510 A network analyzer and a 16/100 coaxial cable.
  • the shielding attenuation S shown here is made up of the proportions of the absorption A and the reflection R additively.

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Abstract

The invention relates to a method for effectively decreasing electromagnetic radiation by means of active absorbing material in a broad frequency band, preferably from 100 MHz - 10 GHz, wherein said material combines the desired shielding properties with the heat insulating properties of a porous material in addition to providing a favourable ratio between density and resistance. The inventive method is characterised by an absorber granulate which consists of a highly porous glass and/or ceramic granulate which is coated or filled with ferrite and/or an electrically conductive material.

Description

ELEKTROMAGNETISCHES ABSORBERMATERIAL , VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG UND VON ABSCHIRMEINRICHTUNGENELECTROMAGNETIC ABSORBER MATERIAL, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND SHIELDING DEVICES
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Absorbermaterial, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen, wie beispielsweise von Absorberwänden, Absorberauskleidungen oder Absorbergehäusen, darunter elektromagnetisch feldfreie, sogenannte Anechoic- Meßkammern, unter Verwendung dieses Absorbermaterials.The invention relates to an electromagnetic absorber material, a process for its production and a process for the production of shielding devices, such as absorber walls, absorber linings or absorber housings, including electromagnetic field-free, so-called anechoic measuring chambers, using this absorber material.
Die Erfindung ist sowohl auf die Schaffung möglichst feldfreier Bedingungen zur Durchführung besonders genauer und/oder besonders empfindlicher elektrischer Messungen als auch auf den Schutz der Bevölkerung und insbesondere der Beschäftigten bei der gewerblichen Anwendung elektromagnetischer Wechselfelder vor möglichen schädlichen Wirkungen derselben gerichtet.The invention is aimed both at creating as field-free conditions as possible for carrying out particularly precise and / or particularly sensitive electrical measurements and also at protecting the population and, in particular, the workers in the commercial use of alternating electromagnetic fields from possible harmful effects thereof.
Aus der Diskussion um den Begriff "Elektrosmog" läßt sich die Sensibilisie- rung der Bevölkerung für die technisch bedingte Anreicherung der natürlichen Umwelt mit elektromagnetischer Strahlung ablesen. Sowohl der Gesetzgeber als auch die Berufsgenossenschaften haben mit dem Erlaß bzw.- der Verschärfung von Grenzwerten für die maximale Leistungsdichte einer Strahlenquelle reagiert. Exemplarisch seien hier die 26. BImSchV (Verordnung über elektromagnetische Felder) und die Vorschrift DIN VDE 0848 (Sicherheit in elektromagnetischen Feldern) genannt. Dabei stützen sich die zum Schutz der Bevölkerung in der 26. BImSchV festgelegten Grenzwerte auf internationale Empfehlungen, wie z.B. die der Internationalen Kommission für den Schutz vor nich- tionisierender Strahlung (ICNIRP) oder der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Diese Empfehlungen werden immer wieder überarbeitet, sobald neue wissenschaftliche Ergebnisse vorliegen. Die letzte Veröffentlichung der ICNIRP vom April 1998 bestätigt die Werte, die der 26. BImSchV zu Grunde liegen. Aus Tabelle 1 sind die für die allgemeine Bevölkerung zulässigen Grenzwerte für hochfrequente Felder nach DIN VDE 0848 zu entnehmen.From the discussion about the term "electrosmog", the sensitization of the population to the technically induced enrichment of the natural environment with electromagnetic radiation can be seen. Both the legislature and the professional associations have reacted by issuing or tightening limit values for the maximum power density of a radiation source. Examples include the 26th BImSchV (Ordinance on Electromagnetic Fields) and the regulation DIN VDE 0848 (Safety in Electromagnetic Fields). The limit values set for the protection of the population in the 26th BImSchV are based on international recommendations, such as those of the International Commission for Protection against Non-Ionizing Radiation (ICNIRP) or the World Health Organization (WHO). These recommendations are revised again and again as soon as new scientific results are available. The most recent ICNIRP publication in April 1998 confirmed the values on which the 26th BImSchV is based. Table 1 shows the limit values for high-frequency fields permissible for the general population in accordance with DIN VDE 0848.
