×
01.12.2019
219.017.e8be

СОСТАВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА, ПОГЛОЩАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для поглощения электромагнитного излучения в диапазоне высоких частот. Сущность изобретения заключается в том, что состав для получения материала, поглощающего электромагнитное излучение, включает стекло и карбид кремния, при этом в качестве стекла содержит жидкое стекло с модулем 2,6-3,3, в качестве карбида кремния содержит отход полупроводникового производства, состоящий из арсенида галлия и карбида кремния, с размером частиц до 10 мкм, а также дополнительно содержит вспученный перлит и отвердитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло с модулем 2,6-3,3 65–74, отход полупроводникового производства с размером частиц до 10 мкм 6–20, отвердитель 8–11, вспученный перлит 7–9. Технический результат: обеспечение возможности получения материала, поглощающего электромагнитное излучение в крайне высокочастотном диапазоне (от 100 до 240 ГГц). 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретения относятся к радиотехнике, а именно к материалам для поглощения электромагнитного излучения в диапазоне крайне высоких частот (100-240 ГГЦ), и могут быть использованы для решения задач электромагнитной совместимости радиоэлектронных систем и комплексов, при создании безэховых камер и многофункциональных экранированных помещений.

Известен материал, поглощающий электромагнитное излучение [RU 2500704 С2, МПК (2006.01) C09D 5/32, С08К 3/04, С08К 3/10, H01Q 17/00, опубл. 10.12.2013], который содержит полимерное связующее и наполнитель, состоящий из порошкообразного карбонильного железа: 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 (эпоксидная смола) 85-15
наполнитель 15-85.

Способ получения этого материала заключается в механическом смешивании компонентов, входящих в его состав, полученную смесь высыпают в эпоксидную смолу и перемешивают, после чего в полученную композицию добавляют отвердитель, снова перемешивают, а затем полученный состав наносят методом литья на керамическую бронеплитку. Покрытие готово после его отверждения на воздухе. После отверждения поверхность фрезеруют для обеспечения заданной толщины, потом приготавливают аналогичным образом смесь для второго слоя, который методом литья наносят в той же форме на отфрезерованную поверхность.

Полученный поглотитель обеспечивает высокое поглощение электромагнитного излучения в диапазоне частот от 5 ГГц до 20 ГГц.

Первый и второй слои поглотителя представляют собой полимерное связующее на основе эпоксидной смолы, которая является горючим материалом. При отверждении в промышленных условиях в эпоксидной смоле остается некоторое количество опасного для здоровья растворимого остатка (золь-фракция). В не отвержденном виде эпоксидные смолы являются ядовитыми веществами.

Изготовление поглотителя технологически сложное, так как требует соединения многослойной конструкции, состоящей из материалов различной природы. Кроме того, технологически сложно равномерно распределить в эпоксидной смоле дискретные углеродные волокна.

Известен материал, поглощающий электромагнитное излучение[RU 2570003 С1, МПК (2006.01) H01Q 17/00, C09D 5/32, опубл. 10.12.2015] 5-миллиметрового диапазона (52-73 ГГц), содержащий полимерное связующее и наполнитель - углеродные нанотрубки, предварительно обработанные в смеси серной и азотной кислот, при следующем содержании компонентов, мас.%:

полимерное связующее 95-99,9,
углеродные нанотрубки 0,1-5.

Состав позволяет снизить толщину и массу радиопоглощающего материала при сохранении высоких радиопоглощающих свойств и низкого коэффициента отражения на металлической подложке. Использование углеродных нанотрубок, входящих в материал, сопровождается технологическими сложностями, необходимостью их специальной подготовки. В частности, нанотрубки предварительно обрабатывают в смеси серной и азотной кислот. Кроме того, нанотрубки относятся к дорогостоящим материалам.

Известен материал для поглощения электромагнитного излучения [RU 2494507 С1, МПК H01Q1 7/00 (2006.01), опубл. 27.09.2013], содержащий пористый стекловидный материал, включающий более 85% стеклофазы. Пористый аморфный содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас. % и размером менее 0,5 мкм, в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас. %.

Этот материал имеет в диапазоне частот от 0,03 до 100 ГГц коэффициент поглощения в пределах от -11 до -27 дБ/см, его коэффициент отражения составляет от -10 до -22 дБ, материал является сверхширокополосным, негорючим и экологически чистым.

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 тарельчатом грануляторе, или экструдере). Полученная компактированная шихта обладает повышенной химической активностью на стадии силикато- 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 см /г перемешивают с 0,5 мас. % газообразователя - сажи и вспенивают при температурах 800-850°С.

