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WO2019057547A1 - Mehrlagige eisenbasierte abschirmprodukte - Google Patents

Mehrlagige eisenbasierte abschirmprodukte Download PDF

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WO2019057547A1
WO2019057547A1 PCT/EP2018/074424 EP2018074424W WO2019057547A1 WO 2019057547 A1 WO2019057547 A1 WO 2019057547A1 EP 2018074424 W EP2018074424 W EP 2018074424W WO 2019057547 A1 WO2019057547 A1 WO 2019057547A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
material according
coil
shielding
dynamic
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/074424
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English (en)
French (fr)
Inventor
Vanessa Wieschalla
Daniel Nierhoff
Vanessa WOLSKE
Jens-Ulrik Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
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
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of WO2019057547A1 publication Critical patent/WO2019057547A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H05K9/0073—Shielding materials
    • H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/0088—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising a plurality of shielding layers; combining different shielding material structure

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic radiation shielding multilayer material, a method for its production, a method for shielding electromagnetic radiation, and the use of the material for shielding electromagnetic radiation, static or dynamic electrical and / or static or dynamic magnetic fields.
  • Electromagnetic interference is described as the effect of electromagnetic quantities on circuits, devices, systems and organisms. This interference can cause a reversible or irreversible impairment, which can lead to an intolerable malfunction of equipment and systems. Electromagnetic interference occurs when electromagnetic energy from a source of interference (transmitter) passes through a coupling to an interference sink (receiver), where it leads to a reduction in function or even destruction. Sources of interference, as a natural or artificially produced source, can lead to the intentional or unintentional emission of electromagnetic energy. In the modern industry, in the energy supply and in the automotive industry, the number of electronic devices, especially with increasing operating frequencies, is steadily increasing.
  • electromagnetic shielding is therefore usually used as an effective countermeasure.
  • Typical screen materials for the treatment of static or low-frequency magnetic fields are usually iron alloys whose main characteristics are the highest possible magnetic permeability and saturation flux density with simultaneously low coercive field strength and remanent flux density.
  • Known shielding acting materials contain a high proportion of nickel, especially in the case of high demands on the shielding properties, and are thus very cost-intensive. In addition, they usually have only low mechanical strength and without additional surface treatment only a low mechanical resistance to corrosive media.
  • corresponding materials are needed for use in increasing electrification in the automobile.
  • said multilayer material having a screen factor S (v) of 25.00 to +120.00 dB in a dynamic magnetic field or a dynamic electromagnetic field having a frequency v of 0, 1 to 1000 kHz wherein the screen factor S (v) is determined from the quotient of the field strength measured at the location of the sink, with or without shielding material located between sink and source.
  • the present invention preferably relates to the material according to the invention, wherein the screening factor S (v) is induced by detecting the voltage U 2 (v) in a second coil, which is induced by a current I 1 in a first coil, while a sample of the shielding multilayer material is located between the first and the second coil and the coils are at a distance of at most 40 mm, is determined.
  • the present invention relates to the material according to the invention, wherein the screen factor S (v) according to the equation of the formula (I) where U 2 (v) is the voltage induced in the second coil, 1) the current flowing in the first coil and li 0 (v) is the current in the first coil and U 2 o (v) is the voltage in the first coil second coil, each without introduced sample, are.
  • the electromagnetic radiation shielding multi-layer material according to the invention contains at least one layer 1.
  • the material according to the invention additionally contains a layer 2, the layer 1 and the layer 2 having different compositions.
  • the present invention therefore preferably relates to the material according to the invention, wherein it has a layer 1 and a layer 2 and the layer 1 and the layer 2 have different compositions.
  • three layers 1, 2 and 3 are particularly preferred.
  • at least one layer for example 1, 2 and / or 3, has a high screen factor S (v) and the remaining layers 1, 2 and / or 3 are good mechanical characteristics and / or resistant to corrosion.
  • layer 1 has a high screen factor S (v) and layers 2 and 3 have good mechanical characteristics and are not susceptible to corrosion.
  • layer 2 has a high screen factor S (v) and layers 1 and 3 have good mechanical characteristics and are not susceptible to corrosion.
  • layer 3 has a high screen factor S (v) and layers 1 and 2 have good mechanical characteristics and are not susceptible to corrosion.
  • the material according to the invention comprises a layer 3, the layer 2 being arranged below and the layer 3 above the layer 1.
  • the thicknesses of the layers present in the multilayer material are generally freely selectable.
  • the thickness of the layer 1 comprises 40 to 90% and the thicknesses of the layers 2 and 3 a total of 10 to 60% of the total thickness of the material, and the sum of the thicknesses 1, 2 and 3 gives 100% each.
  • the layer 1 preferably has 60 to 80% and the thicknesses of the layers 2 and 3 a total of 20 to 40% of the total thickness of the material.
  • the total thickness of the material according to the invention can have any thickness that appears appropriate to the person skilled in the art, for example 0.5 to 10 mm.
  • the present invention preferably relates to the material according to the invention, wherein the layer 1 has a thickness of 0, 1 to 9 mm. More preferably, the layers 2 and 3 preferably present have thicknesses of 0.2 to 4 mm. The thicknesses of the layers 2 and 3 may be the same or different according to the invention.
  • the material according to the invention in addition to the layers 1, 2 and 3, there are further layers.
  • the thickness of the layer 1 in this embodiment is 40 to 90% and the thicknesses of the layers 2, 3 and L4 in total 10 to 60% of the total thickness of the material, and the sum of the thicknesses 1, 2, 3 and L4 results respectively 100%.
  • the thickness of the layer 1 in this embodiment 40 to 90% and the thicknesses of the layers 2, 3, L4 and L5 in total 10 to 60% of the total thickness of the material, and the sum of the thicknesses 1, 2, 3, L4 and L5 gives 100% each.
  • the thickness of the layer 1 in this embodiment 40 to 90% and the thicknesses of the layers 2, 3, L4 and L5 in total 10 to 60% of the total thickness of the material, and the sum of the thicknesses 1, 2, 3, L4 , L5 and L6 each gives 100%.
  • the thickness of the layer 1 in this embodiment 40 to 90% and the thicknesses of the layers 2, 3, L4, L5 and L6 in total 10 to 60% of the total thickness of the material, and the sum of the thicknesses 1, 2, 3rd , L4, L5, L6 and L7 each gives 100%.
  • further layers may be present, for example on the sides of the layers 2 or 3 which are remote from the layer 1 or between the layers 1 and 2 or 1 and 3.
  • Layer 1 of the material according to the invention contains at least (in each case in% by weight) up to 0.400 C,
  • layer 1 of the material according to the invention can generally contain any steel grade known to the person skilled in the art, which offers the material according to the invention advantageous mechanical properties, good shielding properties and / or advantageous corrosion protection.
  • the layer 1 additionally contains at least one alloying element selected from the group consisting of As, Cu, Nb, Ti and Sn.
  • layer 1 of the material according to the invention therefore contains (in each case in% by weight) up to 0.400, more preferably up to 0.1, more preferably up to 0.05 C, up to 3.00, particularly preferably up to 0.5, more preferably up to 0.3 Mn, up to 4.00, more preferably up to 0.5, most preferably up to 0.1 Si,
  • a possible lower limit for the alloying elements C, Mn, Si, Al, Cr, P, S, Cu, N or Sn is, for example, at least 0.0001% by weight, preferably at least 0.001% by weight.
  • the alloying elements Si, Al, Cr and Co are particularly preferably not present in this embodiment, ie. their amounts are below the analytical detection limit.
  • layer 1 of the material according to the invention (in each case in% by weight) contains:
  • a ferritic microstructure is present in layer 1, which may also have fractions of retained austenite and / or bainite.
  • the layer 1 has a structure containing 0 to 100 wt .-%, preferably 5 to 95 wt .-%, ferrite, 0 to 95 wt .-%, preferably 0 to 60 wt .-%, bainite, 0 to 20 wt %, preferably 5 to 20% by weight perlite, 0 to 100% by weight, preferably 3 to 35% by weight, martensite or up to 100% by weight martensite, 0 to 20% by weight, preferably 2 to 15 wt .-%, retained austenite and optionally carbides, wherein the respective sum 100 wt .-% results on.
  • Layer 1 of the material according to the invention has, for example, a thickness of 0, 1 to 9 mm, preferably 0, 1 to 6 mm.
  • the present invention therefore preferably relates to the material according to the invention, wherein the layer 1 has a thickness of 0, 1 to 9 mm, particularly preferably 0, 1 to 6 mm.
  • Layer 1 of the material according to the invention and thus preferably also the material according to the invention itself, can be used in all dimensions which the expert considers suitable for the respective application.
  • the material according to the invention is present as a sheet-metal semifinished product, for example as a coil, sheet metal, sheet, plate, etc.
  • the material can be brought into any shape known to those skilled in the art.
  • the material according to the invention can be reshaped by forming processes known to those skilled in the art.
  • layer 1 of the material according to the invention preferably has a particle size of 2 to 200 ⁇ m, preferably 2 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 30 ⁇ m.
  • This preferred grain size according to the invention contributes, for example, to improve the magnetic properties.
  • the material contains a layer 2.
  • the layer 2 is below the layer 1. More preferably, layer 2 has the same values in terms of width and length as layer 1 of the material according to the invention, so that the layers 1 and 2 are preferably arranged flush with each other.
  • Layer 2 of the material according to the invention may in general have any thickness that appears appropriate to the person skilled in the art, for example 0.2 to 4 mm.
  • Layer 2 of the material according to the invention may in general contain any steel grade known to the person skilled in the art which gives the material according to the invention advantageous mechanical properties, good shielding properties and / or advantageous corrosion protection.
  • the layer 2 additionally contains at least one alloying element selected from the group consisting of As, Cu, Nb, Ti and Sn.
  • layer 2 of the material according to the invention therefore contains (in each case in% by weight): up to 0.400, more preferably up to 0.1, more preferably up to 0.05 C, up to 3.00, particularly preferably up to to 0.5, more preferably up to 0.3 Mn,
  • a possible lower limit for the alloying elements C, Mn, Si, Al, Cr, P, S, Cu, N or Sn is, for example, at least 0.0001% by weight, preferably at least 0.001% by weight.
  • the alloying elements Si, Al, Cr and Co are particularly preferably not present in this embodiment, ie. their amounts are below the analytical detection limit.