Tabelle 1 Grenzwerte für die allgemeine BevölkerungTable 1 Limits for the general population
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Die in dieser Vorschrift vorgenommene Aufteilung in die elektrische und magnetische Feldkomponente ist dem erheblichen Aufwand bei der Messung der spezifischen Absorptionsrate (SAR [W/kg]) geschuldet. Die SAR ist die weltweit anerkannte Basisgröße für thermische Wirkungen, da die vom Körper aufgenommene Strahlungsleistung maßgebend für die biologische Wirkung von HF- Strahlung ist.The division into electrical and magnetic field components made in this regulation is due to the considerable effort involved in measuring the specific absorption rate (SAR [W / kg]). The SAR is the globally recognized basic parameter for thermal effects, since the radiation power absorbed by the body is decisive for the biological effect of HF radiation.
Nach derzeitigen Befunden führen SAR- Werte von 1 - 4 W/kg (gemittelt über den ganzen Körper) beim Menschen innerhalb von 30 Minuten zu einer Erhöhung der Körpertemperatur von 1 °C. Zum Schutz beruflich exponierter Personen wurde ein Ganzkörper-SAR-Grenzwert von 0,4 W/kg, für die allgemeine Bevölkerung ein Wert von 0,08 W/kg festgelegt.According to current findings, SAR values of 1 - 4 W / kg (averaged over the whole body) lead to an increase in body temperature of 1 ° C in 30 minutes. A total body SAR limit of 0.4 W / kg was set to protect occupationally exposed persons and a value of 0.08 W / kg for the general population.
Das Problem dieser Grenz- bzw. Vorsorgewerte besteht darin, daß allein durch deren Erlaß der Bevölkerung eine Gefährdung suggeriert bzw. diese für eine möglicherweise noch nicht sicher nachweisbare Langzeitwirkung sensibilisiert wird. Dies wird noch verstärkt durch die rein technische Diskussion, also dem ausschließlichen Bezug auf die thermischen Wirkungen. Derzeitig stattfindende oder bereits veröffentlichte Studien von WHO, ICNIRP sowie IEGMP zur Beeinflussung der Hirnströme insbesondere durch Verwendung von Mobiltelefonen, bedingt durch deren Frequenz und Modulation, lassen' die sog. athermischen Effekte verstärkt in den Vordergrund treten. Aus diesem Grund und in Erwartung von im Sinne der Beeinflussung des menschlichen Körpers positiven Ergebnissen von derzeit stattfindenden Studien ist die Entwicklung eines Absorbergranulates zum Schutz der Wohnbevölkerung zwingend notwendig. Es sind zur Absorption von elektromagnetischen Wellen überwiegend Ferrite und/oder leitfähige Substanzen in unterschiedlichen Mischungen sowie Ma- trices erhältlich. So bietet z.B. Ferrite Domen Co. in Rußland verschiedene Ferrite als Mikrowellenabsorber in Pulverform an, welche eine Nutzfrequenz von 1 bis max. 40 GHz haben. Die Firma Spectro Dynamic Systems in den USA vertreibt silberbeschichtete Cenospheres zur HF-Absorption, wobei diese als Füllstoffe für Farben und Harzsysteme zur Herstellung von Oberflächenbe- schichtungen verwendet werden sollen. Die Dämpfungsleistung wird in einem Ausführungsbeispiel mit 60 dB von 100 MHz -10 GHz für einen Film von 5 mm Stärke angegeben. Die Firma TDK bietet eine Produktpalette Radiowellenabsorber mit einer Reflektionsdämpfung größer 20 dB an, wobei der Gesamtbereich von 0,03- bis zu 40 GHz überstrichen wird. Ein weiterer Absorber wird von der Firma Emerson & Cuming Microwave Products, Inc. unter der Bezeichnung ECCOSORB®MCS für den Frequenzbereich 1 bis 8 GHz mit einer Dämpfung von 6 - 63 dB/cm vertrieben.The problem with these limit values or precautionary values is that the decree alone suggests a hazard to the population or sensitizes them to a long-term effect that may not yet be reliably proven. This is reinforced by the purely technical discussion, i.e. the exclusive reference to the thermal effects. Current or already published studies by WHO, ICNIRP and IEGMP to influence the brain waves, in particular through the use of mobile phones, due to their frequency and modulation, allow the so-called athermal effects to come to the fore. For this reason and in anticipation of positive results from studies currently taking place in the sense of influencing the human body, the development of an absorber granulate to protect the resident population is