Известенпоглотитель электромагнитного излучения гигагерцового диапазона [RU 2657018 С1, МПК H01Q 17/00 (2006.01), опубл. 08.06.2018], состоящий из слоев диэлектрического материала, магнитного материала и металлической подложки.

Поглотитель имеет коэффициент отражения по мощности в пределах от -12,7 до -24,5 дБ в диапазоне частот от 20 до 240 ГГц. Поглотитель выполнен из трех разнородных материалов: пеностекло, композит, содержащий гексаферрит бария, плоская металлическая подложка. Каждый из слоев необходимо скреплять между собой, что технологически сложно, из-за их различной природы: пористый материал (пеностекло), порошок феррита с размером частиц менее 80 мкм, слой медной фольги. Соединение фольги с композитом осуществляют с помощью клея «Момент 88». Композит наносят на металлическую подложку тонким слоем, после высушивания первого слоя наносят еще один, процесс повторяют до достижения требуемой толщины в 1,5 мм. Пеностекло закрепляют на металлической подложке, покрытой слоем магнитного композита, при помощи клея "Момент Универсальный 1". Создание панели поглотителя путем склеивания всех слоев дополнительно усложняет технологию его изготовления.

Известен материал для поглощения электромагнитных волн [RU 2375793 С1, МПК H01Q 17/00 (2006.01), опубл. 10.12.2009], выбранный в качестве прототипа, содержащий пеностекло - результат взаимодействия силикатного стекла и углеродсодержащего газообразователя. В качестве углеродсодержащего газообразователя использован карбид кремния при следующем соотношении компонентов, вес.%:

карбид кремния 1-35
силикатное стекло остальное.

В качестве силикатного стекла указанный материал содержит боросиликатное стекло.

Способ изготовления этого материала для поглощения электромагнитных волн заключается в приготовлении смеси силикатного стекла и углеродсодержащего газообразователя заданного количественного содержания, прогреве смеси по режиму образования пеностекла (920-930°С) в слабо окислительной газовой среде и заданном материале формы. Указанную смесь задают исходя из количественного содержания указанных компонентов в материале для поглощения электромагнитных волн, вес.%:

углеродсодержащий газообразователь 1-35
силикатное стекло остальное.

В качестве углеродсодержащего газообразователя берут карбид кремния, при этом количество карбида кремния берут с превышением, равным 1-2 вес.% относительно его количества в заданной смеси соответственно. При прогреве смеси дополнительно используют либо окислительную, либо нейтральную, либо восстановительную газовую среду.

Коэффициент поглощения электромагнитного излучения полученного материала на частоте 100 ГГц составляет от -3,3 до 19, дБ. Материал имеет повышенную прочность от 7,5 до 10 МПа, что усложняет изготовление элементов различной геометрической формы. Процесс получения материала энергозатратен, так как осуществляется при высоких температурах (920-930°С).

Техническим результатом предложенных изобретений является получение материала, поглощающего электромагнитное излучение в крайне высокочастотном диапазоне (от 100 до 240 ГГц).

Предложенный состав для получения материала, поглощающего электромагнитное излучение, также как в прототипе, содержит стекло и карбид кремния.

Согласно изобретению в качестве стекла состав содержит жидкое стекло с модулем 2,6-3,3, в качестве карбида кремния - отход полупроводникового производства, состоящий из арсенида галлия и карбида кремния, с размером частиц до 10 мкм, а также дополнительно содержит вспученный перлит и отвердитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло с модулем 2,6 - 3,3 65-74
отход полупроводникового производства
с размером частиц до 10 мкм 6-20
отвердитель 8-11
вспученный перлит 7-9.

В качестве жидкого стекла с модулем 2,6-3,3 состав содержит промышленное натриевое жидкое стекло.

В качестве отвердителя состав содержит гексафторосиликат натрия Na2SiF6.

Предложенный способ получения материала, поглощающего электромагнитное излучение, также как в прототипе, включает приготовление смеси стекла и карбида кремния, помещение в форму, нагрев в газовой среде и охлаждение.

Согласно изобретению в указанном количественном содержании жидкое стекло перемешивают со вспученным перлитом, предварительно смоченным водой, в количестве 3 мас. % от массы перлита, в течение не менее 3 минут, добавляют отход полупроводникового производства, содержащий арсенид галлия и карбид кремния, с размером частиц до 10 мкм и отвердитель, перемешивают в течение 5 минут, заливают в формы, сушат при комнатной температуре до затвердения, затем нагревают в воздушной среде до 250-450°С в течение не менее 1 час и охлаждают в печи до комнатной температуры.

