Un material dieléctrico artificial y un procedimiento de fabricación del mismo.
Un material dieléctrico artificial que comprende:
una pluralidad de partículas (202) adheridas juntas,
comprendiendo la pluralidad de partículas un material dieléctrico;yal menos una fibra conductora (204) incorporada en cada partícula de la pluralidad de partículas;
caracterizado porque cada partícula (202) de la pluralidad de partículas comprende una matriz de fibras conductoras(204).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SG2007/000430.
Solicitante: MATSING PTE. LTD.
Nacionalidad solicitante: Singapur.
Dirección: 37 KALLANG PUDDING ROAD NR. 03-01 TONG LEE BUILDING BLOCK B SINGAPORE 349315 SINGAPUR.
Inventor/es: MATITSINE,SERGUEI.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08J9/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › Producción de sustancias macromoleculares para producir artículos o materiales porosos o celulares; Su tratamiento posterior (aspectos mecánicos del modelado de materias plásticas o sustancias en estado plástico para la fabricación de objetos porosos o celulares B29C).
- C08J9/35 C08J […] › C08J 9/00 Producción de sustancias macromoleculares para producir artículos o materiales porosos o celulares; Su tratamiento posterior (aspectos mecánicos del modelado de materias plásticas o sustancias en estado plástico para la fabricación de objetos porosos o celulares B29C). › Espumas compuestas, es decir, espumas macromoleculares continuas que contienen partículas o fragmentos celulares discontinuos.
- H01B3/00 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01B CABLES; CONDUCTORES; AISLADORES; ,o EMPLEO DE MATERIALES ESPECIFICOS POR SUS PROPIEDADES CONDUCTORAS, AISLANTES O DIELECTRICAS (empleo por las propiedades magnéticas H01F 1/00; guías de ondas H01P). › Aisladores o cuerpos aislantes caracterizados por el material aislante; Empleo de materiales por sus propiedades aislantes o dieléctricas.
- H01L21/00 H01 […] › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas.
PDF original: ES-2408729_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Un material dieléctrico artificial y un procedimiento de fabricación del mismo
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un material dieléctrico artificial y a un procedimiento de fabricación del mismo.
ANTECEDENTES
El material dieléctrico artificial mezclado con fibras conductoras distribuidas al azar es una composición muy conocida.
Sin embargo, existen diversos problemas que afectan las pérdidas dieléctricas en material dieléctrico artificial convencional mezclado con fibras conductoras distribuidas al azar. La Figura 1 (Técnica anterior) ilustra fibras 102 conductoras distribuidas al azar en un material dieléctrico artificial convencional. Como se muestra en la Figura 1, la distribución de las fibras en el material no es uniforme, algunas partes del material consisten en fibras más conductoras que otras partes. Por tanto, después de la mezcla, algunas fibras conductoras hacen contacto entre sí para crear agrupaciones 104 conductoras. Cada agrupación puede consistir en un número diferente de fibras. El efecto global de las fibras y otras fibras o agrupaciones que tienen distancias diferentes y concentraciones no uniformes de fibras es un aumento en las pérdidas dieléctricas en el material.
En la compleja representación de la permitividad de un material dieléctrico, E" representa la parte imaginaria de la permitividad del material, que está relacionada con la tasa a la que la energía es absorbida por el material (convertida en energía térmica, etc.) . Por tanto, E" es una medida de las pérdidas dieléctricas en un material dieléctrico. La respuesta de materiales dieléctricos a campos electromagnéticos externos depende generalmente de la frecuencia del campo. Con el fin de lograr pérdidas pequeñas (es decir, pequeña En) a una frecuencia requerida para material dieléctrico mezclado con fibras conductoras es necesario que la longitud de las fibras en el material dieléctrico sea mucho más pequeña en comparación con la longitud de onda a la frecuencia requerida.
La creación de agrupaciones afecta la uniformidad, anisotropía y aumenta las pérdidas dieléctricas del material aumentando la anchura de resonancia de E". Cuando las fibras hacen contacto entre sí, es equivalente a aumentar la longitud de las fibras. Este aumento en la longitud conduce indeseablemente al desplazamiento de las pérdidas de resonancia a un amplio intervalo de frecuencia, en particular, el menor intervalo de frecuencia. Además, con fibras y agrupaciones que tienen diferentes distancias, la anchura de la frecuencia de pérdidas de resonancia aumenta adicionalmente. Todos estos problemas también conducen a la amplificación de pérdidas dieléctricas en una amplia banda de frecuencia, en particular, el menor intervalo de frecuencia, y pueden afectar la fabricación de materiales dieléctricos para dispositivos tales como lentes dieléctricas, antenas dieléctricas, etc.
