Материал для поглощения электромагнитных волн

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, в том числе в диапазоне сверхвысоких частот. Технический результат - повышение коэффициента поглощения, механической прочности при сохранении низкого коэффициента отражения материала. Для этого материал для поглощения волн представляет пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас.% стеклофазы. Пористый аморфный материал содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас.% и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.%. Поглотитель характеризуется в диапазоне частот от 0,03 до 100 ГГц коэффициентом поглощения в пределах от 11 до 27 дБ/см, коэффициентом отражения -10 до -27 дБ, является сверхширокополосным, негорючим и экологически чистым. 1 табл.

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн (ЭМВ), в том числе в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), и может быть использовано при оснащении многофункциональных экранированных помещений, а также для снижения радиолокационной заметности различных объектов. Техническим результатом изобретения является повышение радиопоглощающих свойств материала, повышение его механической прочности при сохранении относительно низкой плотности.

Пеностекло, используемое для защиты от полей электромагнитного излучения, является одним из перспективных материалов, т.к. обладает возможностью защиты в широком диапазоне частот ЭМВ, влагостойкостью, негорючестью, технологичностью, является экологически чистым поглотителем.

Известен сверхширокодиапазонный поглотитель ЭМВ [RU 2110122 H01Q 17/00, 27.04. 1998], представляющий собой конструкцию, состоящую из диэлектрического материала, выполненного на основе радиопоглощающего пеностекла и магнитного материала из радиопоглощающего никель-цинкового феррита, которые закреплены на металлической подложке. Заявленное пеностекло имеет следующие характеристики: удельное затухание 0,2-0,4 дБ/см на частоте 4 ГГц при объемной плотности не более 190 кг/м3 и толщиной 200-350 мм. Недостатком данного поглотителя является сложность конструкции поглотителя, выполненного как минимум из трех материалов. Причем заявленное пеностекло должно иметь толщину 200-350 мм, что является технологически неосуществимым. Максимальная толщина блочного пеностекла составляет 180 мм, для получения более высоких значений блоки пеностекла склеивают, что дополнительно усложняет технологию получения материала в целом.

В статье Барсукова B.C. «Интегрированная защита специальных экранированных помещений» [журнал «Специальная техника», №1, 2000 г.] приводятся результаты сравнительного анализа некоторых радиозащитных материалов, в том числе пеностекла. В данной работе отмечается, что наиболее эффективно проблема создания экологически безопасных защищенных помещений решается с использованием материалов, представляющих собой специальные широкополостные поглотители, выполненные в виде керамических пластин и пеностекла. Применение интегрированных защитных панелей обеспечивает одновременно электромагнитную, акустическую и экологическую защиту. Отмечается, что пеностекло, полученное с углеродсодержащим газообразователем, имеет радиопоглощение на частоте 4 ГГц в пределах от 0,2 до 5 дБ/см.

Известен радиопоглощающий материал на основе полимерного диэлектрического связующего [RU 2355081, МПК H01Q 17/00, 10.05.2009], содержащий в своем составе микрогранулы, материал матрицы которых является прозрачным для излучения радиоволнового диапазона, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вещества, поглощающие электрическую и магнитную составляющие радиоволнового излучения в составе микрогранул, при этом каждый вид микрогранул содержит только одно вещество, выбранное из группы, содержащей феррит, медь, фуллерон С70, равномерно распределенное во всем объеме материала матрицы в форме кластеров. Недостаток этого поглотителя заключается в том, что он получен на основе эпоксидной смолы (ЭС), которая является горючим материалом. Применение ЭС сильно ограничено, так как при отверждении в промышленных условиях в них остается некоторое количество золь-фракции - растворимого остатка, который может нанести серьезный урон здоровью. В не отвержденном виде эпоксидные смолы являются достаточно ядовитыми веществами и могут также навредить здоровью. Кроме того, технологически сложно осуществить равномерное распределение во всем объеме нанокластеров, что никак не поясняется в данном патенте.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является [RU 2375793, МПК H01Q 17/00, 10.12.2009] материал, представляющий пеностекло, полученное в результате взаимодействия силикатного стекла и углеродсодержащего газообразователя - карбида кремния в количестве от 1 до 35 вес.%. Заявленное пеностекло характеризуется следующими радиофизическими свойствами на частоте 100 ГГц: коэффициент поглощения от 6 до 19 дБ/см и коэффициент отражения от -24 до -12 дБ. Известное техническое решение имеет ряд недостатков. Заявленное пеностекло имеет повышенную плотность (более 450 кг/м3), что ухудшает его радиофизические свойства. Заявленная прочность материала (до 10 Мпа) осложняет технологию изготовления элементов различной геометрической формы, что необходимо для повышения эффективности поглощения ЭМВ. Процесс изготовления осуществляется при высоких температурах (920-930°С), что сопровождается высокими энергозатратами. При изготовлении данного пеностекла используется карбид кремния, который является дефицитным и более дорогим по сравнению с другими углеродсодержащими газообразователями. Кроме того, количество вводимого карбида кремния, составляет до 39 мас.%, что является достаточно затратным.