  • layer 2 of the material according to the invention contains a stainless steel, preferably a ferritic stainless steel, for example contains layer 2 (in% by weight):
  • 0.001 to 0.8 more preferably 0.001 to 0.5, particularly preferably 0.001 to 0.4, C, 0.1 to 4.0, particularly preferably 0.2 to 2.0, particularly preferably 0.5 to 1.5 , Si,
  • 0.01 to 0.05 particularly preferably 0.02 to 0.04, P, 0.001 to 0.05, more preferably 0.001 to 0.04, particularly preferably 0.01 to 0.03, S, 0.1 to 30, particularly preferably 12.0 to 24.0, particularly preferably 15.0 to 20, 0, Cr, 0, 1 to 4.00, particularly preferably 0.5 to 1.5, particularly preferably 0.8 to 1, 4, Nb,
  • the present invention therefore preferably relates to the material according to the invention, wherein it additionally has at least one layer 2 containing (in each case in% by weight): up to 0.400, particularly preferably up to 0.1, in particular preferred up to 0.05 C, up to 3.00, more preferably up to 0.5, particularly preferably up to 0.3 Mn, up to 4.00, particularly preferably up to 0.5, particularly preferably up to 0, 1 Si,
  • Residual Fe and unavoidable impurities or a stainless steel, preferably a ferritic stainless steel, and the layer 1 and the layer 2 have different compositions.
  • a ferritic microstructure is present in layer 2.
  • the material contains a layer 3.
  • the layer 3 is above the layer 1. More preferably, layer 3 has the same values in width and length as layer 1 of the material according to the invention, so that the layers 1 and 3 are preferably arranged flush with each other.
  • the material according to the invention particularly preferably contains a layer 2 and a layer 3.
  • the layer 2 is preferably below the layer 1 and the layer 3 above the layer 1.
  • the layers 2 and 3 have the same values in terms of width and length as the layer 1 of the material according to the invention, so that the layers 1, 2 and 3 are preferably arranged flush with each other.
  • Layer 3 of the material according to the invention may in general have any thickness that appears appropriate to the person skilled in the art, for example 0.2 to 4 mm.
  • Layer 3 of the material according to the invention may in general contain any steel grade known to the person skilled in the art, which offers the material according to the invention advantageous mechanical properties, good shielding properties and / or advantageous corrosion protection.
  • layer 3 of the material according to the invention therefore contains (in each case in% by weight): up to 0.400, more preferably up to 0.1, more preferably up to 0.05 C, up to 3.00, particularly preferably up to to 0.5, more preferably up to 0.3 Mn,
  • a possible lower limit for the alloying elements C, Mn, Si, Al, Cr, P, Cu, N or Sn is, for example, at least 0.0001% by weight, preferably at least 0.001% by weight.
  • layer 3 of the material according to the invention contains a stainless steel, preferably a ferritic stainless steel, for example contains layer 3 (in% by weight):
  • 0.001 to 0.8 more preferably 0.001 to 0.5, particularly preferably 0.001 to 0.4, C, 0.1 to 4.0, particularly preferably 0.2 to 2.0, particularly preferably 0.5 to 1.5 , Si,
  • 0.001 to 0.05 particularly preferably 0.001 to 0.04, particularly preferably 0.01 to 0.03, S, 0, 1 to 30, more preferably 12.0 to 24.0, particularly preferably 15.0 to 20.0, Cr,
  • the layer 1 and the layer 3 preferably have different compositions.
  • a ferritic microstructure is present in layer 3.
  • layer 3 has the same composition as layer 2. In a further preferred embodiment of the material according to the invention, layer 3 has a different composition than layer 2.
  • the material according to the invention may optionally contain further layers, in particular layers 4, 5, 6 and 7.
  • the layer 4 and optionally the layer 6 below the layer 2 and the layer 5 and optionally the layer 7 above the layer 3 are arranged.
  • the layers which may be present may correspond to layers 1, 2 and / or 3 in terms of thickness, compositions, structural compositions, etc.
  • the multilayer material according to the invention is distinguished by particularly good shielding properties.
  • the material according to the invention has a screen factor S (v) of 25.00 to +120.00 dB, preferably 30.00 to 120.00 dB in a dynamic, magnetic field or a dynamic electromagnetic field with at a frequency v of 0, 1 to 1000 kHz, preferably 0, 1 to 400 kHz, particularly preferably 0, 1 to 200 kHz, on.
  • the screen factor S (v) is preferably determined by measuring the voltage U 2 (v) in a second coil induced by a current li (v) in a first coil while interposing a sample of the shielding multilayer material the first and the second coil is located and the coils are at a distance of at most 40 mm.
  • the screen factor S (v) is particularly preferably calculated according to the equation of the formula (I)
  • U 2 (v) is the voltage induced in the second coil, 1) the current flowing in the first coil, and 10 (v) the current in the first coil and U 2 o (v) the voltage in the second coil Coil, each without introduced sample, are.
  • the screen attenuation S (v) of the material according to the invention is determined by a method, comprising at least the following steps:
  • Step (A) comprises providing a first coil Sl having a first inductance 1, which is connected to a first signal generator SGI and a device for measuring current to a first circuit.
  • a coil Sl with an inductance 1 is provided.
  • coils corresponding to coils S1 having 1 to 100, preferably 15 to 30 windings are used. More preferably, these windings are on a ring of an electrically insulating material, such as plastic, in particular polyamide, before.
  • the diameter of the coil Sl is preferably 60 to 80 mm.
  • the winding of the coil Sl is preferably made of an electrically conductive wire, in particular a stranded wire made of copper. More preferably, the electrically conductive wire is electrically insulated on the outside, for example by an electrically insulating plastic coating.
  • the length of the Wire, from which the winding of the first coil Sl is constructed, according to the invention is preferably 3 to 7 m.
  • the coil has an inductance Sl 1 of example 4 ⁇ 10 -2 to 1.5 10 3 ⁇ , preferably 30 to 60 ⁇ on.
  • the coil S1 can generally be arranged in any possible way.
  • the coil Sl is arranged so that the winding plane is aligned parallel to the ground or a table top on which the device is constructed.
  • a first signal generator SGI is used.
  • This signal generator SGI is used according to the invention to generate a magnetic field with a frequency v (measuring frequency) in the first coil S1.
  • v measuring frequency
  • the signal generator SGI preferably uses a frequency v of 0, 1 to 200 kHz. for example, 0, 1 kHz, 0.2 kHz, 0.5 kHz, 1, 0 kHz, 2.0 kHz, 5.0 kHz, 10.0 kHz, 20.0 kHz, 50.0 kHz, 100.0 kHz or 200 kHz generated.
  • a device for measuring current in the first circuit there is a device for measuring current in the first circuit.
  • Suitable devices for current measurement are known per se to those skilled in the art, for example a Chauvin Arnoux Ma 200 current clamp. Particularly preferably, an oscilloscope is used.
  • the elements present in the first circuit i. at least first coil Sl, first signal generator SGI, means for measuring current and optionally further elements are preferably connected in series to a first circuit.
  • the electrical connections in the first circuit can generally be carried out in any manner known to those skilled in the art.
  • the electrical connections are preferably carried out by cable connections, in particular shielded BNC connections.
  • Step (B) of the method comprises providing a second coil S2 with a second inductance 2 connected to a voltage measuring device, the coils S1 and S2 being arranged spatially relative to each other so that they lie on the same axis of rotation and between them on Freiraum is formed.
  • all coils which appear suitable to the person skilled in the art can be used.
  • Coils with 1 to 400, preferably 100 to 200, windings are preferably used as the coil S2. More preferably, these windings are on a ring made of an electrically insulating material, such as plastic from polyamide.
  • the diameter of the coil S2 is preferably 20 to 40 mm.
  • a coil is used in which windings are wound around a fixed core, for example a ferrite core.
  • the winding of the coil S2 is preferably made of an electrically conductive wire, in particular a copper wire. More preferably, the electrically conductive wire is electrically insulated on the outside, for example by an electrically insulating plastic coating.
  • the length of the wire from which the winding of the first coil S2 is constructed is preferably 1 to 2 m.
  • the coil S2 has an inductance 2 of, for example, 0.2 to 9.0 ⁇ 10 3 ⁇ , preferably 200 to 800 ⁇ , on.
  • the inductance 2 of the coil S2 is preferably selected such that there are no resonances in the frequency range to be measured due to the intrinsic capacitance of the preferably used BNC cables.
  • the coil S2 is arranged such that the coils S1 and S2 are spatially arranged relative to each other such that they lie on the same axis of rotation and a free space is formed between them.
  • "on the same axis of rotation” means that the two coils are spatially positioned relative to one another so that a common axis passes through the centers of the annular coils
  • the coil S1 is located above the coil S2, wherein a clearance is formed between the two coils, which is created such that a sample of the potentially shielding material can be introduced into it
  • Distance that is the free space, between the coils Sl and S2 40 to 60%, preferably 45 to 55%, for example 50%, of the diameter of the coil 1. More preferably, the free space has a width or height of 10 to 60 mm up.
  • a device for voltage measurement in the second circuit for example devices known per se to the person skilled in the art, for example by a HAMEG HM022 digital oscilloscope.
  • further elements may be present, for example high-impedance terminating resistors.
  • the elements present in the second circuit ie at least second coil S2, high-resistance terminating resistor and possibly further elements are preferably connected in series with a second circuit.
  • the device for voltage measurement is preferably connected in parallel.
  • the electrical connections for voltage measurement on coil 2 can generally be made in any manner known to those skilled in the art.
  • the electrical connections are preferably carried out by cable connections, in particular shielded BNC connections.
  • the first circuit and the voltage measurement at coil S2 are each formed by means of shielded electrical connections, preferably cable connections, in particular shielded BNC connections.
  • Step (C) of the method comprises introducing a sample of the multilayer material into the clearance.
  • This step (C) can generally be carried out in any manner known to those skilled in the art.
  • the introduction can be done manually or automatically.
  • the method is preferably performed to measure the shielding properties of flat materials, i. H . the materials to be tested have a much greater extension in length and width compared to their thickness.
  • the sample to be examined preferably has a square base area. More preferably, the edge length of this square at least five times the diameter of the coil 1.
  • the sample has a thickness of 0.01 to 6 mm.
  • the potentially shielding product is a flat steel product, for example a hot or cold strip or boards obtained therefrom.