Convencionalmente, los materiales dieléctricos de baja pérdida, por ejemplo, bloques sólidos de poliestireno, polietileno, o similares, son relativamente pesados en peso en uso. Para algunas aplicaciones de materiales dieléctricos, tales como antenas dieléctricas, ser pesado se considera una característica no deseable.
El documento WO 2005/002841 A1 se refiere a un material dieléctrico compuesto que comprende un cerámico y/o metal que tiene una forma con una alta relación de aspecto que es transportado por una estructura que contiene gas. Este material es útil para aplicaciones ópticas de alta frecuencia.
RESUMEN
Es un objeto de la invención proporcionar un material dieléctrico artificial que trate al menos uno de los problemas anteriormente mencionados, y un procedimiento para fabricar un material dieléctrico artificial.
Este objeto se logra por un material dieléctrico artificial según la reivindicación 1, y un procedimiento según la reivindicación 12.
Según un aspecto de la presente invención se proporciona un material dieléctrico artificial que comprende: una pluralidad de partículas adheridas juntas, comprendiendo la pluralidad de partículas un material dieléctrico; y al menos una fibra conductora incorporada en cada partícula de la pluralidad de partículas, en el que cada partícula de la pluralidad de partículas comprende una matriz de fibras conductoras.
La pluralidad de partículas pueden adherirse juntas usando un adhesivo de caucho o un adhesivo que comprende un material de un grupo que consiste en: poliuretano; y epoxi.
La pluralidad de partículas puede estar distribuida al azar en el material dieléctrico artificial.
[0013] El material dieléctrico puede tener una densidad en el intervalo de 0, 005 a 0, 1 g/cm3 .
[0014] El material dieléctrico puede ser un polímero de espuma.
[0015] El polímero de espuma puede prepararse a partir de un material de un grupo que consiste en:
polietileno; poliestireno; politetrafluoroetileno (PTFE) ; polipropileno; poliuretano; y silicona.
La medición de extremo a extremo promedio de cada partícula de la pluralidad de partículas puede estar en el intervalo de 0, 5 a 5 mm. [0017] Cada partícula de la pluralidad de partículas puede tener sustancialmente forma de cubo. [0018] Cada fibra conductora puede tener sustancialmente forma de aguja. [0019] La fibra conductora puede tener una longitud en el intervalo de 0, 5 a 5 mm y un diámetro en el intervalo
de 0, 005 mm a 1 mm.
La al menos una fibra conductora puede fabricarse de un material de un grupo que consiste en: cobre; aluminio; níquel; plata; y oro. [0021] Cada partícula de la pluralidad de partículas puede comprender al menos dos fibras conductoras
dispuestas en una matriz. [0022] Las al menos dos fibras conductoras pueden estar dispuestas paralelas entre sí. [0023] La matriz puede comprender 1 a 10 filas. [0024] La matriz puede comprender 1 a 10 columnas. [0025] Las al menos dos fibras conductoras pueden estar orientadas de forma que las fibras conductoras en
una fila sean paralelas a las fibras conductoras en otra fila.
Las al menos dos fibras conductoras pueden estar orientadas de forma que las fibras conductoras en una fila estén transversalmente dispuestas con respecto a las fibras conductoras en otra fila. [0027] Las al menos dos fibras conductoras pueden estar orientadas de forma que las fibras conductoras en
una columna sean paralelas a las fibras conductoras en otra columna.
Las al menos dos fibras conductoras pueden estar orientadas de forma que las fibras conductoras en una columna estén transversalmente dispuestas con respecto a las fibras conductoras en otra columna. [0029] Las al menos dos fibras conductoras pueden estar uniformemente separadas. [0030] Las al menos dos fibras conductoras pueden estar separadas al azar. [0031] Pueden usarse diferentes materiales dieléctricos para diferentes partículas en el material dieléctrico
artificial.
