Радиопоглощающий материал
Владельцы патента RU 2273925:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") (RU)
Изобретение относится к области радиопоглощающих материалов и покрытий, предназначенных для создания безэховых камер. Технический результат заключается в обеспечении электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры, защите персонала от электромагнитного излучения в условиях тропического климата и высокой температуры при сохранении радиотехнических характеристик. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве диэлектрического связующего использован олигофенилсилсесквиоксандиметилсилоксановый блоксополимер. Поглощающим электромагнитное излучение наполнителем могут быть электропроводящие волокна или порошковый магнитный наполнитель. В качестве электропроводящих волокон используют углеродное волокно в количестве 0,0001-1,0 объемных %. Порошковый магнитный наполнитель используют в количестве 5-50 объемных %. Материал может содержать стеклянные микросферы при их содержании 30-65 объемных %. 3 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области радиопоглощающих материалов и покрытий, предназначенных для создания безэховых камер, обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры, защиты персонала от электромагнитного излучения в условиях тропического климата и высокой температуры и других целей.
Известны материалы на основе кремнийорганических связующих, поглощающие электромагнитное излучение. Например, термостойкий керамический поглотитель электромагнитного излучения (ЭМИ), представляющий собой керамическое волокно, пропитанное керамикообразующим полимерным связующим (патент США №5935679); композиционный поглощающий ЭМИ материал на основе армированной керамикой полимерной матрицы (патент США №6037023).
Известны также радиопоглощающие материалы, в которых в качестве поглощающего наполнителя используется магнитный порошок или металлические частицы. Например, материал типа вспененного стекла, содержащий поглощающие наполнители - карбид кремния, графит, феррит и их смесь (патент КНР №1286474) или теплостойкий материал, поглощающий ЭМИ, представляющий собой матрицу из акрильной резины, в которой распределен магнитный порошок (заявка Японии №20010093613).
Также известны материалы, в которых одновременно используются кремнийорганическое связующее и высокотемпературные наполнители. Например, для получения поглотителя ЭМИ предлагается вводить в кремнийорганическое связующее магнитный порошок (заявка WO 0116968); в композитный радиопоглощающий материал из керамики или стекла введены металлические частицы (заявка Японии №199600900003); силиконовые композиции, содержащие карбонильное железо и работающие при температурах до 285°С (патент США №5764181).
Недостатками известных технических решений являются отсутствие устойчивости к климатическим факторам и невысокая грибостойкость, что затрудняет использование их в условиях тропиков. При воздействии высокой температуры и грибов в условиях тропиков происходят необратимые изменения в структуре материала и, соответственно, ухудшение радиотехнических свойств материала, а также частичное разрушение материала.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является радиопоглощающий материал на основе диэлектрического связующего, содержащий стеклянные микросферы и электропроводящие волокна и стеклянные металлизированные микросферы с полимерным покрытием (патент РФ №2234775).
Недостатком материала-прототипа является недостаточно высокая термостойкость и грибостойкость, что приводит к необходимости частой замены материала, что связано с существенными материальными затратами.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение грибостойкости радиопоглощающего материала, увеличение его стойкости к воздействию факторов тропического климата, повышение термостойкости при сохранении радиотехнических характеристик на уровне прототипа.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предлагается радиопоглощающий материал, содержащий диэлектрическое связующее - олигофенилсилсесквиоксандиметилсилоксановый блоксополимер и поглощающий электромагнитное излучение наполнитель, в качестве которого используют электропроводящие волокна или порошковый магнитный наполнитель. В качестве электропроводящих волокон используют углеродное волокно в количестве 0,0001-1,0 объемных %. В качестве порошкового магнитного наполнителя могут быть использованы феррит или карбонильное железо в количестве 5-50 объемных %. Материал может содержать стеклянные микросферы при их содержании 30-65 объемных %.
Авторами установлено, что использование в качестве связующего олигофенилсилсесквиоксандиметилсилоксанового блоксополимера (Блоксил) позволяет получить радиопоглощающий материал, работоспособный в условиях тропиков и при температуре 300°С, что обусловлено структурой блоксополимера с короткой молекулярной цепью и без боковых связей, при этом радиотехнические характеристики остаются на высоком уровне. В зависимости от радиотехнических требований - уровня поглощения и частотного диапазона - выбираются тип наполнителя и его количество. В случае необходимости снижения веса материала в связующее дополнительно вводятся стеклянные микросферы.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Примеры осуществления
Пример 1.
В связующее Блоксил-2005 (ТУ 6-02-1653-90) вводят углеродное волокно 0,03 объемных %, размешивают до однородного состава. Состав наносят на металлическую подложку послойно до набора необходимой толщины.
Технология приготовления материалов по примерам 2-9 аналогична примеру 1.
Количественные соотношения компонентов и свойства предлагаемого материала и материала прототипов приведены в таблицах 1 и 2.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Наименование компонентов | Состав, объемные %, по примерам | Прототип | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Электропроводящее волокно | 0,03 | 0,0001 | 1,00 | - | - | - | 0,0003 | - | 0,053 | 0,0003-0,005 |
| Порошковый магнитный наполнитель | 5 | 40 | 50 | 40 | ||||||
| Стеклянные микросферы | - | - | - | - | - | - | 50 | 30 | 65 | 30-65 |
| Связующее | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное | Остальное |
| Таблица 2 | ||||||||||
| Свойства | №№ примеров | Прототип | ||||||||
| 1 | 2. | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Минимальный коэффициент отражения, дБ | -18 | -10 | 15 | 15 | 19 | -10 | -20 | -15 | -15 | -10--19 |
| Термостойкость, °С | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 250 |
| Грибостойкость, балл | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 |
Из таблицы 2 видно, что предлагаемый материал имеет преимущество по термостойкости в 1,2 раза и грибостойкости в 2 раза при тех же радиотехнических характеристиках.
Предлагаемое изобретение позволит обеспечить электромагнитную совместимость бортового радиолокационного оборудования летательных аппаратов, эксплуатируемых в тропическом климате и защитить экипаж от электромагнитного излучения.
1. Радиопоглощающий материал, включающий диэлектрическое связующее и поглощающий электромагнитное излучение наполнитель, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического связующего он содержит олигофенилсилсесквиоксандиметилсилоксановый блоксополимер.
2. Радиопоглощающий материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве поглощающего электромагнитное излучение наполнителя он содержит углеродное волокно в количестве 0,0001-1,0 об.%.
3. Радиопоглощающий материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве поглощающего электромагнитное излучение наполнителя он содержит порошковый магнитный наполнитель в количестве 5-50 об.%.
4. Радиопоглощающий материал по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит микросферы в количестве 30-65 об.%.