  • the sample to be measured is fixed between the two coils for the measurement by methods known to those skilled in the art, for example by means of a corresponding permanently installed guide in the free space between the two coils S 1 and S 2.
  • Step (D) of the method comprises the generation of a sinusoidal voltage with a frequency v of 0, 1 to 1000 kHz, preferably 0, 1 to 400 kHz, more preferably 0, 1 to 200 kHz, by the first signal generator SG 1 in the first Coil Sl.
  • Step (D) of the method is preferably carried out after the sample to be measured has been introduced into the free space between the two coils.
  • the sinusoidal voltage generated in the coil S1 is an alternating voltage with a frequency v of preferably 0.1 to 200 kHz, see also step (A) of the method.
  • a frequency v generated in step (D) is a so-called measuring frequency is generated in coil S1 at a certain current value ⁇ ⁇ v ⁇
  • voltage U 2 (v) is generated by the resulting magnetic field by a mathematical comparison of these values in the presence of the to be measured Sample with the values in the absence of the sample can be deduced on the screen factor of the sample.
  • Step (E) of the method involves measuring the current ⁇ ⁇ ⁇ v ⁇ in the first circuit.
  • Step (F) of the method comprises measuring the voltage U 2 (v) on coil 2.
  • Step (G) of the method comprises determining the screen attenuation S (v) via the equation of
  • Step (G) of the method is preferably carried out with the aid of a data processing system.
  • Methods and devices for this purpose are known per se to the person skilled in the art.
  • the determination of ⁇ Q ⁇ V), d. H . Current in the first circuit, and U 2 o (v), d. H. Voltage at the second coil S2, takes place in each case as described in steps (E) and (F), in contrast, no sample between the coils Sl and S2 is present.
  • the material according to the invention is preferably used in a thickness of 0.01 to 6 mm, preferably 0.03 to 4 mm.
  • the present invention therefore preferably relates to the material according to the invention, wherein it has a thickness of 0.01 to 6 mm, preferably 0.03 to 4 mm, during the measurement.
  • the present invention further relates to the method for producing the material according to the invention, wherein the individual layers are combined to form a sandwich material and subsequently rolled into the multilayer material.
  • Such a method is generally disclosed in DE 10 2005 006 606 B3.
  • a starting material for the inventive method for producing the multilayer material cuboidal plates with the compositions according to position 1, layer 2, etc. used which have been prepared for example by pre-blocking or by rough rolling of slabs. It is also conceivable to use slabs of greater thickness directly as plate material, if this is permitted by the available rolling machinery.
  • the stacked plates each have different material properties according to the layers described above, wherein the sequence of plates in a plate pack can preferably be organized so that in a plate package two or more plates of the same kind can be present. This is the case, for example, when a three-ply tape is to be produced, in which the layers 2 and 3 applied to the ply 1 each consist of the same material.
  • the relative position of the plates is fixed by welding. An exclusion of trapped air between the plates can thereby be supported by the fact that the superimposed plates of the plate pack are pressed against each other before and during welding.
  • the welding is preferably carried out so that the plates of the plate package are gas-tight welded together.
  • the plate pack obtained in accordance with the invention is heated to a hot rolling start temperature which is preferably in the range of 1100 to 1300 ° C. conventional for steels. Depending on the types of steel being processed, the range of heating may preferably be 1200 to 1300 ° C.
  • the heated plate stacks are then hot rolled.
  • the plate packs are rolled to a hot strip of desired thickness.
  • the present invention therefore relates in particular to the process according to the invention, wherein the rolling is carried out as hot rolling.
  • the multilayer shielding material according to the invention can be used uncoated.
  • the material according to the invention is used coated in a preferred embodiment.
  • Corresponding coatings which protect against corrosion in particular, are known per se to the person skilled in the art and are preferably based on zinc or aluminum or zinc alloys or aluminum alloys, and may additionally contain magnesium and / or silicon.
  • the present invention therefore preferably relates to the material according to the invention, wherein it has a surface coating.
  • the coating can be applied to the material according to the invention, in particular to at least one of the outer layers, in general by all methods known to the person skilled in the art, for example by electrolytic coating, vapor deposition or hot dip method.
  • the coating can be present on one or both sides.
  • the present invention also relates to a method for shielding electromagnetic radiation, dynamic or static electrical and / or dynamic or static magnetic fields, wherein the source and / or sink are at least partially surrounded by a material according to the invention.
  • the source and / or sink of the electromagnetic radiation, of the dynamic or static electrical and / or dynamic or static magnetic fields is at least partially surrounded by the shielding material according to the invention at least partially.
  • a partial surrounding is useful or necessary, for example, if the source and / or sink must be accessible during operation, for example, by supply and / or discharge and / or operation. According to the invention it is also possible that the source and / or sink is completely surrounded by the shielding material according to the invention. Details and preferred embodiments, which have been mentioned to the material according to the invention, should also be applied here accordingly.
  • the present invention also relates to the use of the material according to the invention for shielding electromagnetic radiation, dynamic or static electrical and / or dynamic or static magnetic fields.
  • Electromagnetic, dynamic or static electrical and / or dynamic or static magnetic fields are intentionally or unwillingly generated by the use and operation of certain magnetic, electrical or electronic devices.
  • the present invention relates in a particular embodiment, the inventive use, in addition, a high mechanical strength of the material is given.
  • a particular advantage of the present invention is therefore that it is possible to provide a material which according to the invention preferably has good mechanical properties and / or good corrosion protection in addition to a high shielding effect.
  • the present invention further preferably relates to the use according to the invention, wherein buildings, in particular safety-relevant buildings, rooms, laboratories, production facilities, server cabinets, control cabinets, plug connections, holders and housings, for example for power electronics, computers, communication electronics, alarm systems, safety technology, fire and gas detectors, Protective covers, charging stations, kitchen appliances, medical devices, electronic devices, preferably in automobiles, electronic components, radios, magnetic applications, for example permanent magnets, electronic components and / or batteries, such as non-rechargeable batteries or accumulators, shielded or the shielding material as ceilings - And / or wall panels, as floor coverings, as cable channels, is used in metrology.
  • buildings in particular safety-relevant buildings, rooms, laboratories, production facilities, server cabinets, control cabinets, plug connections, holders and housings, for example for power electronics, computers, communication electronics, alarm systems, safety technology, fire and gas detectors, Protective covers, charging stations, kitchen appliances, medical devices, electronic devices, preferably in automobiles, electronic components, radios, magnetic applications, for example permanent magnets
  • a sandwich material is produced from the following layers 1, 2 and 3: Layer 1: steel A, thickness 80 mm (62%), width 150 mm, length 150 mm Table 1: Analysis of steel A, data in% by weight, balance Fe
  • the sandwich material is rolled at a temperature of 850 to 950 ° C.
  • the thickness of the multilayer material after rolling is 1.0 mm.
  • Tensile strength, yield strength, shield factor S (v) and corrosion resistance are determined on the material, see Table 4 and Table 5.
  • Layer 1 Material B, thickness 120 mm (80%), width 150 mm, length 150 mm, for analysis see example 1
  • Layer 2 and 3 Stainless steel, thickness 15 mm (10% each), width 150 mm, length 150 mm Table 3: Analysis of stainless steel, data in% by weight, remainder Fe
  • the sandwich material is rolled at a temperature of 850 to 950 ° C.
  • the thickness of the multilayer material after rolling is 1.0 mm.
  • Tensile strength, yield strength, shield factor S (v) and corrosion resistance are determined on the material, see Table 4 and Table 5.
  • Layer 1 steel A, thickness 90 mm (69%), width 150 mm, length 150 mm, analysis see example 1
  • layer 2 stainless steel, thickness 15 mm (12 %), Width 150 mm, length 150 mm, analysis see example 2, position 3: material B, thickness 25 mm (19%), width 150 mm, length 150 mm, for analysis see example 1
  • the sandwich material is rolled at a temperature of 850 to 950 ° C.
  • the thickness of the multilayer material after rolling is 1, 0 mm.
  • the tensile strength, yield strength and corrosion resistance are determined on the material, see Table 4. Tensile strength and yield strength are determined by methods known to those skilled in the art. The corrosion resistance is assessed visually.
  • the screen factor S (v) is determined by the method mentioned in the description.
  • Table 4 Tensile strength, yield strength and corrosion resistance of the materials of Examples 1, 2 and 3
  • Example 1 450 300 no
  • the shielding material according to the invention can advantageously be used for shielding electromagnetic radiation, static or dynamic electrical and / or static or dynamic magnetic fields.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetische Strahlung abschirmendes, mehrlagiges Material, ein Verfahren zu seiner Herstellung, ein Verfahren zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, statischen elektrischen und/oder statischen magnetischen Feldern, sowie die Verwendung des Materials zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, statischen elektrischen und/oder statischen magnetischen Feldern.

Description

Mehrlagige eisenbasierte Abschirmprodukte
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetische Strahlung abschirmendes, mehrlagiges Material, ein Verfahren zu seiner Herstellung, ein Verfahren zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, sowie die Verwendung des Materials zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, statischen oder dynamischen elektrischen und/oder statischen oder dynamischen magnetischen Feldern. Technischer Hintergrund
Die elektromagnetische Beeinflussung wird als die Einwirkung von elektromagnetischen Größen auf Stromkreise, Geräte, Systeme und Lebewesen beschrieben. Diese Beeinflussung kann eine reversible oder irreversible Beeinträchtigung bewirken, die zu einer nicht tolerierbaren Fehlfunktion von Geräten und Systemen führen kann . Eine elektromagnetische Beeinflussung liegt vor, wenn von einer Störquelle (Sender) elektromagnetische Energie über eine Kopplung zu einer Störsenke (Empfänger) gelangt und dort zu einer Funktionsminderung bis hin zu einer Zerstörung führt. Störquellen können als natürliche oder künstlich erzeugte Quelle zur absichtlichen oder unabsichtlichen Aussendung von elektromagnetischer Energie führen . In der modernen Industrie, in der Energieversorgung und in der Automobilbranche nimmt die Anzahl von elektronischen Geräten, insbesondere auch mit steigenden Betriebsfrequenzen, stetig zu. Eine Beeinträchtigung der elektrischen Geräte untereinander lässt sich heute kaum noch durch räumliche Trennung oder konstruktive Änderungen erreichen, da der Trend ebenfalls immer weiter zu Miniaturisierung von Geräten und Bauelementen geht. Um eine elektromagnetische Verträglichkeit zwischen elektrischen Geräten oder Störquellen und der Umwelt sicherzustellen, werden darum üblicherweise elektromagnetische Abschirmungen als wirksame Gegenmaßnahme eingesetzt.