imperative. For the absorption of electromagnetic waves, mainly ferrites and / or conductive substances are available in different mixtures and matrices. For example, Ferrite Domen Co. in Russia offers various ferrites as microwave absorbers in powder form, which have a useful frequency of 1 to max. Have 40 GHz. The company Spectro Dynamic Systems in the USA sells silver-coated cenospheres for HF absorption, which are to be used as fillers for paints and resin systems for the production of surface coatings. In one exemplary embodiment, the damping power is specified as 60 dB from 100 MHz -10 GHz for a film of 5 mm thickness. The TDK company offers a range of radio wave absorbers with a reflection attenuation greater than 20 dB, covering the entire range from 0.03 to 40 GHz. Another absorber is sold by Emerson & Cuming Microwave Products, Inc. under the name ECCOSORB®MCS for the frequency range 1 to 8 GHz with an attenuation of 6 - 63 dB / cm.
In der Offenlegungsschrift DE 199 49 631 AI wird ein Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen beschrieben, wobei ein Ferritpulver mit einer Dielektrizitätskonstante nicht höher als 4,9 in einem herkömmlichen Harz disper- giert, als pyramidenförmiger Absorber geformt und mit einer Ferritplatte verbunden wird. Angegeben wird die Zusammensetzung der Ferritplatte mit den Hauptbestandteilen Fe2θ3, NiO, ZnO und CuO sowie dem harzgebundenen, pyramidenförmigen Absorber mit den Hauptbestandteilen Fe2θ3, NiO und ZnO. Die zu erzielende Dämpfung wird im Frequenzbereich von 100 MHz bis 10 GHz mit mindestens 20 dB angegeben.The published patent application DE 199 49 631 A1 describes a composite absorber for electromagnetic waves, a ferrite powder with a dielectric constant not higher than 4.9 being dispersed in a conventional resin, shaped as a pyramid-shaped absorber and connected to a ferrite plate. The composition of the ferrite plate with the main components Fe 2 θ 3 , NiO, ZnO and CuO as well as the resin-bound, pyramid-shaped absorber with the main components Fe 2 θ 3 , NiO and ZnO is given. The attenuation to be achieved is specified in the frequency range from 100 MHz to 10 GHz with at least 20 dB.
In der Offenlegungsschrift DE 195 25 636 AI wird ein Wandbelag zur Absorption elektromagnetischer Wellen beschrieben, der eine breitbandige Reflexion durch den Verbund einer Ferritplatte mit einem der Wand zugewandten Widerstandsmaterial ermöglicht. Es werden keine Meßwerte für die erzielte Reflektionsdämpfung genannt.In the published patent application DE 195 25 636 AI, a wall covering for the absorption of electromagnetic waves is described, which enables broadband reflection through the composite of a ferrite plate with a resistance material facing the wall. No measured values for the reflection attenuation achieved are mentioned.
Im US-Patent 5.323.160 wird die Herstellung eines Absorbers durch die Kombination zweier Weichferrite (Mn-Zn, Ni-Zn) mit variierender Schichtdicke beschrieben. Dabei sind diese Schichten auf jeden Fall auf ein Metall als Träger aufgebracht. Die Meßwerte ergeben eine Dämpfung von mindestens 20 dB im Bereich von 200 MHz bis 1 GHz. Im US-Patent 5.446.459 wird ein Breitbandabsorber benannt, welcher aus einem gesinterten Ferrit und einem CuO-Fe2θ3-Spinellferrit besteht. Es wird eine Absoφtion gemessen mit Hilfe des Netzwerkanalysators HP 8510 A unter Verwendung einer koaxialen Meßleitung. Dabei werden für unterschiedliche Zusammensetzμngen Frequenzbereiche mit einer Dämpfung größer 20 dB angegeben. Diese liegen zwischen min. 98 MHz und max. 950 MHz.US Pat. No. 5,323,160 describes the production of an absorber by combining two soft ferrites (Mn-Zn, Ni-Zn) with a varying layer thickness. In any case, these layers are applied to a metal as a carrier. The measured values result in an attenuation of at least 20 dB in the range from 200 MHz to 1 GHz. A broadband absorber is named in US Pat. No. 5,446,459, which consists of a sintered ferrite and a CuO-Fe 2 θ 3 spinel ferrite. An absorption is measured using the HP 8510 A network analyzer using a coaxial measuring line. Frequency ranges with an attenuation greater than 20 dB are specified for different compositions. These are between min. 98 MHz and max. 950 MHz.
