×
08.03.2019
219.016.d2e5

Результат интеллектуальной деятельности: Радиопоглощающий конструкционный материал

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к радиопоглощающим конструкционным материалам. Материал содержит 30-60 мас.% карбида кремния, 20-50 мас.% наполнителей в виде ферритов на основе ВаО и СoО и остальное керамическая связка на основе титаната марганца и оксида алюминия. Материал обладает достаточно высокой прочностью, широким диапазоном рабочих частот, в котором обеспечивается поглощение электромагнитного излучения, и работоспособностью при повышенных температурах. 3 пр.

Изобретение относится к области радиотехники, и может быть использовано для создания деталей и элементов, поглощающих радиоволны сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона.

Одной из областей применения радиопоглощающих материалов (РПМ) и радиопоглощающих покрытий (РПП) является уменьшение отраженного сигнала с целью уменьшения радиолокационной заметности военной техники, в частности самолетов. Для решения таких задач необходимо создание РПМ, поглощающих излучение в широком СВЧ поддиапазоне при тяжелых условиях эксплуатации.

Широко известными и широко применяемыми радиопоглощающими материалами являются материалы на основе полимерного связующего с наполнителями различных типов (ферритов, металлов, полупроводников и т.д.). Основным их применением является создание на их основе радиопоглощающего покрытия, наносимое на конструкционный материал (обычно металл), из-за их низкой прочности и низких рабочих температур.

Известен радиопоглощающий материал, включающий в себя в качестве полимерного связующего синтетический клей "Элатон" на основе латекса и в качестве магнитного наполнителя - порошкообразный феррит или карбонильное железо при соотношении компонентов, мас. %: синтетический клей "Элатон" на основе латекса 80-20, порошкообразный феррит или карбонильное железо 20-80. [Патент РФ №2155420]

Недостатком такого материала является низкие прочностные характеристики получаемого покрытия, а также низкий диапазон рабочих температур, ограниченные главным образом связующего компонента - синтетического клея.

Известен поглотитель электромагнитных волн, который представляет собой многослойное интерференционное покрытие, включающее несколько слоев переменной толщины, между которыми расположены двухмерные решетки резонансных элементов. [Патент РФ №2119216].

Существенным недостатком такого поглотителя является сложная технология его создания, требующая точного изготовления и контроля толщины каждого слоя диэлектрика и резонансных объектов.

Большой интерес представляют радиопоглощающие материалы, которые могут быть использованы для непосредственного изготовления деталей и узлов, т.е. быть конструкционными. Для таких материалов важна технологичность их получения, а также простота изготовления конечных изделий из них.

Известен композиционный радиопоглощающий конструкционный материал, который представляет собой монолитную композицию двух «пакетов», первый из которых выполняет функцию радиопоглощающего пакета, в состав которого введены пленки гидрогенизированного аморфного углерода с наночастицами 3d-металлов. Второй пакет воспринимает основную прочностную нагрузку. [Патент РФ №2623577]

Недостатком такого конструкционного материала является крайне узкий диапазон поглощаемого электромагнитного излучения (ЭМИ), а также невозможность применения такого материала в высокотемпературных элементах.

Наиболее близким является композиционный материал на основе карбида кремния с наполнителем из карбонильного железа в который, в качестве спекающей добавки, введено 20% силикатного стекла [Патент РФ №2324991]. Обжиг и прессование осуществляют в одной и той же форме, выполненной из графита. Обжиг осуществляют в одну стадию при температуре не более 900°С.

К недостаткам прототипа можно отнести низкий значения коэффициентов поглощения и отражения. Также прочностные характеристики предложенного материала определяются исключительно прочностью силикатного стекла. Этот факт вместе с низкой температурой спекания приводит к ограничению в диапазоне рабочих температур, как по прочностным характеристикам так и по радиопоглощающим.

Задачей предлагаемого изобретения является создание конструкционного радиопоглощающего материала с наполнителем.