Typische Schirmmaterialien zur Behandlung statischer oder niederfrequenter magnetischer Felder sind in der Regel Eisenlegierungen, deren Haupteigenschaften eine möglichst hohe magnetische Permeabilität und Sättigungsflussdichte bei gleichzeitig geringer Koerzitivfeldstärke und Remanenzflussdichte sind . Bekannte abschirmend wirkende Materialien enthalten insbesondere bei hohen Anforderungen an die Abschirmeigenschaften einen hohen Anteil Nickel und sind somit sehr kostenintensiv. Sie verfügen darüber hinaus in der Regel nur über geringe mechanische Festigkeiten und ohne zusätzliche Oberflächenbehandlung nur über eine geringe mechanische Beständigkeit gegenüber korrosiven Medien.
Es besteht somit die Aufgabe, abschirmend wirkende Materialien zur Verfügung zu stellen, die eine vorteilhafte Kombination von guten mechanischen Eigenschaften, guter Korrosionsbeständigkeit und guten Abschirmeigenschaften aufweisen . Insbesondere werden entsprechende Materialien zur Verwendung in der zunehmenden Elektrifizierung im Automobil benötigt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße elektromagnetische Strahlung abschirmende, mehrlagige Material mit wenigstens einer Lage 1 , mindestens enthaltend (jeweils in Gew.-%) bis zu 0,400 C,
bis zu 3,00 Mn
bis zu 4,00 Si,
bis zu 2,00 AI,
bis zu 1 ,00 Cr,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen, wobei das mehrlagige Material einen Schirmfaktor S(v) von 25,00 bis +120,00 dB bei einem dynamischen, magnetischen Feld oder einem dynamischen, elektromagnetischen Feld mit einer Frequenz v von 0, 1 bis 1000 kHz aufweist, wobei der Schirmfaktor S( v) aus dem Quotient der Feldstärke gemessen am Ort der Senke, mit bzw. ohne zwischen Senke und Quelle befindlichem abschirmendem Material bestimmt wird .
Die vorliegende Erfindung betrifft bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei der Schirmfaktor S(v) durch Detektion der Spannung U2(v) in einer zweiten Spule, die durch einen Strom l^ ) in einer ersten Spule induziert wird, während sich eine Probe des abschirmenden mehrlagigen Materials zwischen der ersten und der zweiten Spule befindet und sich die Spulen in einem Abstand von höchstens 40 mm befinden, ermittelt wird. Weiter bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Material, wobei der Schirmfaktor S(v) nach der Gleichung der Formel (I)
Figure imgf000003_0001
bestimmt wird, wobei U2(v) die in der zweiten Spule induzierte Spannung, l^ ) der in der ersten Spule fließende Strom und li0(v) der Strom in der ersten Spule und U2o(v) die Spannung in der zweiten Spule, jeweils ohne eingebrachte Probe, sind.
Des Weiteren werden diese Aufgaben auch gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetische Strahlung abschirmenden, mehrlagigen Materials, durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung und durch die erfindungsgemäße Verwendung des Materials zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, statischen oder dynamischen elektrischen und/oder statischen oder dynamischen magnetischen Feldern .
Das erfindungsgemäße Material wird im Folgenden detailliert beschrieben.
Das erfindungsgemäße elektromagnetische Strahlung abschirmende, mehrlagige Material enthält wenigstens eine Lage 1. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Material zusätzlich eine Lage 2, wobei die Lage 1 und die Lage 2 unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei es eine Lage 1 und eine Lage 2 aufweist und die Lage 1 und die Lage 2 unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen.
In dem erfindungsgemäßen mehrlagigen Material liegen besonders bevorzugt drei Lagen 1, 2 und 3 vor. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, dass wenigstens eine Lage, beispielsweise 1, 2 und/oder 3 einen hohen Schirmfaktor S(v) aufweisen und die restlichen Lagen 1, 2 und/oder 3 gute mechanische Kennwerte und/oder unanfällig gegen Korrosion sind . Bevorzugt weist Lage 1 einen hohen Schirmfaktor S(v) und die Lagen 2 und 3 weisen gute mechanische Kennwerte auf und sind unanfällig gegen Korrosion . In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist Lage 2 einen hohen Schirmfaktor S(v) und die Lagen 1 und 3 weisen gute mechanische Kennwerte auf und sind unanfällig gegen Korrosion . In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist Lage 3 einen hohen Schirmfaktor S(v) und die Lagen 1 und 2 weisen gute mechanische Kennwerte auf und sind unanfällig gegen Korrosion.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Material eine Lage 3, wobei die Lage 2 unterhalb und die Lage 3 oberhalb der Lage 1 angeordnet sind. Die Dicken der in dem mehrlagigen Material vorliegenden Lagen sind im Allgemeinen frei wählbar. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dicke der Lage 1 40 bis 90% und die Dicken der Lagen 2 und 3 in Summe 10 bis 60% der Gesamtdicke des Materials auf, und die Summe der Dicken 1 , 2 und 3 ergibt jeweils 100%. Bevorzugt weist die Lage 1 60 bis 80% und die Dicken der Lagen 2 und 3 in Summe 20 bis 40% der Gesamtdicke des Materials auf.
Absolut betrachtet kann die Gesamtdicke des erfindungsgemäßen Materials jede dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Dicke aufweisen, beispielsweise 0,5 bis 10 mm. Somit betrifft die vorliegende Erfindung bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei die Lage 1 eine Dicke von 0, 1 bis 9 mm aufweist. Weiter bevorzugt weisen die bevorzugt vorliegenden Lagen 2 und 3 Dicken von jeweils 0,2 bis 4 mm auf. Die Dicken der Lagen 2 und 3 können erfindungsgemäß gleich oder unterschiedlich sein.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials liegen neben den Lagen 1 , 2 und 3 weitere Lagen vor. Beispielsweise liegt in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials zusätzlich zu den Lagen 1, 2 und 3 eine Lage L4 unterhalb der Lage 2 vor. Bevorzugt weist die Dicke der Lage 1 in dieser Ausführungsform 40 bis 90% und die Dicken der Lagen 2, 3 und L4 in Summe 10 bis 60% der Gesamtdicke des Materials auf, und die Summe der Dicken 1, 2, 3 und L4 ergibt jeweils 100%. In einer weiteren Ausführungsform liegt zusätzlich zu den Lagen 1, 2, 3, L4 eine Lage L5 oberhalb der Lage 3 vor. Bevorzugt weist die Dicke der Lage 1 in dieser Ausführungsform 40 bis 90% und die Dicken der Lagen 2, 3, L4 und L5 in Summe 10 bis 60% der Gesamtdicke des Materials auf, und die Summe der Dicken 1 , 2, 3, L4 und L5 ergibt jeweils 100%. In einer weiteren Ausführungsform liegt zusätzlich zu den Lagen 1, 2, 3, L4 und L5 eine Lage L6 unterhalb der Lage L4 vor. Bevorzugt weist die Dicke der Lage 1 in dieser Ausführungsform 40 bis 90% und die Dicken der Lagen 2, 3, L4 und L5 in Summe 10 bis 60% der Gesamtdicke des Materials auf, und die Summe der Dicken 1, 2, 3, L4, L5 und L6 ergibt jeweils 100%. In einer weiteren Ausführungsform liegt zusätzlich zu den Lagen 1, 2, 3, L4, L5 und L6 eine Lage L7 oberhalb der Lage L5 vor. Bevorzugt weist die Dicke der Lage 1 in dieser Ausführungsform 40 bis 90% und die Dicken der Lagen 2, 3, L4, L5 und L6 in Summe 10 bis 60% der Gesamtdicke des Materials auf, und die Summe der Dicken 1, 2, 3, L4, L5, L6 und L7 ergibt jeweils 100%. Neben den beschriebenen Lagen 1 , 2 und 3 können erfindungsgemäß weitere Lagen vorliegen, beispielsweise auf den Seiten der Lagen 2 oder 3, die von Lage 1 abgewandt sind oder zwischen den Lagen 1 und 2 bzw. 1 und 3.
Lage 1
Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials enthält mindestens (jeweils in Gew.-%) bis zu 0,400 C,
bis zu 3,00 Mn,
bis zu 4,00 Si,
bis zu 2,00 AI,
bis zu 1 ,00 Cr,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Im Rahmen dieser genannten Analyse kann Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials im Allgemeinen jede dem Fachmann bekannte Stahlgüte enthalten, die dem erfindungsgemäßen Material vorteilhafte mechanische Eigenschaften, gute Abschirmeigenschaften und/oder einen vorteilhaften Korrosionsschutz bietet. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Lage 1 zusätzlich wenigstens ein Legierungselement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus As, Cu, Nb, Ti und Sn. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials daher (jeweils in Gew.-%) bis zu 0,400, besonders bevorzugt bis zu 0, 1 , insbesondere bevorzugt bis zu 0,05 C, bis zu 3,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0,3 Mn, bis zu 4,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0, 1 Si,
bis zu 2,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 AI, bis zu 1 ,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 Cr, bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 P,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,01 S,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,08 Cu,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,001 N,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 Sn,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Einen mögliche Untergrenze für die Legierungselemente C, Mn, Si, AI, Cr, P, S, Cu, N oder Sn ist beispielsweise wenigstens 0,0001 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 0,001 Gew.-%.
Die Legierungselement Si, AI, Cr und Co liegen in dieser Ausführungsform besonders bevorzugt gar nicht vor, d .h . ihre Mengen liegen unterhalb der analytischen Nachweisgrenze vor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials (jeweils in Gew.-%):
0,001 bis 0,5, weiter bevorzugt 0, 1 bis 0,3 C,
0, 1 bis 3,00, weiter bevorzugt 0,5 bis 2,00 Mn,
0,01 bis 0,5, weiter bevorzugt 0, 1 bis 0,4 Si,
0,01 bis 0, 1 , weiter bevorzugt 0,01 bis 0,08 AI,
0,01 bis 0,5, weiter bevorzugt 0, 1 bis 0,4 Cr,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,001 bis 0,05 P,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,002 bis 0,01 S,
0,01 bis zu 0,5, weiter bevorzugt 0,02 bis 0,3 Cu,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,001 bis 0,01 N ,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,002 bis 0,05 Sn,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,002 bis 0,05 Nb, 0,001 bis 0,3, weiter bevorzugt 0,01 bis 0,08 Ti,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,02 bis 0,04, As,
0,0001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,0001 bis 0,008 B,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,002 bis 0,008 Mo,
0,001 bis 0,2, weiter bevorzugt 0,001 bis 0, 15 Ni,
0,001 bis 0, 1, weiter bevorzugt 0,001 bis 0,02 V,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
In dem erfindungsgemäßen Material liegt in der Lage 1 bevorzugt ein ferritisches Gefüge vor, welches auch Anteile an Restaustenit und/oder Bainit aufweisen kann .