In der Offenlegungsschrift EP 0 858 982 AI wird eine Zusammensetzung für einen Absorber und dessen Herstellungsmethode beschrieben. Es handelt sich dabei um eine Mischung aus Fe203, NiO, ZnO und CuO, welche gemahlen, geformt und gesintert wird. Die Absoφtionsrate wird mittels dem Holaday HI-400 RF Meßsystem in unterschiedlichen Entfernungen von einem Mobiltelefon gemessen. Dabei werden Absoφtionsraten in Prozent angegeben.The published patent application EP 0 858 982 AI describes a composition for an absorber and its production method. It is a mixture of Fe 2 0 3 , NiO, ZnO and CuO, which is ground, shaped and sintered. The absorption rate is measured using the Holaday HI-400 RF measuring system at different distances from a mobile phone. Absorption rates are given in percent.
In der Offenlegungsschrift DE 199 11 304 AI wird ein Anstrich oder Folie zur elektromagnetischen Abschirmung in einem weiten Frequenzbereich beschrieben. Dazu wird werden ein Ferritpulver mit einem leitfahigen Pulver gemischt und mit Hilfe eines streichfähigen Bindemittels zu Folien oder Anstrichen verarbeitet. Die gemessenen Dämpfungswerte werden mit > 30 dB/mm angegeben.The published patent application DE 199 11 304 AI describes a paint or film for electromagnetic shielding in a wide frequency range. For this purpose, a ferrite powder is mixed with a conductive powder and processed into foils or paints with the aid of a spreadable binder. The measured attenuation values are given as> 30 dB / mm.
Dem oben geschilderten Stand der Technik haftet der Mangel an, daß zum Teil unter Einsatz aufwendiger Verfahren und teuerer Materialien allein der Aspekt der elektromagnetischen Abschirmung, ohne Rücksicht auf die Anwendbarkeit dieser Technologien im Bauwesen, Beachtung findet.The state of the art described above suffers from the defect that only the aspect of electromagnetic shielding is taken into account, in part using complex methods and expensive materials, regardless of the applicability of these technologies in construction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem breiten Frequenzband, vorzugsweise von 100 MHz bis 10 GHz, die elektromagnetische Strahlung mittels eines Absorbermaterials wirksam zu verringern, wobei dieses Material die erwünschten Abschirmeigenschaften mit den Wärmedämmeigenschaften eines porösen Materials sowie mit dessen günstigen Verhältnis zwischen Dichte und Festigkeit kombinieren soll.The invention has for its object to effectively reduce the electromagnetic radiation by means of an absorber material in a broad frequency band, preferably from 100 MHz to 10 GHz, this material having the desired shielding properties with the thermal insulation properties of a porous material and with its favorable ratio between density and Combine strength.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention described in the claims.