Задача изобретения заключается в повышении коэффициента поглощения, механической прочности, при сохранении низкого коэффициента отражения.

Технический результат достигается тем, что пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас.% стеклофазы, содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас.% и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.%.

Пример конкретного выполнения

Шихта для изготовления стеклогранулята содержит кремнезем-содержащий материал, кальцинированную соду и доломит. В качестве кремнеземсодержащего материала берут сырье с содержанием оксида кремния не менее 83% и размером фракции менее 0,1 мм, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: кремнеземсодержащий материал - 61-68; кальцинированная сода - 19-23; доломит - 13-16. Шихту готовят смешением материалов в указанных соотношениях с последующим компактированием на валковом прессе (или на тарельчатом грануляторе, или экстру дере). Полученная компактированная шихта обладает повышенной химической активностью на стадии силикатообразования и стеклообразования, вследствие тонкодисперсности кремнеземсодержащего материала и достижения его тесного контакта с другими компонентами шихты, в первую очередь с кальцинированной содой.

Термообработка компактированной шихты в интервале температур 900-950°С позволяет получить стеклогранулят, фазовый состав которого по данным рентгенофазового анализа представлен стекловидной фазой и незначительным количеством остаточного кремнезема. Измельченный стеклогранулят до удельной поверхности не менее 5000 см2/г перемешивают с 0,5 мас.% газообразователя - сажи и вспенивают при температурах 800-850°С.

Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой приведены результаты физико-механических и радиофизических измерений полученных образцов.

Как видно из таблицы, пеноматериал, полученный на основе стеклогранулята, обладает повышенными прочностными характеристиками: в 1,4 раза превышает значение прочности аналога и в 2 раза значение прочности для пеностекла, получаемого на основе стеклобоя. При этом радиофизические свойства пеностекла превосходят свойства аналога.

Материал для поглощения электромагнитных волн, содержащий пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас.% стеклофазы, отличающийся тем, что пористый аморфный материал содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас.% и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для поглощения воздействующих излучений. Полимерная композиция содержит в качестве основы каучук низкомолекулярный диметилсилоксановый СКТН, катализатор холодного отверждения К-68, в качестве поглощающего наполнителя железо карбонильное радиотехническое Р-10, дополнительно содержит раствор высокомолекулярного каучука СКТ в жидкости полиметилсилоксановой и тетраэтоксисилане или его производных, а также полиэтиленполиамин в качестве регулятора скорости отверждения.

Изобретение относится к области защиты сухопутной и морской техники от естественного и искусственного излучения. .
Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры.

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу. .

Изобретение относится к швейной промышленности и может использоваться при изготовлении швейных изделий. .
Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры.

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к функциональным покрытиям, обеспечивающим поглощение в СВЧ-диапазоне частот и поглощение в акустическом диапазоне частот.

Изобретение относится к классу эластичных антирадарных материалов, состав и структура которых обеспечивают эффективное поглощение электромагнитной энергии в диапазоне радиоволн, которые могут найти применение для снижения радиолокационной контрастности летательных аппаратов, а также морских и наземных объектов.
Изобретение относится к материалам для защиты от ионизирующих излучений и может быть использовано в атомной, радиохимической промышленности, а также в военно-морской и авиакосмической промышленности в целях защиты обслуживающего персонала и окружающей среды.

Изобретение относится к радиосвязи и радиолокации, в частности к антенным системам, которые вносят значительный вклад в радиолокационную заметность объектов, и может быть использовано в наземной, наводной, авиационной и космической технике.

