用于無線通信塔的發(fā)泡金屬組件的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的引用
[0002] 本申請要求2012年9月28日提交的美國臨時申請61/707, 075的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的各種實施方式涉及用在無線通信塔上的基于金屬的組件。
【背景技術(shù)】
[0004] 在電信領(lǐng)域中，整個世界對于帶寬要求在逐年增加以便于支持新的服務(wù)以及數(shù)目 增加的用戶，由此使無線系統(tǒng)向著更高頻帶轉(zhuǎn)移。該產(chǎn)業(yè)中的趨勢是將基站電子器件從無 線通信塔的塔底座移至較高區(qū)域（即，塔頂電子器件）；努力減少連接塔頂與底座設(shè)備的通 信纜線中的信號損失。隨著將越來越多數(shù)目的組件向塔的上方移動，越來越關(guān)注的是這些 組件的重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種實施方式是一種設(shè)備，其包括：
[0006] 無線通信塔組件，其至少部分由發(fā)泡金屬形成，
[0007] 其中所述發(fā)泡金屬在25°C測量的密度小于2. 7克每立方厘米（"g/cm3"）。
【具體實施方式】
[0008] 本發(fā)明的各種實施方式涉及至少部分由基于金屬的材料形成的無線通信塔組件。 這樣的基于金屬的材料可以具有某些性質(zhì)使其適用于塔頂應(yīng)用，尤其包括某些范圍的密 度、熱導(dǎo)率、和熱膨脹系數(shù)。這樣的無線通信塔組件尤其可以包括射頻（"RF"）空腔濾波 器，散熱器，外皮（enclosures)，塔頂支持附件（tower-top support accessories)，及其組 合。
[0009] 基于金屬的材料
[0010] 如上提及，無線通信塔組件可以至少部分由基于金屬的材料形成。如本申請使用， "基于金屬的"材料是包含金屬作為主要（即，大于25重量百分比（"wt%"））組分的材 料。在各種實施方式中，基于金屬的材料可以包含總量為至少50wt%、至少60wt%、至少 70wt%、至少80wt%、至少90wt%、或至少95wt%的一種或多種金屬。在一些實施方式中， 一種或多種金屬占基于金屬的材料的全部或基本上全部。如本申請使用，術(shù)語"基本上全 部"是指各自存在小于10份每百萬份（"ppm"）的未述組分。在可替換的實施方式中，基 于金屬的材料可以是金屬與一種或多種填料（如以下更詳細(xì)描述）的復(fù)合材料，并且因此 可以包含較低比例（例如，從低至5wt%到至多99wt%)的一種或多種金屬。
[0011] 基于金屬的材料的金屬組分可以是本領(lǐng)域中已知或今后發(fā)現(xiàn)的任何金屬或金屬 的組合（即，金屬合金）。在各種實施方式中，基于金屬的材料可以包含低密度金屬例如鋁 或鎂，或其它金屬例如鎳、鐵、青銅、銅，以及它們的合金。在一種或多種實施方式中，基于金 屬的材料可以包含金屬合金，例如鋁或鎂以及它們的合金。在某些實施方式中，基于金屬 的材料包含鋁。在各種實施方式中，鋁占基于金屬的材料的金屬組分的至少50wt%、至少 60wt%、至少70wt%、至少80wt%、至少90wt%、至少95wt%、基本上全部、或全部。因此， 在各種實施方式中，基于金屬的材料可以是基于鋁的材料。此外，使用的鋁可以是鋁合金， 例如446061。合金6061通常包含97.9￥七％的鋁，0.6￥七％的硅，0.28￥七％的銅，1.(^七％的 鎂，和0. 2wt%的鉻。
[0012] 如上所述，基于金屬的材料可以具有某些性質(zhì)。在各種實施方式中，基于金屬的材 料的密度小于2. 7克每立方厘米（"g/cm3")，小于2. 6g/cm3,小于2. 5g/cm3,小于2. 4g/cm3， 小于2. 3g/cm3,小于2. 2g/cm3,小于2. lg/cm3,或小于2. Og/cm3。在這樣的實施方式中，基于 金屬的材料的密度可以為至少〇. lg/cm3。因為基于金屬的材料可以包括聚合物-金屬復(fù)合 材料，如下文討論，本申請?zhí)峁┑拿芏戎悼梢栽?5°C根據(jù)ASTM D792測量。對于非聚合物/ 金屬復(fù)合材料，密度可以根據(jù)ASTM D1505通過密度梯度方法測定。