Pueden usarse diferentes materiales para las fibras conductoras en una primera partícula y las fibras conductoras en una segunda partícula en el material dieléctrico artificial. [0033] Según otro aspecto de la presente invención se proporciona un procedimiento de fabricación de un
material dieléctrico artificial, comprendiendo el procedimiento: incorporar al menos una fibra conductora en cada partícula de una pluralidad de partículas, comprendiendo la pluralidad de partículas un material dieléctrico; y adherir juntas la pluralidad de partículas para formar el material dieléctrico artificial caracterizado porque una matriz de fibras conductoras están incorporadas en cada partícula de la pluralidad de partículas.
La etapa de incorporar al menos una fibra conductora en cada partícula de la pluralidad de partículas puede comprender apilar una o más filas de fibras conductoras en disposición paralela y dos o más hojas del material dieléctrico de forma que cada fila de fibras conductoras en disposición paralela esté dispuesta entre al menos dos hojas del material dieléctrico.
El procedimiento puede comprender además cortar las filas apiladas de fibras conductoras y hojas del material dieléctrico para producir la pluralidad de partículas.
El procedimiento puede comprender además mezclar la pluralidad de partículas de manera que las partículas se distribuyan al azar en el material dieléctrico artificial formado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las realizaciones de la invención se entenderán mejor y serán fácilmente evidentes para un experto en la materia a partir de la siguiente descripción descrita, a modo de ejemplo sólo y conjuntamente con los dibujos, en los que:
La... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un material dieléctrico artificial que comprende:
una pluralidad de partículas (202) adheridas juntas, comprendiendo la pluralidad de partículas un material dieléctrico; y
al menos una fibra conductora (204) incorporada en cada partícula de la pluralidad de partículas;
caracterizado porque cada partícula (202) de la pluralidad de partículas comprende una matriz de fibras conductoras (204) .
2. El material dieléctrico artificial según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de partículas (202) se adhieren juntas usando un adhesivo de caucho o un adhesivo que comprende un material en un grupo que consiste en: poliuretano; y epoxi.
3. El material dieléctrico artificial según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el material dieléctrico tiene una densidad en el intervalo de 0, 005 a 0, 1 g/cm3.
4. El material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material dieléctrico es un polímero de espuma.
5. El material dieléctrico artificial según la reivindicación 4, en el que el polímero de espuma está hecho de un material en un grupo que consiste en:
polietileno; poliestireno; politetrafluoroetileno (PTFE) ; polipropileno; poliuretano; y silicona.
6. El material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una medición de extremo a extremo promedio de cada partícula (202) de la pluralidad de partículas está en el intervalo de 0, 5 a 5 mm.
7. El material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fibra conductora (204) tiene una longitud en el intervalo de 0, 5 a 5 mm y un diámetro en el intervalo de 0, 005 mm a 1 mm.
8. El material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la al menos una fibra conductora (204) está hecha de un material en un grupo que consiste en:
cobre; aluminio; níquel; plata; y oro.
9. Un material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz comprende 1 a 10 filas, o columnas, o ambas.
10. El material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que diferentes materiales dieléctricos se usan para diferentes partículas en el material dieléctrico artificial.
11. El material dieléctrico artificial según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que diferentes materiales se usan para las fibras conductoras en una primera partícula y las fibras conductoras en una segunda partícula en el material dieléctrico artificial.
12. Un procedimiento de fabricación de un material dieléctrico artificial, comprendiendo el procedimiento:
incorporar al menos una fibra conductora (204) en cada partícula (202) de una pluralidad de partículas, comprendiendo la pluralidad de partículas un material dieléctrico; y
adherir juntas la pluralidad de partículas para formar el material dieléctrico artificial; caracterizado porque una matriz de fibras conductoras (204) está incorporada en cada partícula (202) de la pluralidad de partículas.
13. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que la etapa de incorporar al menos una fibra conductora (204) 5 en cada partícula (204) de la pluralidad de partículas comprende:
adherir una o más filas de fibras conductoras (204) en disposición paralela sobre una primera hoja del material dieléctrico y adherir una segunda hoja del material dieléctrico sobre las fibras conductoras expuestas (204) de forma que cada fila de fibras conductoras (204) en disposición paralela esté dispuesta entre al menos dos hojas del
material dieléctrico.
14. El procedimiento según la reivindicación 13 que comprende además:
cortar las filas de fibras conductoras y hojas del material dieléctrico para producir la pluralidad de partículas (202) . 15
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