Die Vorteile der Erfindung werden durch den nachfolgenden Vergleich der Kennwerte der Mörtel Ml (herkömmlicher kompakter Mörtel) und M2 (mit ei- nem herkömmlichen Leichtzuschlagstoff in Form von Blähglasgranulat ohne elektromagnetische Abschirmwirkung gefüllter Mörtel) mit den Kennwerten der erfindungsgemäß hergestellten Mörtel M3.1, M3.2, M3.2 (beschichtetes Blähglasgranulat) sowie M4 (gefülltes Blähglasgranulat) deutlichThe advantages of the invention are demonstrated by the subsequent comparison of the characteristic values of the mortar Ml (conventional compact mortar) and M2 (with a nem conventional lightweight aggregate in the form of expanded glass granulate without an electromagnetic shielding effect (filled mortar) with the characteristic values of the mortars M3.1, M3.2, M3.2 (coated expanded glass granulate) and M4 (filled expanded glass granulate) produced according to the invention
Die Erfindung wird nachstehend an verschiedenen Ausführungsbeispielen näher beschrieben:The invention is described in more detail below using various exemplary embodiments:
Zunächst werden 4 Ausführungsbeispiele zur Herstellung eines beschichteten Blähglasgranulates nach Anspruch 1 aufgeführt:First 4 exemplary embodiments for producing a coated expanded glass granulate according to claim 1 are listed:
Das eingesetzte Blähglasgranulat ist durch eine Porosität von etwa 82 % und eine Dichte von etwa 430 kg/m charakterisiert.The expanded glass granulate used is characterized by a porosity of approximately 82% and a density of approximately 430 kg / m.
Beispiel 1example 1
Es wurden jeweils 2,5 1 Blähglasgranulat der Korngröße 0,25 mm ... 0,50 mm bzw. der Korngröße 0,5 mm ... 1,0 mm vorgelegt. Die Suspension zur Beschichtung bestand aus 1500 g Ferritpulver, 375 g Binderlösung und 1350 g Wasser. Diese Suspension wurde mittels einer Zweistoffdüse auf das sich in der Wirbelschicht befindliche Granulat aufgesprüht. Das erhaltene Granulat wurde anschließend zur Verfestigung des Binders bei 200 °C über 16 h behandelt.2.5 l expanded glass granulate with a grain size of 0.25 mm ... 0.50 mm or a grain size of 0.5 mm ... 1.0 mm were placed in each case. The suspension for coating consisted of 1500 g ferrite powder, 375 g binder solution and 1350 g water. This suspension was sprayed onto the granules in the fluidized bed using a two-component nozzle. The granules obtained were then treated to solidify the binder at 200 ° C. for 16 hours.
Beispiel 2Example 2
Es wurden jeweils 2,5 1 Blähglasgranulat der Korngröße 0,25 mm ... 0,50 mm bzw. der Korngröße 0,5 mm ... 1,0 mm vorgelegt. Die Suspension zur Beschichtung bestand aus 1085 g Ferritpulver, 315 g Graphit, 375 g Binderlösung und 1300 g Wasser. Diese Suspension wurde mittels einer Zweistoffdüse auf das sich in der Wirbelschicht befindliche Granulat aufgesprüht. Das erhaltene Granulat wurde anschließend zur Verfestigung des Binders bei 200 °C über 16 h behandelt.2.5 l expanded glass granulate with a grain size of 0.25 mm ... 0.50 mm or a grain size of 0.5 mm ... 1.0 mm were placed in each case. The suspension for coating consisted of 1085 g ferrite powder, 315 g graphite, 375 g binder solution and 1300 g water. This suspension was sprayed onto the granules in the fluidized bed using a two-component nozzle. The granules obtained were then treated to solidify the binder at 200 ° C. for 16 hours.
Beispiel 3 ,-Example 3
Es wurden jeweils 2 1 Blähglasgranulat der Korngröße 0,25 mm ... 0,50 mm bzw. der Korngröße 0,5 mm ... 1,0 mm auf dem Teller eines Tellergranulators TP 10 der Fa. Eirich vorgelegt. Eine Mischung aus 600 g Kohlenstoffpulver und 400 g Ferritpulver wurde mit einem MTI-Mischer vorgemischt und im Wechsel mit der oberflächlichen Befeuchtung des Granulates mit ca. 600 g Binderlösung auf das Granulat aufgebracht. Das erhaltene Granulat wurde anschließend zur Verfestigung des Binders bei 200 °C über 16 h behandelt.In each case, 2 l expanded glass granulate with a grain size of 0.25 mm ... 0.50 mm or a grain size of 0.5 mm ... 1.0 mm were placed on the plate of a plate granulator TP 10 from Eirich. A mixture of 600 g of carbon powder and 400 g of ferrite powder was premixed with an MTI mixer and alternated with the surface moistening of the granules with about 600 g of binder solution applied to the granules. The granules obtained were then treated to solidify the binder at 200 ° C. for 16 hours.