Техническим результатом является достаточная высокая прочность керамического материала, широкий диапазон рабочих частот, в котором обеспечивается поглощение ЭМИ, работоспособность материала при повышенных температурах.

Технический результат достигается тем, что радиопоглощающий конструкционный материал, содержит в своем составе в качестве наполнителей ферриты на основе ВаО и СоО и в качестве керамической связки используется добавка на основе титаната марганца и оксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. %: SiC - 30-60, Ферриты - 20-50, керамическая связка - остальное.

В отличии от прототипа, в предлагаемом изобретении в качестве наполнителя вместо карбонильного железа используются ферриты на основе ВаО и СоО. Известна низкая стойкость карбонильного железа к длительным тепловым нагрузкам. Введение в состав ферритов ВаО и СоО позволило расширить диапазон рабочих температур до 700 град.С.

В предлагаемом изобретении поглощение электромагнитного излучения происходит за счет двух типов поглощения. Магнитные потери обусловлены наличием в составе феррита BaO6-Fe2O3 и феррита CoO-Fe2O3. Феррит бария за счет гексагональной структуры имеет наибольшую эффективность в сантиметровой области длин волн, в то время как феррит кобальта имеет кубическую структуру и вносит существенный вклад в поглощение ЭМИ в области дециметровых длин волн.

Применение в качестве матрицы композиционного материала карбида кремния позволяет применять предлагаемый материал в качестве высокотемпературного конструкционного материала. Также карбид кремния является полупроводниковым материалом и также вносит существенный вклад радиопоглощение за счет полупроводникового типа поглощения, обусловленного потерями на электропроводность. Также карбидкремниевая матрица является отделителем частиц ферритов между собой.

В отличии от прототипа, в качестве спекающей добавки используется добавка на основе титаната марганца и оксида алюминия. Данная добавка является низкотемпературной (1300 град.С), что позволяет не подвергать ферриты влиянию высоких температур при спекании, но в то же время позволяет получать материал достаточной прочности для его использования в качестве конструкционного.

Пример 1.

Радиопоглощающий конструкционный материал, содержащий карбид кремния и наполнители, отличающийся тем, что он содержит керамическую связку на основе титаната марганца и оксида алюминия, при этом в качестве наполнителей он содержит ферриты на основе ВаО и СаО при следующем соотношении компонентов, мас. %: карбид кремния - 40, ферриты на основе ВаО и СоО - 40, керамическая связка на основе титаната марганца и оксида алюминия - 20. Образцы изготавливаются методом горячего шликерного литья. Данная технология является простой и позволяет получать изделия сложной геометрической формы и обеспечивает высокую производительность. Технология включает в себя следующие этапы: подготовка исходных порошков, смешивание, подготовку горячего шликера, формование заготовки под давлением, предварительный обжиг, обжиг изделия. В отличие от технологии прессования, полученные образцы и изделия не нуждаются в дополнительной механической обработке.

Полученные образцы были испытаны на прочность при трехточечном изгибе в соответствии с ГОСТ 24409-80. Прочность полученного материала составила 65 МПа при комнатной температуре. Прочность материала при температуре 700°С составила 64 МПа. Предел прочности при сжатии составил 97 МПа. Микротвердость материала составляет 2034±50 МПа. Для измерения радиопоглощающих свойств применялся измеритель панорамный КСВН Р2-137. Предлагаемый материал имеет следующие характеристики: коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 2 ГГц при температуре 20°С: -4,1 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 18 ГГц при температуре 20°С: -5,4 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 2 ГГц при температуре 700°С: -4,4 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 18 ГГц при температуре 700°С: -5,2 Дб.

Пример 2.

