Materiał pochłaniający promieniowanie: opis, charakterystyka, zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Obecny poziom rozwoju urządzeń radiotechnicznych i ich szerokie zastosowanie stawiają na porządku dziennym kwestie ochrony i bezpieczeństwa elektromagnetycznego. Do niedawna ta warstwa problemów pozostawała w cieniu, ponieważ poziom technologiczny nie pozwalał na ich szczegółowe rozważenie. Ale dzisiaj istnieje cały kierunek rozwoju materiałów absorbujących radary (RPM), które mają różne zastosowania.

Zakres RPM

Potrzeba użycia tego rodzaju materiałów pojawia się w kompleksie wojskowo-obronnym, w przemyśle cywilnym, przy rozwiązywaniu typowych problemów w rozwoju urządzeń radioelektronicznych itp. Jednak systemy ochronne i narzędzia bezpieczeństwa są nadal najbardziej odpowiednie pod względem żądania na RPM. Co więcej, niekoniecznie jest to kompleks wojskowo-techniczny. Nowoczesne absorbery radarowemateriały są z powodzeniem opanowane w niszy systemów komputerowych przetwarzających informacje z połączeniem środków ochrony przed nieuprawnionym dostępem. Obiekty pochodzenia biologicznego są w ten sposób chronione przed skutkami elektromagnetycznymi, a zmniejszenie podatności na radary jest koniecznością dla szerokiej gamy jednostek cywilnych i wojskowych. Inna sprawa, że charakter użytkowania i właściwości poszczególnych RPM w każdym przypadku mogą się znacznie różnić.

Co to są obroty na minutę?

Tę klasę materiałów można zdefiniować poprzez zdolność składu i struktury produktu do zapewniania absorpcji energii elektromagnetycznej w określonym zakresie częstotliwości. Nowe generacje RPM są bardziej podatne na modyfikację pod względem ich zdolności do przekształcania pochłoniętych fal w określone rodzaje energii. W procesie tym oprócz absorpcji obserwuje się również zjawiska takie jak interferencja, rozpraszanie i dyfrakcja. Jeśli chodzi o produkcję materiałów pochłaniających fale radiowe, bazują one na cząsteczkach ferromagnesu. Wykorzystywane są jako materiały absorbujące o szerokim zakresie, tworzące warstwę izolującą na powierzchni produktu docelowego w stosunku do fal elektromagnetycznych. W takim przypadku warunkiem wstępnym podstawy konstrukcyjnej izolatora musi być obecność niemagnetycznego dielektryka. Na tej podstawie opracowywane są różne modyfikacje RPM. Na przykład oprócz struktury ferromagnesów można zawrzeć elementy sadzy lub grafitu, które pełnią rolęabsorbery. W produkcji RPM o wąskim zakresie kładzie się również nacisk na wykorzystanie gumy lub tworzyw sztucznych.

Różnica między materiałami absorbującymi radary a powłokami

Nie ma ścisłego rozróżnienia, pod względem wydajności, między materiałami i powłokami do tego celu, ale sama mechanika wytwarzania i dalszej obsługi sprawia, że konieczne jest rozróżnienie między tymi środkami izolacji. W szczególności, jeśli materiały mogą być zawarte w bazie strukturalnej, a nawet pierwiastkowej docelowego produktu, wówczas powłoki działają jedynie jako warstwa pomocnicza na powierzchni, bez wykonywania zadań o innym charakterze. Po części istnieją również różnice w zdolnościach absorbujących, ale ten czynnik jest raczej warunkowy. W zależności od konstrukcji, materiał pochłaniający radary może odnosić pewne sukcesy jako urządzenie pochłaniające mikrofale, ale w każdym przypadku zdolność ta będzie charakterystyczna tylko dla ograniczonego zasięgu. Na przykład dzisiaj istnieją widma promieniowania stacji radarowych, które w zasadzie nie są dostępne do „przetwarzania” RPM.

Charakterystyka techniczna i operacyjna RPM

Materiały są dość zróżnicowane pod względem konstrukcji i struktury, a mimo to istnieją średnie wskaźniki wydajności dla najbardziej ugruntowanych grup RPM. Podstawowe cechy, które odzwierciedlają te wartości to:

• Długość fal roboczych - od 0,3 do 25 cm.
• Zakres częstotliwości roboczej wynosi od 300 do 37500 MHz.
• Przepuszczalność magnetyczna - od 1, 26 do 10-6 H/m.
• Zakres temperatury roboczej - od -40 do 60 °С.
• Waga - około 200-300 g na 1 m2

Należy wziąć pod uwagę, że nie każdy materiał może zachować powyższe właściwości użytkowe w trudnych warunkach zewnętrznych użytkowania. W tym sensie możemy wyróżnić materiał pochłaniający promieniowanie Ternovnik typu dywanowego, który jest szeroko stosowany przez rosyjskie przedsiębiorstwa w różnych gałęziach przemysłu. Dla niego praktycznie nie ma ograniczeń w pracy w trudnych warunkach klimatycznych. Dodatkowo materiał ten jest odporny na ścieranie mechaniczne i zachowuje zdolność izolowania obiektów niezależnie od ich kształtu i powierzchni.