Beispiel 4Example 4
Es wurden jeweils 2 1 Blähglasgranulat der Korngröße 0,25 mm ... 0,50 mm bzw. der Korngröße 0,5 mm ... 1,0 mm auf dem Teller vorgelegt. 1000 g Kohlenstoffpulver wurde im Wechsel mit der oberflächlichen Befeuchtung des Granulates mit der Binderlösung auf das Granulat aufgebracht. Das erhaltene Granulat wurde anschließend zur Verfestigung des Binders bei 200 °C über 16 h behandelt.In each case, 2 l of expanded glass granules with a grain size of 0.25 mm ... 0.50 mm or a grain size of 0.5 mm ... 1.0 mm were placed on the plate. 1000 g of carbon powder was applied to the granules alternating with the surface moistening of the granules with the binder solution. The granules obtained were then treated to solidify the binder at 200 ° C. for 16 hours.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele 5 bis 7 zur Herstellung eines gefüllten Blähglasgranulates nach Anspruch 2 aufgeführt.In the following, further exemplary embodiments 5 to 7 for producing a filled expanded glass granulate according to claim 2 are listed.
Tabelle 2 Ausgangsmischungen zur Herstellung gefüllter Blähglasgranulate (in Masseteilen):Table 2 Starting mixtures for the production of filled expanded glass granules (in parts by mass):
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001
Diese Mischungen wurden mit einem Binde- und Blähmittel granuliert, getrocknet und bei einer Temperatur größer der Erweichungstemperatur des verwendeten Glases gebläht.These mixtures were granulated with a binder and blowing agent, dried and expanded at a temperature higher than the softening temperature of the glass used.
Im Vergleich zur Schüttdichte des zur Verwendung kommenden Quarzsandes mit 1200 - 1500 kg/m3 ergeben sich folgende Schüttdichten exemplarisch:In comparison to the bulk density of the quartz sand used with 1200 - 1500 kg / m 3 , the following bulk densities result as an example:
Tabelle 3 Schüttdichten der gefüllten Blähglasgranulate (in kg/m3)Table 3 Bulk densities of the filled expanded glass granules (in kg / m 3 )
Figure imgf000008_0002
Zur Übeφrüfung der Wirksamkeit der Erfindung nach den Ansprüchen 1 sowie 2 und den diesen untergeordneten Ansprüchen wurden vier Mörtelversätze hergestellt.
Figure imgf000008_0002
To test the effectiveness of the invention according to claims 1 and 2 and the subordinate claims, four mortar offsets were produced.
Ml : Mörtel mit Quarzsand bis 1 mm als dichtem Zuschlag (in der nachstehenden Zusammensetzungstabelle mit [1] bezeichnet)Ml: Mortar with quartz sand up to 1 mm as a dense aggregate (designated in the following composition table with [1])
M2: gegenüber Mörtel Ml ist die Quarzsandfraktion 0,25 mm ... 0,50 mm durch das gleiche Volumen an unbeschichtetem Blähglasgranulat und der gleichen Kornfraktion (wie oben charakterisiert) (in der nachstehenden Zusammensetzungstabelle mit [2] bezeichnet) ausgetauschtM2: compared to Ml mortar, the quartz sand fraction 0.25 mm ... 0.50 mm is replaced by the same volume of uncoated expanded glass granulate and the same grain fraction (as characterized above) (designated in the composition table below with [2])
M3.1 : analog M2, jedoch mit einem mit Mn-Zn-Ferrit entsprechend Beispiel 1 beschichtetem Blähglasgranulat (in der nachstehenden Zusammensetzungstabelle mit [3] bezeichnet)M3.1: analogous to M2, but with expanded glass granules coated with Mn-Zn ferrite according to Example 1 (designated in the following composition table with [3])
M3.2: analog M2, jedoch mit einem sowohl mit Mn-Zn-Ferrit als auch mitM3.2: analogous to M2, but with both Mn-Zn ferrite and
Kohlenstoff entsprechend Beispiel 3 beschichtetem Blähglasgranulat (in der nachstehenden Zusammensetzungstabelle mit [4] bezeichnet).Carbon according to Example 3 coated expanded glass granules (designated in the following composition table with [4]).