Изобретение относится к малоотражающим покрытиям и может быть использовано в наземной, наводной, авиационной и космической технике, а также в объектах и устройствах бытового назначения для уменьшения радиолокационной заметности объектов. Технический результат - уменьшение коэффициента отражения электромагнитной волны от покрытия в широкой полосе частот. Для этого покрытие изготавливается в виде трех слоев, первый - поглотитель, два последующих - трехмерные решетки из резонансных металлических плоских омега-частиц в диэлектриках во взаимно ортогональных плоскостях, совпадающих с направлением падения волны. Способ создания конформного покрытия объектов включает нанесение трех слоев: первый слой из поглотителя непосредственно на защищаемом объекте, второй и третий слои из диэлектриков с решетками с взаимно перпендикулярными ориентациями резонансных элементов. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к радиопоглощающему материалу, содержащему полимерное связующее и наполнитель, состоящий из порошкообразного карбонильного железа. При этом в наполнитель введены дискретные углеродные волокна в соотношении, мас.%: дискретные углеродные волокна 40-10, порошкообразное карбонильное железо 60-90, при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее 85-15, наполнитель 15-85. Также изобретение относится к поглотителю электромагнитных волн, использующему указанный материал. Использование настоящего изобретения позволяет снизить вероятность обнаружения защищаемых объектов и их распознавания за счет расширения диапазона частот от 5 до 20 ГГц поглощаемых электромагнитных волн от стационарных и мобильных радиолокаторов и снижения уровня мощности отраженного сигнала. Также уменьшается вес, толщина и стоимость изготовления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к полимерным композиционным материалам, предназначенным для поглощения высокочастотной энергии в СВЧ-устройствах. Полимерный композиционный материал для поглощения высокочастотной энергии включает, мас.ч.: каучук синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый СКТН 15-20, каучук высокомолекулярный СКТ 3-4, этилсиликат, выбранный из этилсиликата-40 и этилсиликата-32, 2-3, полиметилсилоксан, выбранный из ПМС-50 и ПМС-200, до 3, порошок альсиферовой фракции размером частиц не более 63 мкм 75-85, катализатор холодного отверждения К-68 1,0-1,5, полиэтиленполиамин до 1,0. Описан также способ получения полимерного композиционного материала, заключающийся в перемешивании составляющих компонентов при следующей последовательности: альсиферовый порошок перемешивают со смесью низкомолекулярного диметилсилоксанового каучука СКТН, высокомолекулярного каучука СКТ и этилсиликата, где смесь при необходимости содержит полиметилсилоксановую жидкость. Вновь полученную смесь выдерживают в течение 24 часов, затем вносят катализатор или его смесь с полиэтиленполиамином. Технический результат - высокие физико-механические характеристики полимерного композиционного материала, отсутствие воздушных включений в отвержденном материале. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к способу изготовления поглощающего покрытия, обеспечивающего поглощение в инфракрасном диапазоне длин волн для создания эталонов абсолютно черного тела в имитаторах излучения для аппаратуры дистанционного зондирования земли со стабильными характеристиками. Способ изготовления поглощающего покрытия включает формирование на пластине-носителе последовательно адгезионного слоя; полиимидного слоя с углеродными нанотрубками из раствора пиромилитового диангидрида и оксидианилина в полярном растворителе методом центрифугирования или полива с последующей сушкой. На высушенном полиимидном слое с углеродными нанотрубками формируют методом центрифугирования или полива слой из дисперсии углеродных нанотрубок в полярном растворителе: диметилформамиде или диметилацетамиде. Далее проводят сушку и термоимидизацию полиимидного слоя с углеродными нанотрубками и с углеродными нанотрубками из дисперсии, внедренными частично в растворенный приповерхностный слой полиимида. На слое из углеродных нанотрубок, внедренных и выступающих из полиимидного слоя, прошедшего термоимидизацию, формируют упрочняющий и поглощающий слой из нитрида кремния методом плазмохимического осаждения. Технический результат - создание воспроизводимого и стабильного во времени процесса изготовления покрытия с высокой поглощающей способностью инфракрасного излучения, работающего в широком диапазоне температур. 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области изготовления объемных поглотителей СВЧ-энергии из высокотемпературного поглощающего материала, применяемых в высокочастотных трактах радиоэлектронной аппаратуры. Способ изготовления объемных поглотителей СВЧ-энергии состоит в формировании механической обработкой из керамических заготовок поглотителей необходимой конфигурации. Для повышения теплопроводности поглотителей и обеспечения стабильности их радиотехнических характеристик осуществляют пропитку полученных поглотителей составом, содержащим герметик Эласил 137-182, разбавленный нефрасом в соотношении 1:1, при температуре 25±10°C при давлении от 1,3 до 2,6 кПа в течение 30 минут, затем при давлении 300-400 кПа в течение 5-10 минут с последующей сушкой при температуре 25±10°C в течение 24 часов. 1 табл.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к поглотителям электромагнитных волн, и может быть использовано при оснащении безэховых камер и экранированных помещений. Технический результат - повышение эффективности экранирования. Поглотитель электромагнитных волн для безэховых камер и экранированных помещений, содержащий шиповидный полый трудногорючий корпус из микрогофракартона, во внутренней полости которого находится радиопоглощающий заполнитель, отличающийся тем, что корпус имеет форму прямоугольной призмы, при этом соотношение образующих прямой угол сторон и толщины призмы составляет величины 6(±1):3(±0,5):1. 3 ил., 1 табл.