Insbesondere weist das Lage 1 ein Gefüge enthaltend 0 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 95 Gew.-%, Ferrit, 0 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 60 Gew.-%, Bainit, 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.- % Perlit, 0 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 35 Gew.-%, Martensit oder bis zu 100 Gew.-% Martensit, 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%, Restaustenit und ggf. Karbide, wobei die jeweils Summe 100 Gew.-% ergibt, auf.
Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials weist beispielsweise eine Dicke von 0, 1 bis 9 mm, bevorzugt 0, 1 bis 6 mm, auf. Die vorliegende betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei die Lage 1 eine Dicke von 0, 1 bis 9 mm, besonders bevorzugt 0, 1 bis 6 mm, aufweist.
Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials, und damit bevorzugt auch das erfindungsgemäße Material selbst, kann in allen dem Fachmann für die jeweilige Anwendung als geeignet erscheinenden Abmessungen verwendet werden . Beispielsweise liegt das erfindungsgemäße Material als Blechhalbzeug, beispielsweise als Coil, Blech, Tafel, Platine etc., vor. Erfindungsgemäß kann das Material in jede dem Fachmann bekannte Form gebracht werden . Das erfindungsgemäße Material kann dabei durch dem Fachmann bekannte Umformverfahren umgeformt werden .
In Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials liegt in Lage 1 bevorzugt eine Korngröße von 2 bis 200 μιη, bevorzugt 2 bis 100 μιη, insbesondere bevorzugt 5 bis 30 μιη, vor. Diese erfindungsgemäß bevorzugte Korngröße trägt beispielsweise dazu bei, um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern.
Lage 2
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Material eine Lage 2. Bevorzugt befindet sich die Lage 2 unterhalb der Lage 1. Weiter bevorzugt weist Lage 2 die gleichen Werte bezüglich Breite und Länge wie Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials auf, so dass die Lagen 1 und 2 bevorzugt bündig aufeinander angeordnet sind. Lage 2 des erfindungsgemäßen Materials kann im Allgemeinen jede dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Dicke aufweisen, beispielsweise 0,2 bis 4 mm. Lage 2 des erfindungsgemäßen Materials kann im Allgemeinen jede dem Fachmann bekannte Stahlgüte enthalten, die dem erfindungsgemäßen Material vorteilhafte mechanische Eigenschaften, gute Abschirmeigenschaften und/oder einen vorteilhaften Korrosionsschutz verleiht.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Lage 2 zusätzlich wenigstens ein Legierungselement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus As, Cu, Nb, Ti und Sn. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält Lage 2 des erfindungsgemäßen Materials daher (jeweils in Gew.-%): bis zu 0,400, besonders bevorzugt bis zu 0, 1 , insbesondere bevorzugt bis zu 0,05 C, bis zu 3,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0,3 Mn,
bis zu 4,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0, 1 Si,
bis zu 2,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 AI, bis zu 1 ,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 Cr, bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 P,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,01 S,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,08 Cu,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,001 N,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 Sn,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Einen mögliche Untergrenze für die Legierungselemente C, Mn, Si, AI, Cr, P, S, Cu, N oder Sn ist beispielsweise wenigstens 0,0001 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 0,001 Gew.-%.
Die Legierungselemente Si, AI, Cr und Co liegen in dieser Ausführungsform besonders bevorzugt gar nicht vor, d .h . ihre Mengen liegen unterhalb der analytischen Nachweisgrenze.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält Lage 2 des erfindungsgemäßen Materials einen Edelstahl, bevorzugt einen ferritischen Edelstahl, beispielsweise enthält Lage 2 (in Gew.-%):
0,001 bis 0,8, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,5, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,4, C, 0, 1 bis 4,0 besonders bevorzugt 0,2 bis 2,0, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5, Si,
0, 1 bis 12, besonders bevorzugt 0,2 bis 2,0, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5, Mn,
0,01 bis 0,05, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,04, P, 0,001 bis 0,05, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,04, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,03, S, 0, 1 bis 30, besonders bevorzugt 12,0 bis 24,0, besonders bevorzugt 15,0 bis 20,0, Cr, 0, 1 bis 4,00, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5, besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,4, Nb,
0,01 bis 0,8, besonders bevorzugt 0, 1 bis 0,5, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,4, Ti,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei es zusätzlich wenigstens eine Lage 2 aufweist, enthaltend (jeweils in Gew.-%): bis zu 0,400, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,05 C, bis zu 3,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0,3 Mn, bis zu 4,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0, 1 Si,
bis zu 2,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 AI, bis zu 1 ,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 Cr, bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 P,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,01 S,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,08 Cu,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,001 N,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 Sn,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen, oder einen Edelstahl, bevorzugt einen ferritischen Edelstahl, und die Lage 1 und die Lage 2 unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen .
In dem erfindungsgemäßen Material liegt in der Lage 2 bevorzugt ein ferritisches Gefüge vor. Lage 3
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Material eine Lage 3. Bevorzugt befindet sich die Lage 3 oberhalb der Lage 1. Weiter bevorzugt weist Lage 3 die gleichen Werte bezüglich Breite und Länge wie Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials auf, so dass die Lagen 1 und 3 bevorzugt bündig aufeinander angeordnet sind. Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Material eine Lage 2 und eine Lage 3. Bevorzugt befindet sich die Lage 2 unterhalb der Lage 1 und die Lage 3 oberhalb der Lage 1. Weiter bevorzugt weisen die Lagen 2 und 3 die gleichen Werte bezüglich Breite und Länge wie Lage 1 des erfindungsgemäßen Materials auf, so dass die Lagen 1, 2 und 3 bevorzugt bündig aufeinander angeordnet sind . Lage 3 des erfindungsgemäßen Materials kann im Allgemeinen jede dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Dicke aufweisen, beispielsweise 0,2 bis 4 mm. Lage 3 des erfindungsgemäßen Materials kann im Allgemeinen jede dem Fachmann bekannte Stahlgüte enthalten, die dem erfindungsgemäßen Material vorteilhafte mechanische Eigenschaften, gute Abschirmeigenschaften und/oder einen vorteilhaften Korrosionsschutz bietet.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält Lage 3 des erfindungsgemäßen Materials daher (jeweils in Gew.-%): bis zu 0,400, besonders bevorzugt bis zu 0, 1 , insbesondere bevorzugt bis zu 0,05 C, bis zu 3,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0,3 Mn,
bis zu 4,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0, 1 Si,
bis zu 2,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 AI, bis zu 1 ,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 Cr, bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 P,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,01 S,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,08 Cu,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,001 N,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 Sn,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Einen mögliche Untergrenze für die Legierungselemente C, Mn, Si, AL, Cr, P, , Cu, N oder Sn ist beispielsweise wenigstens 0,0001 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 0,001 Gew.-%.
Die Legierungselement Si, AI, Cr und Co liegen in dieser Ausführungsform besonders bevorzugt gar nicht vor, d .h . ihre Mengen liegen unterhalb der analytischen Nachweisgrenze. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält Lage 3 des erfindungsgemäßen Materials einen Edelstahl, bevorzugt einen ferritischen Edelstahl, beispielsweise enthält Lage 3 (in Gew.-%):
0,001 bis 0,8, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,5, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,4, C, 0, 1 bis 4,0 besonders bevorzugt 0,2 bis 2,0, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5, Si,
0, 1 bis 12, besonders bevorzugt 0,2 bis 2,0, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5, Mn,
0,01 bis 0,05, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,04, P,
0,001 bis 0,05, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,04, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,03, S, 0, 1 bis 30, besonders bevorzugt 12,0 bis 24,0, besonders bevorzugt 15,0 bis 20,0, Cr,
0, 1 bis 4,00, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5, besonders bevorzugt 0,8 bis 1 ,4, Nb,
0,01 bis 0,8, besonders bevorzugt 0, 1 bis 0,5, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,4, Ti,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen.
Erfindungsgemäß bevorzugt weisen die Lage 1 und die Lage 3 unterschiedliche Zusammensetzungen auf. In dem erfindungsgemäßen Material liegt in der Lage 3 bevorzugt ein ferritisches Gefüge vor.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials weist Lage 3 die gleiche Zusammensetzung wie Lage 2 auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials weist Lage 3 eine andere Zusammensetzung als Lage 2 auf.
Das erfindungsgemäße Material kann neben den Lagen 1, 2 und 3 gegebenenfalls weitere Lagen, insbesondere Lagen 4, 5, 6 und 7, enthalten. Dabei sind die Lage 4 und gegebenenfalls die Lage 6 unterhalb der Lage 2 und die Lage 5 und gegebenenfalls die Lage 7 oberhalb der Lage 3 angeordnet. Die gegebenenfalls vorhandenen Lagen können bezüglich Dicke, Zusammensetzungen, Gefügezusammensetzungen etc. den Lagen 1, 2 und/oder 3 entsprechen.
Das erfindungsgemäße mehrlagige Material zeichnet sich durch besonders gute Abschirmeigenschaften aus.
Das erfindungsgemäße Material weist einen Schirmfaktor S(v) von 25,00 bis +120,00 dB, bevorzugt 30,00 bis 120,00 dB bei einem dynamischen, magnetischen Feld oder einem dynamischen, elektromagnetischen Feld mit bei einer Frequenz v von 0, 1 bis 1000 kHz, bevorzugt 0, 1 bis 400 kHz, insbesondere bevorzugt 0, 1 bis 200 kHz, auf.
Der Schirmfaktor S(v) wird bevorzugt ermittelt, indem die Spannung U2(v) in einer zweiten Spule, die durch einen Strom li(v) in einer ersten Spule induziert wird, gemessen wird, während sich eine Probe des abschirmenden mehrlagigen Materials zwischen der ersten und der zweiten Spule befindet und sich die Spulen in einem Abstand von höchstens 40 mm befinden.