Odmiany RPM

Chociaż nie ma obecnie wyraźnego rozróżnienia w segmencie RPM, można warunkowo wyróżnić następujące kategorie tego materiału:

• Rezonans. Nazywane również dostrojonymi częstotliwościowo - są w stanie zapewnić całkowitą lub częściową neutralizację pochłoniętej fali. Wydajność zależy bezpośrednio od grubości produktu ochronnego.
• Magnetyczny nierezonansowy. Posiadają w swojej strukturze ferryt, którego cząsteczki są rozmieszczone w warstwie epoksydowej. Materiał pochłaniający radary magnetyczne jest w stanie rozproszyć wypromieniowaną energię na dużym obszarze, co umożliwia osiągnięcie neutralizacji w szerokim zakresie częstotliwości.
• Głośność nierezonansowa. Z reguły są to grube warstwy izolatorów, które pochłaniają większość wkładupromieniowanie, zanim odbije się od tylnej metalowej płyty.

Cechy obrotów na proszkach ferromagnetycznych

Rodzaj powłoki o zdolności pochłaniania promieniowania, która zawiera rozproszone mikrosfery z cząsteczkami ferrytu lub żelaza karbonylkowego. W procesie pochłaniania promieniowania o wysokiej częstotliwości w proszku powstają drgania molekularne, które powodują wydzielanie ciepła. Ta sama energia pochodna, która jest rozpraszana lub przenoszona do sąsiedniej struktury magazynującej. Podobną zasadę działania odnotowuje się w arkuszach gumy neoprenowej. Materiał ten działa na zasadzie strat magnetycznych, ale zawiera w swojej strukturze solidniejszy wypełniacz ferrytu i grafitu.

RPM pianki

Specjalna grupa RPM, która jest używana do długoterminowego maskowania ważnych obiektów. Ten rodzaj materiału bazuje na piance poliuretanowej. Jego zastosowanie uzasadnia fakt, że finalny produkt otrzymuje niewielkie wymiary i skromną masę o dość szerokim zakresie aktywności pochłaniającej do widma decymetrowego. Chociaż surowce są w tym przypadku droższe, materiały pochłaniające radary i powłoki z pianki maskującej na bazie poliuretanu mają znaczne zalety pod względem wydajności:

• Wysoka wytrzymałość w porównaniu do podobnych materiałów wodno-polimerowych.
• Utrzymuj właściwości maskujące w nieskończoność.
• Mniejsze wymagania dotyczące przechowywania komponentów.
• Piankowe osłony maskującew zasadzie charakteryzują się wysoką przyczepnością, co rozszerza możliwości ich aplikacji na szeroką gamę powierzchni.

Rozwój krajowego RPM

Rosyjscy specjaliści pracują w kilku obszarach tworzenia RPM, ale materiały oparte na nanostrukturach należy odnieść do obszarów najbardziej obiecujących. W szczególności tę koncepcję opanowuje Instytut Badawczy Ferrit-Domen, który opracował całą linię cienkich warstw radioabsorbujących wykonanych z uwodornionego węgla z nanoelementami. Do zalet materiałów radioabsorbujących wyprodukowanych w Rosji, opartych na cząstkach nanostrukturalnych, należy zwiększona zdolność pochłaniania działająca w ultraszerokim spektrum częstotliwości 7–300 GHz. Ponadto, oprócz odporności na ciepło i wytrzymałości mechanicznej, twórcy zwracają uwagę na przyjazność dla środowiska i bezodpadową technologię wytwarzania takich materiałów.

Wniosek

Pomimo rozwoju ogólnego segmentu RPM jest jeszcze za wcześnie, aby mówić o ustalonych i ustandaryzowanych standardach rozwoju dla tej klasy materiałów. Wynika to w dużej mierze z tajemnicy, w jakiej muszą pracować badacze w tej dziedzinie, ale pojawiają się też problemy związane z technologiczną złożonością rozwoju. Uzyskanie nowych, obiecujących materiałów radioabsorbujących jest dziś niemożliwe bez zastosowania innowacyjnych surowców. Technolodzy aktywnie pracują również nad dokładniejszymi i wydajniejszymi metodami szacowania zdolności absorpcyjnych, co zwiększa możliwość identyfikacji nowych RPM. I na tym tlelogicznie rzecz biorąc, środki pochłaniające promieniowanie oparte na tych samych ferrytach, które stały się już tradycyjne, tracą na znaczeniu.