M3.3: analog M2, jedoch mit Kohlenstoff entsprechend Beispiel 4 beschichtetem Blähglasgranulat (in der nachstehenden Zusammensetzungstabelle mit [5] bezeichnet).M3.3: analogous to M2, but with expanded glass granules coated with carbon according to Example 4 (designated [5] in the composition table below).
M4: analog M2, jedoch mit Kohlenstoff und Ferrit entsprechend Beispiel 5 gefülltem Blähglasgranulat (in der nachstehenden Zusammensetzungstabelle mit [6] bezeichnet). Tabelle 4 Zusammensetzung der Mörtels (Angaben in g)M4: analogous to M2, but with expanded glass granulate filled with carbon and ferrite according to Example 5 (designated [6] in the composition table below). Table 4 Composition of the mortar (data in g)
Figure imgf000010_0001
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Zuschlagarten: [1] Quarzsande,Surcharge types: [1] quartz sands,
[2] Blähglas,[2] expanded glass,
[3] beschichtetes Blähglas nach Beispiel 1,[3] coated expanded glass according to Example 1,
[4] beschichtetes Blähglas nach Beispiel 3,[4] coated expanded glass according to Example 3,
[5] beschichtetes Blähglas nach Beispiel 4,[5] coated expanded glass according to Example 4,
[6] gefülltes Blähglas nach Beispiel 5.[6] filled expanded glass according to Example 5.
Die Messungen erfolgten mit Hilfe eines Netzwerkanalysators HP 8510 A und einer Koaxilalleitung 16/100. Dabei setzt sich die dargestellte Schirmdämpfung S aus den Anteilen der Absoφtion A und der Reflexion R additiv zusammen.The measurements were carried out with the help of an HP 8510 A network analyzer and a 16/100 coaxial cable. The shielding attenuation S shown here is made up of the proportions of the absorption A and the reflection R additively.
Die Darstellung des Kurvenverlaufs der Meßergebnisse der Mörtelmischungen sind Fig. 1 und Fig. 2 zu entnehmen. The representation of the curve of the measurement results of the mortar mixtures can be seen in FIGS. 1 and 2.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektromagnetisches Absorbergranulat, vorzugsweise für einen Frequenzbereich von 100 MHz bis 10 GHz, dadurch gekennzeichnet, .daß es aus einem hochporösen Glas- und/oder Keramikgranulat besteht, welches mit Ferrit und/oder einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet ist.1. Electromagnetic absorber granulate, preferably for a frequency range from 100 MHz to 10 GHz, characterized in that it consists of a highly porous glass and / or ceramic granulate which is coated with ferrite and / or an electrically conductive material.
2. Elektromagnetisches Absorbergranulat, vorzugsweise für einen Frequenzbereich von 100 MHz bis 10 GHz, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem hochporösen Glas- und/oder Keramikgranulat besteht, welches mit Ferrit und/oder einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt ist.2. Electromagnetic absorber granulate, preferably for a frequency range from 100 MHz to 10 GHz, characterized in that it consists of a highly porous glass and / or ceramic granulate which is filled with ferrite and / or an electrically conductive material.
3. Absorbergranulat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Material Metall und/oder Kohlenstoff ist.3. absorber granules according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive material is metal and / or carbon.
4. Beschichtetes Absorbergranulat nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatkorngröße zwischen 0,2 und 5 mm und die Dicke der Beschichtung mit Ferrit und/oder elektrisch gut leitfahigem Material zwischen 10 μm und 300 μm liegt.4. Coated absorber granules according to claim 1 or 3, characterized in that the granule size between 0.2 and 5 mm and the thickness of the coating with ferrite and / or electrically good conductive material is between 10 microns and 300 microns.