Besonders bevorzugt wird der Schirmfaktor S(v) nach der Gleichung der Formel (I)
(I)
Figure imgf000011_0001
bestimmt, wobei U2(v) die in der zweiten Spule induzierte Spannung, l^ ) der in der ersten Spule fließende Strom und l10(v) der Strom in der ersten Spule und U2o(v) die Spannung in der zweiten Spule, jeweils ohne eingebrachte Probe, sind.
Weiter bevorzugt wird die Schirmdämpfung S(v) des erfindungsgemäßen Materials durch ein Verfahren bestimmt, mindestens umfassend die folgenden Schritte:
(A) Bereitstellen einer ersten Spule Sl mit einer ersten Induktivität 1, die mit einem ersten Signalgenerator SGI und einer Einrichtung zur Strommessung li(v) zu einem ersten Stromkreis verbunden ist,
(B) Bereitstellen einer zweiten Spule S2 mit einer zweiten Induktivität 2, die mit einer Einrichtung zur Spannungsmessung U2(v) zu einem zweiten Stromkreis verbunden ist, wobei die Spulen Sl und S2 räumlich so zueinander angeordnet sind, dass sie auf der gleichen Rotationsachse liegen und zwischen ihnen ein Freiraum ausgebildet wird,
(C) Einbringen einer Probe des erfindungsgemäßen Materials in den Freiraum,
(D) Generierung einer sinusförmigen Spannung mit einer Frequenz v von 0, 1 bis 1000 kHz durch den ersten Signalgenerator SG 1 in der ersten Spule Sl,
(E) Messen der Stromstärke li(v) im ersten Stromkreis,
(F) Messen der Spannung U2(v) im zweiten Stromkreis,
(G) Bestimmen des Schirmfaktors S(v) über die Gleichung der Formel (I)
Figure imgf000012_0001
wobei lio(v) der Strom im ersten Stromkreis und U20(v) die Spannung im zweiten Stromkreis, jeweils ohne eingebrachte Probe, sind .
Schritt (A):
Schritt (A) umfasst das Bereitstellen einer ersten Spule Sl mit einer ersten Induktivität 1 , die mit einem ersten Signalgenerator SGI und einer Einrichtung zur Strommessung zu einem ersten Stromkreis verbunden ist.
Zunächst wird eine Spule Sl mit einer Induktivität 1 bereitgestellt. Bevorzugt werden als Spule Sl entsprechende Spulen mit 1 bis 100, bevorzugt 15 bis 30 Wicklungen eingesetzt. Weiter bevorzugt liegen diese Wicklungen auf einem Ring aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, insbesondere Polyamid, vor. Der Durchmesser der Spule Sl beträgt dabei bevorzugt 60 bis 80 mm. Die Wicklung der Spule Sl ist bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigen Draht, insbesondere einem Litzendraht aus Kupfer ausgeführt. Weiter bevorzugt ist der elektrisch leitfähige Draht an der Außenseite elektrisch isoliert, beispielsweise durch eine elektrisch isolierende Kunststoffbeschichtung . Die Länge des Drahtes, aus dem die Wicklung der ersten Spule Sl aufgebaut ist, beträgt erfindungsgemäß bevorzugt 3 bis 7 m. Die Spule Sl weist eine Induktivität 1 von beispielsweise 4 ■ 10~2 bis 1,5- 103 μΗ, bevorzugt 30 bis 60 μΗ, auf. Die Spule Sl kann im Allgemeinen auf jede mögliche Art angeordnet sein . Bevorzugt ist die Spule Sl so angeordnet, dass die Wicklungsebene parallel zum Erdboden oder einer Tischplatte, auf der die Vorrichtung aufgebaut wird, ausgerichtet wird .
Des Weiteren wird erfindungsgemäß ein erster Signalgenerator SGI eingesetzt. Dieser Signalgenerator SGI wird erfindungsgemäß dazu verwendet, in der ersten Spule Sl ein magnetisches Feld mit einer Frequenz v (Messfrequenz) zu erzeugen. Erfindungsgemäß kann jeder dem Fachmann bekannte Signalgenerator eingesetzt werden, der dazu geeignet ist, eine entsprechende Frequenz zu erzeugen, beispielsweise ein„Virtual Bench" der Fa . National Instruments. Durch den Signalgenerator SGI wird bevorzugt eine Frequenz v von 0, 1 bis 200 kHz, beispielsweise 0, 1 kHz, 0,2 kHz, 0,5 kHz, 1 ,0 kHz, 2,0 kHz, 5,0 kHz, 10,0 kHz, 20,0 kHz, 50,0 kHz, 100,0 kHz oder 200 kHz, erzeugt.
Des Weiteren liegt in dem ersten Stromkreis eine Einrichtung zur Strommessung vor. Geeignete Einrichtungen zur Strommessung sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise eine Chauvin Arnoux Ma 200 Stromzange. Insbesondere bevorzugt wird ein Oszilloskop eingesetzt.
In dem ersten Stromkreis können weitere dem Fachmann bekannte Vorrichtungen vorliegen, beispielsweise Verstärker oder Kondensatoren zur Blindleistungskompensation.
Die im ersten Stromkreis vorhandenen Elemente, d.h . wenigstens erste Spule Sl, erster Signalgenerator SGI, Einrichtung zur Strommessung und ggf. weitere Elemente sind bevorzugt in Reihe zu einem ersten Stromkreis verbunden. Die elektrischen Verbindungen in dem ersten Stromkreis können im Allgemeinen auf alle dem Fachmann bekannte Arten ausgeführt werden . Bevorzugt werden die elektrischen Verbindungen durch Kabelverbindungen, insbesondere geschirmte BNC-Verbindungen, ausgeführt.
Schritt (B):
Schritt (B) des Verfahrens umfasst das Bereitstellen einer zweiten Spule S2 mit einer zweiten Induktivität 2, die mit einer Einrichtung zur Spannungsmessung verbunden ist, wobei die Spulen Sl und S2 räumlich so zueinander angeordnet sind, dass sie auf der gleichen Rotationsachse liegen und zwischen ihnen ein Freiraum ausgebildet wird. Im Allgemeinen können alle dem Fachmann als geeignet erscheinende Spulen eingesetzt werden . Bevorzugt werden als Spule S2 entsprechende Spulen mit 1 bis 400, bevorzugt 100 bis 200, Wicklungen eingesetzt. Weiter bevorzugt liegen diese Wicklungen auf einem Ring aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff aus Polyamid vor. Der Durchmesser der Spule S2 beträgt dabei bevorzugt 20 bis 40 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Spule eingesetzt, bei die Wicklungen um einen festen Kern, beispielsweise einen Ferritkern, gewickelt vorliegen . Die Wicklung der Spule S2 ist bevorzugt aus einem elektrisch leitfähigen Draht, insbesondere einem Kupferdraht ausgeführt. Weiter bevorzugt ist der elektrisch leitfähige Draht an der Außenseite elektrisch isoliert, beispielsweise durch eine elektrisch isolierende Kunststoffbeschichtung . Die Länge des Drahtes, aus dem die Wicklung der ersten Spule S2 aufgebaut ist, beträgt bevorzugt 1 bis 2 m.
Die Spule S2 weist eine Induktivität 2 von beispielsweise 0,2 bis 9,0 ■ 103 μΗ, bevorzugt 200 bis 800 μΗ, auf. Die Induktivität 2 der Spule S2 ist dabei bevorzugt so gewählt, dass sich im zu messenden Frequenzbereich keine Resonanzen aufgrund der intrinsischen Kapazität der bevorzugt verwendeten BNC-Kabel ergeben.
Erfindungsgemäß wird die Spule S2 so angeordnet, dass die Spulen Sl und S2 räumlich so zueinander angeordnet sind, dass sie auf der gleichen Rotationsachse liegen und zwischen ihnen ein Freiraum ausgebildet wird . Dabei bedeutet„auf der gleichen Rotationsachse", dass die beiden Spulen räumlich so zueinander stehen, dass eine gemeinsame Achse jeweils durch die Mitten der ringförmig ausgebildeten Spulen geht. Weiter bevorzugt steht diese Achse senkrecht zum Erdboden bzw. zu einer Tischplatte etc., auf der die Vorrichtung aufgebaut ist. Weiter bevorzugt ist, dass sich die Spule Sl über der Spule S2 befindet, wobei zwischen den beiden Spulen ein Freiraum ausgebildet, der so geschaffen ist, dass in ihn eine Probe des potentiell abschirmenden Materials eingebracht werden kann . Besonders beträgt der Abstand, d . h . der Freiraum, zwischen den Spulen Sl und S2 40 bis 60%, bevorzugt 45 bis 55%, beispielsweise 50%, des Durchmessers der Spule 1. Weiter bevorzugt weist der Freiraum eine Breite bzw. Höhe von 10 bis 60 mm auf.
Des Weiteren liegt in dem zweiten Stromkreis eine Einrichtung zur Spannungsmessung vor, beispiels- weise durch dem Fachmann an sich bekannte Vorrichtungen, beispielsweise durch ein HAMEG HM022 Digital Oszilloskop.
In dem zweiten Stromkreis können weitere Elemente vorliegen, beispielsweise hochohmige Abschlusswiderstände. Die im zweiten Stromkreis vorhandenen Elemente, d. h. wenigstens zweite Spule S2, hochohmiger Abschlusswiderstand und ggf. weitere Elemente sind bevorzugt in Reihe zu einem zweiten Stromkreis verbunden. Zur Spule S2 ist die Einrichtung zur Spannungsmessung bevorzugt parallel geschaltet. Die elektrischen Verbindungen für die Spannungsmessung an Spule 2 können im Allgemeinen auf alle dem Fachmann bekannte Arten ausgeführt werden . Bevorzugt werden die elektrischen Verbindungen durch Kabelverbindungen, insbesondere geschirmte BNC-Verbindungen, ausgeführt.
Der erste Stromkreis und die Spannungsmessung an Spule S2 werden jeweils mittels abgeschirmter elektrischer Verbindungen, bevorzugt Kabelverbindungen, insbesondere geschirmte BNC-Verbindungen, gebildet.