Изготовление образцов проводилось аналогично примеру 1, но при других значениях соотношений компонентов, мас. %: карбид кремния - 30, ферриты на основе ВаО и СоО - 50, керамическая связка на основе титаната марганца и оксида алюминия - 20. Полученный материал по прочностным характеристикам близок к материалу в примере 1. Данный материал наиболее применим в областях более высоких частот вследствие повышенных значений поглощения в этой области: Коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 2 ГГц при температуре 20°С: -3,5 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 18 ГГц при температуре 20°С: -6,1 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 2 ГГц при температуре 700°С: -3,4 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 18 ГГц при температуре 700°С: -6,0 Дб.

Пример 3.

Изготовление образцов проводилось аналогично примеру 1, но при других значениях соотношений компонентов, мас. %: карбид кремния - 60, ферриты на основе ВаО и СоО - 20, керамическая связка на основе титаната марганца и оксида алюминия - 20. Полученный материал по прочностным характеристикам близок к материалу в примере 1. Данный материал наиболее применим в областях более низких частот вследствие повышенных значений поглощения в этой области: Коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 2 ГГц при температуре 20°С: -5,1 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 18 ГГц при температуре 20°С: -3,4 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 2 ГГц при температуре 700°С: -5,4 Дб, коэффициент ослабления отраженного сигнала при частоте 18 ГГц при температуре 700°С: -3,2 Дб.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 108 items.
27.07.2015
№216.013.66bb

Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес.%

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт, используемых при производстве постоянных магнитов. Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес. %...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557852
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.67c9

Способ получения смешанного коагулянта из минерального сырья

Изобретение относится к химической промышленности. Смешанный коагулянт из минерального сырья получают путем растворения бемит-каолинитового боксита в автоклаве соляной кислотой концентрацией 220 г/л при соотношении Т:Ж=1:6 в течение 1-3 часов в интервале температур 150-180°C. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558122
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.11.2015
№216.013.9278

Композиционный керамический материал и способ его получения

Изобретение относится к композиционным керамическим материалам конструкционного назначения и способу его получения. Материал может быть использован для изготовления высокопрочных изделий, преимущественно в медицинской области в качестве эндопротезов суставов. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569113
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.98a2

Керамический материал с низкой температурой спекания на основе кубического диоксида циркония

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе кубического диоксида циркония и может быть использовано в качестве износостойких изделий, а также в качестве твёрдого электролита. Керамический материал на основе кубического диоксида циркония, стабилизированного 8 мол.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570694
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.12.2016
№216.013.9e17

Керамический материал с низкой температурой спекания на основе диоксида циркония тетрагональной модификации

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе тетрагонального диоксида циркония. Разработанные материалы могут быть использованы для получения износостойких изделий, режущего инструмента, керамических подшипников, медицинских нерезорбируемых имплантатов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572101
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.03.2016
№216.014.c0bc

Высокопрочная коррозионностойкая сталь переходного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионностойким сталям переходного класса, используемым для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении и судостроении, работающих в условиях воздействия коррозионной среды. Сталь содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576773
Дата охранного документа: 10.03.2016
27.03.2016
№216.014.c6cf

Способ получения пористой керамики из фосфатов кальция для лечения дефектов костной ткани

Изобретение относится к медицине, конкретно к способу получения пористой керамики, которая может использоваться в реконструктивно-пластической хирургии в качестве материала для замещения костных дефектов, в стоматологии. Пористую керамику из фосфатов кальция изготавливают, используя операции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578435
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.05.2016
№216.015.42be

Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия с контролируемым выходом лекарственного средства для малоинвазивной хирургии

Изобретение относится к медицине, а именно малоинвазивной медицине. Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия для контролируемого выхода лекарственного средства включает растворение хитозана в кислотах, добавление лекарственного средства, окунание проволоки из никелида титана в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585576
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4370

Композиционный материал на основе сплавов системы sn-sb-cu и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к композиционным материалам (КМ) на основе сплавов оловянных баббитов и способам их получения, и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения узлов трения в транспорте, турбиностроении, судостроении. Композиционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585588
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.443c

