SiC系繊維を用いた広帯域型電波吸収機能を付与した構造用複合材料の実現

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12875126
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 香川 豊 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50152591)
• キーワード: 電磁波吸収材料 / 繊維強化複合材料 / 構造材料 / 電気抵抗率 / 電磁波反射率 / 電波吸収能 / 複素誘電率 / 電磁波侵入深さ

研究概要

電波を利用した通信の重要性が増しているが、電波を利用する時に電波を反射せずに吸収する材料がないことが電波利用時に問題となっている。特に、GHzオーダーの周波数帯域では広帯域で電波を吸収する材料がないことが問題となっている。本研究では、広帯域電波吸収体で20dB程度の電波吸収率をSiTiCO繊維強化エポキシ系複合材料で実現する可能性を示すことを目的とした。材料系には、SiTiCO繊維に熱処理を施し、抵抗率を1.5×10^4〜6.5×10^<-3>Ωmの範囲内で任意の値にしたものを適当な形態にし、エポキシ樹脂と複合化したものを用いた。実際には、繊維を長さ3〜30mmの短繊維にし、エポキシマトリックスと複合化し、二次元面内ランダムの繊維分布を持つ複合材料を作製した。得られた複合材料の板厚方向の誘電率、誘電損失を5〜40GHzの周波数帯域で測定した。これらの周波数では通常の方法では測定できないので、新たにホーン型アンテナを用いた自由空間法での測定方法を開発し、それを用いて測定を行なった。実験結果をもとに、電波吸収能力の周波数依存性及びSiTiCO繊維の比抵抗を用いて、電波吸収能の周波数依存性を解析的に推定した。また、この電波吸収材料が構造体として用いられる力学特性を兼ね備えていることも検証した。これらの結果をもとに異なる特性の繊維を混合して用い、広帯域型電波吸収体を得るための指針を得た。また、SiTiCO繊維を用いた電波吸収体設計の概念も提案することができた。

研究成果

• [文献書誌] 今橋裕輔, 本田紘一, 香川豊, 佐藤光彦, 石川敏弘, 山村武民: "電波吸収SiTiCO繊維複合材料の特性評価"日本金属学会第127回大会講演予稿集. 474 (2000)
• [文献書誌] 射場久善, 香川豊: "光散乱エポキシミリ波電波吸収体の特性"日本金属学会第127回大会講演予稿集. 473 (2000)
• [文献書誌] 間宮崇幸, 香川 豊: "SiC繊維強化SiCマトリックス複合材料のGHz帯域の誘電特性を用いた損傷評価法"日本金属学会第128回金属学会講演概要集. 317 (2001)
• [文献書誌] 射場久善, 香川 豊: "誘電特性と電磁波吸収能の相関性"日本金属学会第129回金属学会講演概要集. 435 (2001)
• [文献書誌] 本田紘一, 香川豊: "マイクロ波による複合材料の非接触GHzオーダー誘電特性測定"日本金属学会第129回金属学会講演概要集. 440 (2001)
• [文献書誌] 射場久善, 今橋祐輔, 香川 豊: "ナノメートルオーダーの表面化学組成制御を行ったSiC系繊維を用いたマイクロ・ミリ波帯域の電磁波シールド材料"生産研究. 第53巻、第9・10号. 21-23 (2001)