Schritt (C):
Schritt (C) des Verfahrens umfasst das Einbringen einer Probe des mehrlagigen Materials in den Freiraum.
Dieser Schritt (C) kann im Allgemeinen auf alle dem Fachmann bekannte Arten erfolgen. Das Einbringen kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen . Das Verfahren wird bevorzugt zur Messung der Abschirmeigenschaften von flachen Materialien durchgeführt, d. h . die zu überprüfenden Materialien weisen im Vergleich zu ihrer Dicke eine wesentlich größere Ausdehnung bezüglich Länge und Breite auf. Bevorzugt weist die zu untersuchende Probe eine quadratische Grundfläche auf. Weiter bevorzugt weist die Kantenlänge dieses Quadrates wenigstens den fünffachen Wert des Durchmessers der Spule 1 auf.
Bevorzugt weist die Probe eine Dicke von 0,01 bis 6 mm auf. Weiter bevorzugt ist das potentiell abschirmende Produkt ein Flachstahlprodukt, beispielsweise ein Warm- oder Kaltband bzw. daraus erhaltene Platinen .
Es ist bevorzugt, dass die zu vermessende Probe zwischen den beiden Spulen für die Messung durch dem Fachmann bekannte Verfahren, beispielsweise durch eine entsprechende fest installierte Führung im Freiraum zwischen den beiden Spulen Sl und S2, fixiert wird .
Der Abstand der Probe zu den Spulen Sl und S2 beträgt dabei bevorzugt jeweils bis zu 40 mm. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die zu untersuchende Probe während der Messung geerdet ist. Schritt (D):
Schritt (D) des Verfahrens umfasst die Generierung einer sinusförmigen Spannung mit einer Frequenz v von 0, 1 bis 1000 kHz, bevorzugt 0, 1 bis 400 kHz, weiter bevorzugt 0, 1 bis 200 kHz, durch den ersten Signalgenerator SG 1 in der ersten Spule Sl .
Schritt (D) des Verfahrens erfolgt bevorzugt, nachdem die zu vermessende Probe in den Freiraum zwischen den beiden Spulen eingebracht worden ist.
Die in der Spule Sl generierte sinusförmige Spannung ist eine Wechselspannung mit einer Frequenz v von bevorzugt 0, 1 bis 200 kHz, siehe dazu auch Schritt (A) des Verfahrens. Vorrichtungen und Verfahren, um eine entspreche sinusförmige Spannung entsprechender Frequenz zu generieren, sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise die„Virtual Bench " der Fa . National Instruments. Die in Schritt (D) erzeugte Frequenz v ist eine so genannte Messfrequenz. Diese Messfrequenz wird in Spule Sl bei einer bestimmten Stromstärke \ \{v) erzeugt. In der zweiten Spule S2 wird dann gemessen, welche Spannung U2(v) durch das entstehende magnetische Feld generiert wird . Durch einen mathematischen Vergleich dieser Werte in Anwesenheit der zu vermessenden Probe mit den Werten in Abwesenheit der Probe kann auf den Schirmfaktor der Probe geschlossen werden.
Schritt (E):
Schritt (E) des Verfahrens umfasst das Messen der Stromstärke \ \{v) im ersten Stromkreis.
Vorrichtungen und Verfahren zur Messung der Stromstärke \ {v) im ersten Stromkreis sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise eine Chauvin Arnoux Ma 200 Stromzange. Dabei ist zu beachten, dass die Stromstärke li(v) im ersten Stromkreis gemessen wird, während sich die zu vermessende Probe zwischen den Spulen Sl und S2 befindet. Die erhaltenen Messwerte können manuell vermerkt werden . Bevorzugt ist die die Vorrichtung zur Messung der Stromstärke li( ) im ersten Stromkreis mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden, so dass die Speicherung und Verarbeitung der erhaltenen Daten elektronisch erfolgt. Schritt (F):
Schritt (F) des Verfahrens umfasst das Messen der Spannung U2(v) an Spule 2.
Vorrichtungen und Verfahren zur Messung der Spannung U2(v) an Spule 2 sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise ein HAMEG HMO2022 Digital Oszilloskop. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Spannung U2(v) an Spule 2 gemessen wird, während sich die zu vermessende Probe zwischen den Spulen Sl und S2 befindet. Die erhaltenen Messwerte können manuell vermerkt werden. Bevorzugt ist die die Vorrichtung zur Messung der Spannung U2(v) an Spule 2 mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden, so dass die Speicherung und Verarbeitung der erhaltenen Daten elektronisch erfolgt.
Schritt (G):
Schritt (G) des Verfahrens umfasst das Bestimmen der Schirmdämpfung S(v) über die Gleichung der
Formel (I)
Figure imgf000017_0001
wobei lio( ) der Strom im ersten Stromkreis und U2o(v) die Spannung an Spule 2, jeweils ohne eingebrachte Probe, sind.
Schritt (G) des Verfahrens wird bevorzugt mit Hilfe einer Datenverarbeitungsanlage durchgeführt. Verfahren und Vorrichtungen dazu sind dem Fachmann an sich bekannt. Die Bestimmung von \ Q{V) , d . h . Strom im ersten Stromkreis, und U2o(v), d . h. Spannung an der zweiten Spule S2, erfolgt dabei jeweils wie in den Schritten (E) und (F) beschrieben, wobei im Unterschied keine Probe zwischen den Spulen Sl und S2 vorhanden ist.
Während der Messung wird das erfindungsgemäße Material bevorzugt in einer Dicke von 0,01 bis 6 mm, bevorzugt 0,03 bis 4 mm, eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei es während der Messung eine Dicke von 0,01 bis 6 mm, bevorzugt 0,03 bis 4 mm, aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials, wobei die einzelnen Lagen zu einem Sandwichmaterial kombiniert und anschließend zu dem mehrlagigen Material gewalzt werden. Ein solches Verfahren wird im Allgemeinen in der DE 10 2005 006 606 B3 offenbart. Dazu werden bevorzugt als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des mehrlagigen Materials quaderförmige Platten mit den Zusammensetzungen gemäß Lage 1 , Lage 2 etc. eingesetzt, die beispielsweise durch Vorblocken oder durch Vorwalzen von Brammen hergestellt worden sind. Auch ist es denkbar, als Plattenmaterial direkt Brammen von größerer Dicke zu verwenden, wenn dies die zur Verfügung stehende Walzmaschinerie zulässt. Die aufeinander gelegten Platten weisen jeweils unterschiedliche Werkstoffeigenschaften gemäß den oben beschriebenen Lagen auf, wobei die Abfolge der Platten in einem Plattenpaket bevorzugt so organisiert sein kann, dass in einem Plattenpaket zwei oder mehr Platten gleicher Art vorhanden sein können. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein dreilagiges Band erzeugt werden soll, bei dem die auf die Lage 1 aufgetragenen Lagen 2 und 3 jeweils aus demselben Material bestehen . Nachdem die Platten möglichst weitgehend dicht und mit möglichst vollflächigem Kontakt aufeinander liegen, wird die relative Lage der Platten durch Verschweißen fixiert. Ein Ausschluss von Lufteinschlüssen zwischen den Platten kann dabei dadurch unterstützt werden, dass die aufeinander liegenden Platten des Plattenpakets vor und während des Schweißens gegeneinander gepresst werden . Die Verschweißung wird bevorzugt so ausgeführt, dass die Platten des Plattenpakets gasdicht miteinander verschweißt sind. Dies hat den Vorteil, dass auch im Nachhinein, beispielsweise als Folge eines Verzugs der Platten bei ihrem Transport, keine Luft oder andere störenden Gase zwischen die Platten des Plattenpakets geraten können . Nach dem Schweißen wird das erfindungsgemäß erhaltene Plattenpaket auf eine Warmwalzanfangs- temperatur erwärmt, die bevorzugt im für Stähle konventionellen Bereich von 1100 bis 1300 °C liegt. Abhängig von den jeweils verarbeiteten Stahltypen kann der Bereich der Erwärmung bevorzugt bei 1200 bis 1300 °C liegen. Die erwärmten Plattenstapel werden anschließend warmgewalzt. Dabei werden die Plattenpakete zu einem Warmband mit gewünschter Dicke gewalzt. Die vorliegende Erfindung betrifft daher insbesondere das erfindungsgemäße Verfahren, wobei das Walzen als Warmwalzen durchgeführt wird .
Das erfindungsgemäße mehrlagige, abschirmende Material kann unbeschichtet eingesetzt werden . Das erfindungsgemäße Material wird in einer bevorzugten Ausführungsform beschichtet eingesetzt. Entsprechende, insbesondere vor Korrosion schützende, Beschichtungen, sind dem Fachmann an sich bekannt und basieren bevorzugt auf Zink oder Aluminium oder Zinklegierungen oder Aluminiumlegierungen, und enthalten zusätzlich gegebenenfalls Magnesium und/oder Silizium. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Material, wobei es eine Oberflächen- beschichtung aufweist. Die Beschichtung kann auf das erfindungsgemäße Material, insbesondere auf wenigstens eine der äußeren Schichten, im Allgemeinen nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch elektrolytische Beschichtung, Aufdampfen oder Schmelztauchverfahren . Die Beschichtung kann ein- oder beidseitig vorliegen . Wird das erfindungsgemäße abschirmende Material mit einer entsprechenden Oberflächenbeschichtung versehen und verwendet, ist es vorteilhafterweise besser gegen Korrosion geschützt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen abschirmenden Materials ist, dass es im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Materialien eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit aufweist, so dass hochfrequente Felder effektiver abgeschirmt werden können . Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, dynamischen oder statischen elektrischen und/oder dynamischen oder statischen magnetischen Feldern, wobei die Quelle und/oder Senke zumindest teilweise mit einem erfindungsgemäßen Material umgeben werden . Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Quelle und/oder Senke der elektromagnetischer Strahlung, des dynamischen oder statischen elektrischen und/oder dynamischen oder statischen magnetischen Feldern zumindest teilweise von dem erfindungsgemäßen abschirmenden Material zumindest teilweise umgeben . Ein teilweises Umgeben ist beispielsweise dann sinnvoll bzw. erforderlich, wenn die Quelle und/oder Senke im Betrieb erreichbar sein muss, beispielsweise durch Zu- und/oder Ableitungen und/oder zur Bedienung . Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die Quelle und/oder Senke vollständig von dem erfindungsgemäßen abschirmenden Material umgeben ist. Details und bevorzugte Ausführungsformen, die zu dem erfindungsgemäßen Material genannt worden sind, sollen auch hier entsprechend angewendet werden. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Materials zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, dynamischen oder statischen elektrischen und/oder dynamischen oder statischen magnetischen Feldern.
