Fabrication of Lightweight Microwave Absorbers with Co-coated Hollow Silica Microspheres

For th aim of lightweight microwave absorbers, conductive and magnetic microspheres are fabricated by plating of Co films on hollow ceramic microspheres of low density. Metal plating was carried out in a two-step electroless plating process (pre-treatment of activation and plating). Uniform coating of the film with about $2{\~}3{\cal}um$ thickness was identified by SEM. High-frequency magnetic and microwave absorbing properties were determined in the rubber composites containing the Co-coated microspheres. Due to conductive and ferromagnetic behavior of the Co thin films, high dielectric constant and magnetic loss can be obtained in the microwave frequencies. Due to those electromagnetic properties, high absorption rate (25 dB) and thin matching thickness ($2.0{\~}2.5{\cal}mm$) are predicted in the composite layers containing the metal-coated microspheres of low density (about 0.84 g/cc) for the electromagnetic radiation in microwave frequencies.

저밀도 실리카 중공미세구 표면에 Co 박막의 코팅에 의한 경량 전파흡수체 제조

경량 전파흡수체 구현 방안의 하나로 저밀도(약 0.2g/cc) 중공미세구 표면에 수 ${\cal}um$ 두께의 Co 피막을 무전해 도금에 의해 코팅하고, 고주파 전자기 특성 및 전파흡수특성을 조사하였다. Co 도금은 활성화 처리와 도금공정 2단계 과정을 거쳐 시행되었다. 도금공정의 반복에 의해 두께 $2{\~}3\mu$m의 균일한 Co 피막을 얻을 수 있었다. 이 분말을 실리콘 고무와 혼합하여 복합체를 제조하고, 고주파 전자기 물성 및 전파흡수특성을 회로망 분석기로 측정하였다. Co 피막의 강자성 특성 및 전도 특성에 의해 높은 자기손실 및 유전상수를 얻을 수 있었다. 이와 같은 전자기적 특성에 의해 GHz 대역에서 우수한 전파흡수특성(두께 2.0$\~$2.5mm, 전파흡수능 20dB 이상)이 확인되었다. 특히 Co 도금 중공미세구의 밀도(0.84 g/cc)는 페라이트(5.0 g/cc)에 비해 약 1/6에 불과하기 때문에 경량 전파흡수체로서 응용가치가 매우 높음을 제시할 수 있었다.