Заявленное изобретение относится к области электротехники, а именно к составу углеродсодержащей композиции для получения радиозащитных материалов. Композиция содержит 5-16 мас.% ультрадисперсного активного углерода со средним размером частиц 5-100 нм и удельной поверхностью 16-320 м2/г, диспергатор в виде водного раствора натриевого стекла и стабилизатор в виде насыщенного раствора лингосульфоната аммония. Дополнительно в состав композиции может быть введен высокодисперсный коллоидный графит. Используется свойство композиции поглощать электромагнитное излучение радиоволнового диапазона при ее непосредственном равномерном распределении внутри твердой матрицы строительного материала или при нанесении на поверхности радиопоглощающих конструкций и строительных материалов. Повышение радиозащитных свойств материала является техническим результатом изобретения. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, используемых в конструкциях антенн для оптимизации их радиотехнических характеристик, устранения резонансных явлений и уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн. Поглотитель электромагнитных волн состоит из эпоксидно-эластомерного связующего, в котором распределен магнитный наполнитель - нанокристаллический порошок, представляющий собой частицы сплава Fe-Cu-Nb-Si-B с нанокристаллической структурой с содержанием в частицах сплава нанокристаллов соединений α-(Fe,Si) объемной плотностью (2,8÷2,9)·10-5 1/нм3, при следующем соотношение компонентов, мас.ч.: эпоксидный эластомер 100 отвердитель 10 нанокристаллический порошок 200÷700, при этом нанокристаллический порошок имеет размер частиц от 1 до 100 мкм. Технический результат - использование нового поглотителя обеспечило уменьшение коэффициента отражения в нижней и верхней части диапазона УВЧ, при удовлетворительном коэффициенте отражения в средней части диапазона, монотонность формы диаграмм направленности малогабаритной широкополосной антенны. 1 ил.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды от электромагнитного фона. Технический результат - повышение эффективности нейтрализации электромагнитного фона. Для этого устройство содержит корпус из диэлектрика, заполненный веществом, обладающим проводимостью, в качестве которого использована биологически активная жидкость, и закрытый герметично крышкой, по меньшей мере, один генератор поляризованных фотонов, расположенный в корпусе из диэлектрика в биологически активной жидкости, и, по меньшей мере, одну трубку, установленную герметично, по меньшей мере, в одном отверстии, выполненном в крышке корпуса, причем трубка изготовлена из диэлектрического материала, имеющего положительное значение поверхностного заряда статического электричества. Один конец трубки погружен в биологически активную жидкость, а другой конец трубки выходит из корпуса и закрыт пробкой из органического материала, прозрачного для фотонов и выбранного из группы, состоящей из смол лиственных или хвойных пород деревьев, причем биологически активная жидкость частично заходит внутрь трубки. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, касается вопроса применения полимерных композитов в составе устройства для снижения радиолокационной заметности и решает задачу оптимизации конструкции по радиопоглощающим свойствам. Предлагаемое устройство состоит из трех слоев: два наружных слоя конструкции и ребра жесткости выполнены из полимерных композитов, а средний слой - из легковесного наполнителя, содержащего ребра жесткости. В ребра жесткости и во внешние несущие слои введены электропроводящие материалы с поверхностным электрическим сопротивлением 90÷1200 Ом, обеспечивающие поглощение падающих электромагнитных волн и приводящие к снижению отражения радиоволн в диапазонах СВЧ S, С, X, Ku, Ка от поверхности устройства из полимерных композитов в 3÷5 раз, а относительно металлической поверхности - в 5÷50 раз. Технический результат заключается в повышении эффективности устройства для снижения радиолокационной заметности за счет расширения частотного диапазона радиопоглощения падающего электромагнитного излучения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, в том числе в диапазоне сверхвысоких частот. Технический результат - повышение коэффициента поглощения, механической прочности при сохранении низкого коэффициента отражения материала. Для этого материал для поглощения волн представляет пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас. стеклофазы. Пористый аморфный материал содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас. и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.. Поглотитель характеризуется в диапазоне частот от 0,03 до 100 ГГц коэффициентом поглощения в пределах от 11 до 27 дБсм, коэффициентом отражения -10 до -27 дБ, является сверхширокополосным, негорючим и экологически чистым. 1 табл.

Наверх