[0013] 在各種實施方式中，基于金屬的材料的熱導(dǎo)率大于1瓦特每米開爾文（"W/m ·Κ")， 大于2W/m · Κ，大于3W/m · Κ，大于4W/m · Κ，大于5W/m · Κ，或大于6W/m · Κ。在這樣的實 施方式中，基于金屬的材料的熱導(dǎo)率可以為至多50W/m · Κ，或至多100W/m · Κ，至多180W/ m · K，或至多250W/m · K。本申請?zhí)峁┑乃袩釋?dǎo)率值在25°C根據(jù)ISO 22007-2 (瞬態(tài)平面 熱源[熱盤（hot disc)]方法）測量。在各種實施方式中，基于金屬的材料的線性各向同 性的熱膨脹系數(shù)（"CTE"）小于50微米每米開爾文（"μπι/πι·Κ"，其等同于ppm/°C)，小 于 45 μ m/m · K，小于 40 μ m/m · K，小于 35 μ m/m · K，小于 30 μ m/m · K，或小于 26 μ m/m · K0 在這樣的實施方式中，基于金屬的材料的CTE可以為至少10 μπι/m · K。本申請?zhí)峁┑乃?CTE值根據(jù)以下測試方法部分提供的方法測量。
[0014] 在各種實施方式中，基于金屬的材料的拉伸強(qiáng)度為至少5. 0兆帕（"MPa")。在這 樣的實施方式中，基于金屬的材料的極限拉伸強(qiáng)度通?？梢詾椴淮笥?00MPa。因為本申請 所述的基于金屬的材料也涉及聚合物-金屬復(fù)合材料，本申請?zhí)峁┑乃欣鞆?qiáng)度值都根 據(jù)ASTM D638測量。對于僅為金屬的樣品，則根據(jù)ASTM B557M測量拉伸性質(zhì)。
[0015] 在各種實施方式中，基于金屬的材料可以為發(fā)泡金屬。如本申請使用，術(shù)語"發(fā)泡 金屬"是指具有包括一定體積分?jǐn)?shù)的空隙空間孔（void-space pores)的多孔結(jié)構(gòu)的金屬。 發(fā)泡金屬的金屬可以是適宜制備發(fā)泡金屬的本領(lǐng)域已知或今后發(fā)現(xiàn)的任何金屬。例如，發(fā) 泡金屬的金屬尤其可以選自鋁，鎂，和銅，以及它們的合金。在某些實施方式中，發(fā)泡金屬可 以是發(fā)泡鋁。
[0016] 在各種實施方式中，發(fā)泡金屬的密度可以為0· 1至2. Og/cm3,為0· 1至1.0 g/cm3， 或為0. 25至0. 5g/cm3。在一些實施方式中，發(fā)泡金屬的相對密度可以為0. 03至0. 9,為 0. 1至0. 7,或為0. 14至0. 5,其中相對密度（無量綱）定義為發(fā)泡金屬的密度與基本金屬 (即，其它方面相同的金屬的非發(fā)泡樣品）的密度之比。另外，發(fā)泡金屬的熱導(dǎo)率可以為5 至150W/m*K，為8至125W/m*K，或為15至80W/m*K。此外，發(fā)泡金屬的CTE可以為15至 25 μ m/m · K，或為19至23 μ m/m · K。在各種實施方式中，發(fā)泡金屬的拉伸強(qiáng)度可以為5至 500MPa，為 20 至 400MPa，為 50 至 300MPa，為 60 至 200MPa，或為 80 至 200MPa。
[0017] 在各種實施方式中，發(fā)泡金屬可以是閉孔的發(fā)泡金屬。如本領(lǐng)域已知，術(shù)語"閉孔" 是指其中基于金屬的材料中主要部分的空隙空間孔為相隔離的孔（即，未與其它空隙空間 孔相互連接）的結(jié)構(gòu)。閉孔的發(fā)泡金屬的孔尺寸通?？梢詾?至8毫米（"mm"）。
[0018] 在各種實施方式中，發(fā)泡金屬可以是開孔的發(fā)泡金屬。如本領(lǐng)域已知，術(shù)語"開孔" 是指其中基于金屬的材料中主要部分的空隙空間孔為相互連接的孔（即，與一個或多個鄰 近的孔開放接觸（open contact))的結(jié)構(gòu)。開孔的發(fā)泡金屬的孔尺寸通?？梢詾?.5至 10mnin
[0019] 在本申請所述的各種實施方式中可以使用可商購發(fā)泡金屬。例如，適宜的發(fā)泡鋁 材料可以按片材形式或以3-維鑄件形式得自Isotech Inc。這樣的材料也可以各自按片材 形式得自 Foamtech? Corporation、Racemat? BV、和 Reade? International Corporation。
[0020] 在各種實施方式中，特別是當(dāng)使用開孔的發(fā)泡金屬時，發(fā)泡金屬可以呈現(xiàn)表面區(qū) 域或一部分表面區(qū)域，其或為（a)非發(fā)泡金屬，或（b)涂布有基于聚合物的材料。在這樣的 實施方式中，發(fā)泡金屬因此可以呈現(xiàn)無缺陷或基本上無缺陷（即，光滑）的表面。這樣的表 面可以促進(jìn)鍍金屬并允許形成其中需要光滑表面的組件，例如散熱片的情況，其中所需強(qiáng) 度不可僅用單獨的發(fā)泡結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。而且，在這樣的厚度下，散熱片通常不會使結(jié)構(gòu)件的重 量顯著增加，因此其在保留非發(fā)泡結(jié)構(gòu)或用基于聚合物的材料填充（或至少部分填充）發(fā) 泡結(jié)構(gòu)的空隙空間孔以增加強(qiáng)度方面可能是令人滿意的。當(dāng)表面區(qū)域是非發(fā)泡的時，非