5. Beschichtetes Absorbergranulat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung mit Ferrit und/oder elektrisch gut leitfähigem Material zwischen 100 μm und 300 μm liegt, mit der Einschränkung, daß die Dicke der Beschichtung kleiner ist als 30 % des Durchmessers des unbeschichteten Granulates.5. Coated absorber granules according to claim 4, characterized in that the thickness of the coating with ferrite and / or highly electrically conductive material is between 100 microns and 300 microns, with the restriction that the thickness of the coating is less than 30% of the diameter of the uncoated granules.
6. Absorbergranulat nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferrit ein Mn-Zn-, Ni-Zn-, ein Ba- und/oder Sr-Ferrit, ein Sc-, Co- oder Ti-substituierter Hexaferrit mit Granatstruktur ist.6. Absorber granules according to one of the preceding claims, characterized in that the ferrite is a Mn-Zn, Ni-Zn, a Ba and / or Sr ferrite, an Sc-, Co- or Ti-substituted hexaferrite with a garnet structure ,
7. Absorbergranulat nach einem der bisherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kombination aus Kohlenstoff mit einem Ferrit, vorzugsweise einem Ni-Zn- oder Ba-Ferrit, wobei das Masseverhältnis Kohlenstoff zu Ferrit größer ist als 0,225. 7. absorber granules according to one of the preceding claims, characterized by a combination of carbon with a ferrite, preferably a Ni-Zn or Ba ferrite, the mass ratio of carbon to ferrite being greater than 0.225.
8. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Absorbergranulates nach Anspruch 1 oder einem diesen untergeordneten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferrit und/oder das elektrisch gut leitfahige Material fein gemahlen und mit einem Bindemittel als Suspension auf das Glas- und/oder Keramikgranulat aufgebracht werden.8. A method for producing a coated absorber granulate according to claim 1 or a subordinate claim, characterized in that the ferrite and / or the electrically highly conductive material is finely ground and applied with a binder as a suspension on the glass and / or ceramic granulate.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension nach dem Wirbelschicht-, Mischgranulier-, Tellergranulier- oder nach dem Tauchcoatingverfahren auf das Granulat aufgebracht wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the suspension is applied to the granules after the fluidized bed, mixed granulation, plate granulation or after the dip coating process.
10. Verfahren zur Herstellung eines gefüllten Absorbergranulates nach Anspruch 2 oder einem diesen untergeordneten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß aus Glasmehl, einem Blähmittel, Ferrit- und/oder elektrisch leitfahigem Pulver unter Zusatz eines Bindemittels ein Rohgranulat erzeugt, getrocknet und in einem thermischen Prozeß verfestigt und gebläht wird.10. A method for producing a filled absorber granulate according to claim 2 or a subordinate claim, characterized in that a raw granulate is produced from glass powder, a blowing agent, ferrite and / or electrically conductive powder with the addition of a binder, dried and solidified in a thermal process and is inflated.
11. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel als Putz auf Mauerwerk aufgetragen wird.11. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is applied as plaster to masonry with an organic and / or inorganic binder.
12. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10., dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel als12. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is used as an organic and / or inorganic binder
Schicht auf vorzugsweise als Wände dienende Träger und/oder Platten aufgebracht wird.Layer is applied to supports and / or plates preferably serving as walls.
13. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es als Füllstoff in einer organischen und/oder anorganischen Matrix zu Formteilen verarbeitet wird.13. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is processed as a filler in an organic and / or inorganic matrix to give molded parts.
14. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung zu Formteilen vorzugsweise für Absorbergehäuse durch Spritzen in eine Hohlform erfolgt. 14. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that the processing into molded parts preferably for absorber housings takes place by spraying into a hollow mold.
15. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung vorzugsweise zu Absorberauskleidungen durch Extrudieren erfolgt.15. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that the processing is preferably carried out to form absorber linings by extrusion.
16. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung vorzugsweise zu Absorberauskleidungen durch Walzen erfolgt.16. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that the processing preferably takes place to form absorber linings by rolling.
17. Verfahren zur Herstellung von Abschirmeinrichtungen unter Verwendung des Absorbergranulates nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung vorzugsweise zu Absorberauskleidungen durch Foliengießen erfolgt. 17. A method for producing shielding devices using the absorber granules according to one of claims 1 to 10, characterized in that the processing is preferably carried out to form absorber linings by film casting.
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