Способ получения кальцийфосфатного цемента для заполнения дефектов костной ткани

Изобретение относится к области медицины и касается способа получения цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Цементный материал получают смешением порошка трикальцийфосфата и затворяющей жидкости на основе водного раствора фосфатов магния и калия. После...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585575
Дата охранного документа: 27.05.2016
Showing 11-19 of 19 items.
08.03.2019
№219.016.d2f4

Способ получения композиционного материала sic-tin

Изобретение относится к технической керамике в виде композиционного материала SiC-TiN. Способ включает горячее прессование порошковой смеси. В качестве порошковой смеси используют смесь, содержащую 53-83 мас.% порошка карбида кремния, 5-40 мас.% порошка титана и 7 мас.% порошка спекающей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681332
Дата охранного документа: 06.03.2019
23.08.2019
№219.017.c2d7

Способ изготовления керамики на основе композита нитрид кремния - нитрид титана

Изобретение относится к способу получения керамического композита из нитрида кремния, упрочненного нитридом титана, обладающего совокупностью физико-механических свойств, таких как высокая прочность и твердость, низкий коэффициент термического расширения, износостойкость и электрическая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697987
Дата охранного документа: 21.08.2019
15.04.2020
№220.018.1473

Способ изготовления керамики на основе карбида кремния, армированного волокнами карбида кремния

Изобретение относится к способу получения керамического композита из карбида кремния, упрочненного волокном из карбида кремния, который может быть использован для работы в кислых и агрессивных средах, в условиях высоких температур и длительного механического воздействия. Способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718682
Дата охранного документа: 13.04.2020
18.06.2020
№220.018.2779

Способ получения биомедицинского материала "никелид титана-полилактид" с возможностью контролируемой доставки лекарственных средств

Изобретение относится к технологии получения композиционного биомедицинского материала никелид титана-полилактид с возможностью контролируемой доставки лекарственных средств. Предложенный способ получения биомедицинского материала никелид титана-полилактид включает получение раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723588
Дата охранного документа: 16.06.2020
27.06.2020
№220.018.2bca

Высокопрочная коррозионно-стойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионно-стойким сталям, выплавляемым в вакуумно-индукционной печи с последующим электрошлаковым переплавом для введения азота под давлением, используемым для изготовления подшипников качения. Сталь содержит компоненты в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724766
Дата охранного документа: 25.06.2020
20.04.2023
№223.018.4b20

Способ получения материала ионотранспортной мембраны

Изобретение относится к способу получения материала ионотранспортной мембраны, включающему твердофазный синтез BiErO в течение 20 часов при 800°С из оксидов BiO и ErO, синтез AgO осаждением из водного раствора нитрата серебра и горячее прессование шихты BiErO, AgO и металлического индия в среде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002775471
Дата охранного документа: 01.07.2022
20.04.2023
№223.018.4ca5

Способ получения 21r-сиалоновой керамики

Изобретение относится к получению 21R-сиалоновой керамики, которую используют в качестве режущих пластин для резки металлов и в других областях при износе и ударе. Порошок 21R-сиалона, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и спекающую добавку в виде смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002757607
Дата охранного документа: 19.10.2021
11.05.2023
№223.018.53df

Способ получения армированного композиционного материала на основе карбида кремния

Изобретение относится к способу получения композиционного материала с керамической матрицей и керамическим армирующим наполнителем, обладающего высокими прочностными характеристиками для эксплуатации в условиях высоких температур, агрессивных сред и повышенного механического воздействия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795405
Дата охранного документа: 03.05.2023
17.05.2023
№223.018.64a8

Способ получения керамики на основе оксинитрида алюминия

Изобретение относится к способам получения керамики на основе оксинитрида алюминия, которая может быть использована для изготовления режущего инструмента, огнеупоров и материалов в металлургической промышленности, инфракрасных и видимых окон, а также для прозрачной брони. Заявляемый способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794376
Дата охранного документа: 17.04.2023
+ добавить свой РИД