[发明专利]组合介电材料,使用该材料的固体器官模型及其生产方法

说明书

本发明涉及一种组合介电材料，该材料可在微波频带用作模拟人体的固体器官模型。

对在人体附近使用的电磁波发生装置，如便携式无线电通讯设备进行研究和评价中，发现电磁波很可能受到人体的干扰，尽管这类干扰随电磁波的波长变化，还发现电磁波很容易被人体吸收。因此，有必要弄清楚电磁波与人体之间的相互关系。然而，关于电磁波对人体的影响，不可能进行定量测定，因此很难进行标准化，因为对人体的实际评价表明，某一人体的各种参数不同于另一个人。而且，因为不可能对一个人体连续进行长时期的测定，事实上是不允许直接观察和评价电磁波在人体内的行为。由于这一原因，人们一直使用器官模型，即模拟的器官模型，以推断和分析电磁波对人体的作用，来进行要求的观察和评价。

过去，作为用于形成上面讨论的器官模型的材料，一直使用包含氯化钠水溶液、聚乙烯粉末和胶凝剂的半流动材料。然而，随着时间的推移，半流动材料会在其表面干燥，湿组分会从材料内部分离，这些都是不合乎要求的。因此，霉菌将会繁殖，必须制备容器来保持半流动材料的形状，给这种材料的加工操作带来困难。

为解决上述问题，日本未审查专利公报4-109508已经公开了一种组合介电材料，通过将碳粉和高介电常数的陶瓷粉末分散在整个氟树脂中可形成这种材料(在先技术实施例1)，在日本未审查专利公报4-114631中公开了生产上述材料的方法。日本未审查专利公报8-239513公开的组合介电材料是通过将碳纤维分散在橡胶中形成的(在先技术实施例2)。使用这两种组合介电材料，已实现了模拟器官的固体化，从而解决了半流动材料存在的上述问题。

然而，对上述组合介电材料和固体器官模型，发现还存在下列问题：

首先说明上面的在先技术实施例1。该实施例1中，当使用热塑性氟树脂制备固体器官模型时，所需采用的方法为，通过注塑成型形成许多片形元件，将一个片形元件叠加在另一个片形元件上形成块状组合件，并适当地切割块状组合件，获得要求的模型形状。因此，这种固体器官模型的生产方式产率低，每个模型需要较长的生产周期，导致生产成本提高。

下面描述上面的在先技术实施例2。由于在先技术实施例2的固体器官模型是通过将百分之几重量的碳纤维分散在整个橡胶中，而且是在微波频带获得相当于真实器官的高的电性能，因此发现有下列问题：

(1)由于电性能受到碳纤维取向的影响，固体器官模型的电性能有不合乎要求的各向异性。

(2)由于分散到整个橡胶时碳纤维会断裂，很难对分散条件进行必要的控制。

(3)仅仅由于碳纤维的加入量存在1％(重量)的差别，就会使电性能有几倍于原来性能的变化，很难对组成进行要求的控制。

为解决上述问题，本发明的优选实施方案提供了一种组合介电材料，其电性能为均匀和稳定的，因此可以用这种材料在较短时间和较低生产成本，大量生产固体器官模型。

本发明一个较好的实施方案提供的组合介电材料包含40-90％(体积)的热固性树脂；10-60％(体积)导电粉末，所述树脂和粉末的总量为100％(体积)。

根据上述组成，所述的组合介电材料可以获得和人体在微波频带的介电常数相同的大介电常数，由于这样的组合介电材料在室温下为固体，使用时很容易操作，因此能确保获得均匀和稳定的电性能。而且，由于该热固性树脂与一种基体树脂混合，可以进行注塑成型，确保以较短的时间和提高的生产率，大量生产组合介电材料。

本发明第二个较好的实施方案提供的组合介电材料包含：

40-90％(体积)的热固性树脂；

50％(体积)或更少，不包括0％(体积)的介电陶瓷粉末；和

10-60％(体积)的导电粉末，

所述树脂、介电陶瓷粉末和导电粉末的总量为100％(体积)。

即使不加入上述介电陶瓷粉末，仍可能获得和人体相同的介电性能。然而，通过在上述材料中加入介电陶瓷粉末，能容易地调节所述材料的电性能，获得的组合介电材料的介电性能可以方便地进行细致的调节。

本发明第三个较好的实施方案提供了固体器官模型，它是包含上述组合介电材料的成型体。

使用上面的固体器官模型，可以将该模型用作室温下的固体模拟人体，确保易于测定电磁波对真实人体的作用。

上述固体器官模型具有模仿人体至少部分轮廓的大致为人体构型的形状。

这样，通过模仿所测人体的至少部分轮廓，形成大致为人体构型的形状，可以获得比几何形状成型体更正确的模拟人体数据。

上述固体器官模型中，大致人体构型的形状可以包括活动的关节部分。