モディファイド磁性粉末による次世代ICT社会対応GHz帯電波吸収体の開発

• Project/Area Number: 19H00816
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉本 諭 東北大学, 工学研究科, 教授 (10171175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松浦 昌志 東北大学, 工学研究科, 助教 (00633942)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥45,110,000 (Direct Cost: ¥34,700,000、Indirect Cost: ¥10,410,000); Fiscal Year 2019: ¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000)
• Keywords: 電磁波吸収体 / 微粒子 / 複合 / 透磁率 / 誘電率 / 反射損失 / 飽和磁化 / 保磁力

Outline of Research at the Start

本研究では，磁性ソフト相・ハード相を含み，その二相組織が制御されたモディファイド磁性微粒子によって，次世代通信帯域で機能できる広帯域かつ薄型の電磁波吸収体の開発を目的とする。ハード磁性相にはハードフェライト微粉末，ソフト磁性相には水素プラズマ金属反応法などにて作製したFe合金系微粒子を用い，メカノフュージョン法などによって両相を複合化してモディファイド磁性微粒子とする。

Outline of Annual Research Achievements

【目的】本研究では，磁性ソフト相・ハード相を含み，その二相組織が制御されたモディファイド磁性微粒子によって，次世代通信帯域で機能できる広帯域かつ薄型の電磁波吸収体の開発を目的とする。令和元（2019）年度は，ハードフェライト微粉末としてFe3O4，ソフト磁性粒子としてFeを購入し，共鳴周波数，電磁波吸収特性を測ることを目的とした。
【実験方法】(1) 上述の通りハード磁性フェライトとしてFe3O4，ソフト磁性としてFeの微粒子を購入し、まずこれらの磁気特性を調べた。(2)また，微粒子の充填率を変えた樹脂複合体を作製し，複素比透磁率μrの周波数依存性と共鳴周波数frを調べた。(3) 次に両者の充填率を変化させた混合粉末からなる樹脂複合体を作製し，(2)と同様，μrの周波数依存性と共鳴周波数frを調べた。(4)上述した(2)，(3)の結果から電磁波吸収特性を調べ，電磁波吸収体としての可能性を評価した。
【結果】得られた結果をまとめると以下のようになる。１．Feの樹脂複合体において樹脂の大きさを20μm以下に砕き，40%以上の量にすると誘電率は安定して低下するが、μrには大きな変化は見られなかった。２．FeならびにFe3O4とも樹脂複合体における樹脂の量を多くすることで飽和磁化ならびにμrが低下する。３．FeとFe3O4の混合粉末において飽和磁化はFe量が多くなるほど高く、保磁力は低下する。４．３の樹脂複合体においてFeとFe3O4の量比を変化させることによりfrの制御が可能である。５．４の樹脂複合体は，厚さは厚いものの0.9GHz～2GHzの周波数帯で反射損失RLも-20dB以下となり，電磁波吸収体として機能できる可能性があることが判明した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。