Elektromagnetische Strahlung, dynamische oder statische elektrische und/oder dynamische oder statische magnetische Felder entstehen gewollt oder nicht gewollt durch die Verwendung und den Betrieb bestimmter magnetischer, elektrischer oder elektronischer Vorrichtungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einer besonderen Ausführungsform die erfindungsgemäße Verwendung, wobei zusätzlich eine hohe mechanische Belastbarkeit des Materials gegeben ist. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist daher, dass ein Material bereitgestellt werden kann, das erfindungsgemäß bevorzugt neben einer hohen Abschirmwirkung auch gute mechanische Kennwerte und/oder einen guten Korrosionsschutz aufweist.
Weiter bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung die erfindungsgemäße Verwendung, wobei Gebäude, insbesondere sicherheitsrelevante Gebäude, Räume, Labore, Produktionsstätten, Serverschränke, Schaltschränke, Steckerverbindungen, Halter und Gehäuse, beispielsweise für Leistungselektronik, Computer, Kommunikationselektronik, Alarmanlagen, Sicherheitstechnik, Brand- und Gasmelder, Schutzhüllen, Ladestationen, Küchengeräte, medizinische Geräte, elektronische Geräte, bevorzugt in Automobilen, elektronische Bauteile, Funkgeräte, magnetische Anwendungen, beispielsweise Permanentmagnete, elektronische Bauteile und/oder Batterien, beispielsweise nicht wieder aufladbare Batterien oder Akkumulatoren, abgeschirmt werden oder das abschirmende Material als Decken- und/oder Wandpanele, als Bodenbeläge, als Kabelkanäle, in der Messtechnik eingesetzt wird .
Beispiele
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung . Beispiel 1
Aus den folgenden Lagen 1 , 2 und 3 wird ein Sandwichmaterial hergestellt: Lage 1 : Stahl A, Dicke 80 mm (62%), Breite 150 mm, Länge 150 mm Tabelle 1: Analyse Stahl A, Angaben in Gew.-%, Rest Fe
Figure imgf000020_0001
Lage 2 und 3 : Material B, Dicke jeweils 25 mm (je 19%), Breite 150 mm, Länge 150 mm Tabelle 2: Analyse Material B, Angaben in Gew.-%, Rest Fe
Figure imgf000020_0002
Das Sandwichmaterial wird bei einer Temperatur von 850 bis 950 °C gewalzt. Die Dicke des mehrlagigen Materials beträgt nach dem Walzen 1,0 mm. An dem Material werden die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, der Schirmfaktor S(v) und die Korrosionsbeständigkeit bestimmt, siehe Tabelle 4 und Tabelle 5.
Beispiel 2
Aus den folgenden Lagen 1 , 2 und 3 wird ein Sandwichmaterial hergestellt:
Lage 1 : Material B, Dicke 120 mm (80%), Breite 150 mm, Länge 150 mm, Analyse siehe Beispiel 1
Lage 2 und 3 : Edelstahl, Dicke jeweils 15 mm (je 10%), Breite 150 mm, Länge 150 mm Tabelle 3: Analyse Edelstahl, Angaben in Gew.-%, Rest Fe
Figure imgf000021_0001
Das Sandwichmaterial wird bei einer Temperatur von 850 bis 950 °C gewalzt. Die Dicke des mehrlagigen Materials beträgt nach dem Walzen 1,0 mm. An dem Material werden die Zugfestigkeit, die Streckgrenze, der Schirmfaktor S(v) und die Korrosionsbeständigkeit bestimmt, siehe Tabelle 4 und Tabelle 5.
Beispiel 3
Aus den folgenden Lagen 1 , 2 und 3 wird ein Sandwichmaterial hergestellt: Lage 1 : Stahl A, Dicke 90 mm (69%), Breite 150 mm, Länge 150 mm, Analyse siehe Beispiel 1 Lage 2 : Edelstahl, Dicke 15 mm (12%), Breite 150 mm, Länge 150 mm, Analyse siehe Beispiel 2 Lage 3 : Material B, Dicke 25 mm (19%), Breite 150 mm, Länge 150 mm, Analyse siehe Beispiel 1
Das Sandwichmaterial wird bei einer Temperatur von 850 bis 950 °C gewalzt. Die Dicke des mehrlagigen Materials beträgt nach dem Walzen 1 ,0 mm. An dem Material werden die Zugfestigkeit, die Streckgrenze und die Korrosionsbeständigkeit bestimmt, siehe Tabelle 4. Zugfestigkeit und Streckgrenze werden nach dem Fachmann bekannten Verfahren bestimmt. Die Korrosionsbeständigkeit wird visuell beurteilt. Der Schirmfaktor S(v) wird durch das in der Beschreibung genannte Verfahren bestimmt.
Tabelle 4: Zugfestigkeit, Streckgrenze und Korrosionsbeständigkeit der Materialien aus den Beispielen 1, 2 und 3
Zugfestigkeit Zugfestigkeit
Nr. Korrosionsbeständigkeit
[N/mm2] [N/mm2]
Beispiel 1 450 300 nein
Beispiel 2 300 126 ja
Beispiel 3 530 350 ja, einseitig Tabelle 5: Schirmfaktoren S(v) der Materialien aus den Beispielen 1 und 2
Figure imgf000022_0001
n .b. nicht bestimmt
Gewerbliche Anwendbarkeit
Das erfindungsgemäße abschirmende Material kann vorteilhaft zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, statischen oder dynamischen elektrischen und/oder statischen oder dynamischen magnetischen Feldern verwendet werden .

Claims

Patentansprüche
Elektromagnetische Strahlung abschirmendes, mehrlagiges Material mit wenigstens einer Lage 1 , mindestens enthaltend (jeweils in Gew.-%) bis zu 0,400 C,
bis zu 3,00 Mn,
bis zu 4,00 Si,
bis zu 2,00 AI,
bis zu 1,00 Cr,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen, wobei das mehrlagige Material einen Schirmfaktor S(v) von 25,00 bis +120,00 dB bei einem dynamischen, magnetischen Feld oder einem dynamischen, elektromagnetischen Feld mit einer Frequenz v von 0, 1 bis 1000 kHz aufweist, wobei der Schirmfaktor S(v) aus dem Quotient der Feldstärke gemessen am Ort der Senke, mit bzw. ohne zwischen Senke und Quelle befindlichem abschirmendem Material bestimmt wird.
Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich wenigstens eine Lage 2 aufweist, enthaltend (jeweils in Gew.-%): bis zu 0,400, besonders bevorzugt bis zu 0, 1, insbesondere bevorzugt bis zu 0,05 C,
bis zu 3,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0,3 Mn,
bis zu 4,00, besonders bevorzugt bis zu 0,5, insbesondere bevorzugt bis zu 0, 1 Si,
bis zu 2,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1 , insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 AI,
bis zu 1,00, besonders bevorzugt bis zu 0, 1 , insbesondere bevorzugt bis zu 0,01 Cr,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 P,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,01 S,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,08 Cu,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,001 N,
bis zu 0, 1, besonders bevorzugt bis zu 0,05 Sn,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen, oder einen Edelstahl, bevorzugt einen ferritischen Edelstahl, und die Lage 1 und die Lage 2 unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine Lage 3 enthält, wobei die Lage 2 unterhalb und die Lage 3 oberhalb der Lage 1 angeordnet sind.
Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Lage 1 40 bis 90% und die Dicken der Lagen 2 und 3 in Summe 10 bis 60% der Gesamtdicke des Materials aufweisen und die Summe der Dicken 1, 2 und 3 jeweils 100% ergibt.
Material nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage 3 die gleiche Zusammensetzung wie die Lage 2 aufweist.
Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirmfaktor S(v) nach der Gleichung der Formel (I)
Figure imgf000024_0001
bestimmt wird, wobei U2(v) die in der zweiten Spule induzierte Spannung, l^ ) der in der ersten Spule fließende Strom und li0(v) der Strom in der ersten Spule und U2o(v) die Spannung in der zweiten Spule, jeweils ohne eingebrachte Probe, sind .
Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage 1 eine Dicke von 0, 1 bis 9 mm aufweist.
Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Lage 1 ein Gefüge enthaltend 0 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 95 Gew.-%, Ferrit, 0 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 60 Gew.-%, Bainit, 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-% Perlit, 0 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 35 Gew.-%, Martensit oder bis zu 100 Gew.-% Martensit, 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-%, Restaustenit und ggf. Karbide, wobei die jeweils Summe 100 Gew.-% ergibt, aufweist.
Material nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Lage 1 eine Korngröße von 2 bis 200 μιη, bevorzugt 2 bis 100 μιη, insbesondere bevorzugt 5 bis 30 μιη, vorliegt.
Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetische Strahlung abschirmenden, mehrlagigen Materials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lagen zu einem Sandwichmaterial kombiniert und anschließend zu dem mehrlagigen Material gewalzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen als Warmwalzen durchgeführt wird. 12. Verfahren zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, dynamischen oder statischen elektrischen und/oder dynamischen oder statischen magnetischen Feldern, wobei die Quelle und/oder Senke zumindest teilweise mit einem Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umgeben werden. 13. Verwendung des Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, dynamischen oder statischen elektrischen und/oder dynamischen oder statischen magnetischen Feldern.
14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Gebäude, insbesondere sicherheitsrelevante Gebäude, Räume, Labore, Produktionsstätten, Serverschränke, Schaltschränke, Steckerverbindungen, Halter und Gehäuse, beispielsweise für Leistungselektronik, Computer, Kommunikationselektronik, Alarmanlagen, Sicherheitstechnik, Brand- und Gasmelder, Schutzhüllen, Ladestationen, Küchengeräte, medizinische Geräte, elektronische Geräte, bevorzugt in Automobilen, elektronische Bauteile, Funkgeräte, magnetische Anwendungen, beispielsweise Permanentmagnete, elektronische Bauteile und/oder Batterien, beispielsweise nicht wieder aufladbare Batterien oder Akkumulatoren, abgeschirmt werden oder das abschirmende Material als Decken- und/oder Wandpanele, als Bodenbeläge, als Kabelkanäle, in der Messtechnik eingesetzt wird .
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