Ограничение температуры нагрева не более 450°С обусловлено составом отхода полупроводникового производства, который наряду с карбидом кремния содержит арсенид галлия, который при температуре свыше 500°С выделяет канцерогенные соединения мышьяка. Температура 250°С определена экспериментально при вспенивании жидкостекольной композиции с добавками.

Предлагаемый материал в интервале частот от 100 ГГц до 240 ГГц имеет высокий коэффициент поглощения электромагнитного излучения от -2,2 до -0,1 дБ и низкий коэффициент отражения -77 дБ (-55 дБ/см).

В таблице 1 приведены сравнительные данные по температуре получения и электрофизическим свойствам материала, поглощающего электромагнитное излучение.

В гомогенизатор загружали промышленное натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078-81) в количестве 325 - 370 г (65-74 мас. %) и вспученный перлит (ГОСТ 10832-2009) 35-45 г (7-9 мас.%), предварительно смоченный водой 1,1-1,4 г (3 мас. % от массы перлита). Композицию перемешивали в течение 3 минут. Затем добавляли порошкообразный отход полупроводникового производства с размером частиц до 10 мкм в количестве 35-100 г (6-20 мас. %) и отвердитель - гексафторосиликат натрия Na2SiF6 (ГОСТ 87-66) 40-55 г (8-11 мас.%).

Использовали порошкообразный отход полупроводникового производства, который образуется после шлифовки пластин арсенида галлия карбидом кремния. По результатам количественного рентгенофазового анализа этот отход состоит из 55% арсенида галлия и 45% карбида кремния.

Смесь перемешивали в течение 5 минут, заливали в разъемные металлические формы, сушили до затвердения при комнатной температуре. Высушенные образцы нагревали в муфельной печи в воздушной среде до 250-450°С в течение 1 часа, а затем охлаждали в печи до комнатной температуры.

Образцы вынимали из форм и измеряли коэффициент поглощения электромагнитного излучения методом «свободного пространства» на спектрометре терагерцового диапазона СТД-21 в диапазоне 100-240 ГГц.

Данные сведены в таблицу 1, из которой видно, что образцы предложенного материала имеют коэффициент поглощения электромагнитного излучения от минус 2,2 до минус 0,3 дБ при частоте 100 ГГц и от минус 0,4 до минус 0,1 при частоте 240 ГГц.


СОСТАВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА, ПОГЛОЩАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 76 items.
10.10.2015
№216.013.8147

Способ определения параметров асинхронного электродвигателя

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей. Способ заключается в том, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564692
Дата охранного документа: 10.10.2015
27.10.2015
№216.013.89bc

Устройство для сжигания жидкого и газообразного топлива

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к области энергетического машиностроения, и позволяет обеспечить эффективность и экологичность сжигания жидкого и газообразного топлива. Устройство содержит корпус, канал рециркуляции, регулирующую заслонку и выхлопную трубу. В корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566863
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.11.2015
№216.013.9196

Способ оценки эффективности защиты лимфоцитов от апоптоза

Изобретение касается способа оценки эффективности защиты лимфоцитов от апоптоза, относится к медицине и может быть использовано в биохимии, кардиологии и терапии. Способ включает выделение лимфоцитов, инкубацию клеток 48 часов при температуре 37°С и 5% содержанием СО, количественное определение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568886
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.11.2015
№216.013.94b2

Способ получения влагостойкого композитного топлива из торфа

Изобретение относится к способу получения твердого композитного топлива из торфа, который включает термическую обработку торфа при температуре 200-500°C без доступа воздуха, смешивание связующего с измельченным углеродистым остатком, формирование из полученной смеси брикета и его сушку, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569685
Дата охранного документа: 27.11.2015
20.01.2016
№216.013.a233

Способ обработки полых цилиндров

Изобретение относится к обработке полых цилиндров. Выполняют бурты у торцев цилиндров. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра с натягом, равным не менее 5% от его диаметра. Осуществляют осевое пластическое растяжение цилиндра с деформациями 1…2,5%. Осуществляют дорнование отверстия цилиндра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573165
Дата охранного документа: 20.01.2016
20.02.2016
№216.014.e822

Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при проведении наружной тепловизионной съемки для диагностики состояния строительных сооружений и энергетических объектов. Тепловизионная система для проведения наружной тепловизионной съемки содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575798
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.04.2016
№216.015.2f74

Тепловизионный дефектоскоп

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для активного одностороннего теплового контроля металлических, композиционных и др. материалов. Тепловизионный дефектоскоп содержит оптический нагреватель для тепловой стимуляции объекта контроля, тепловизор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580411
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.05.2016
№216.015.443f

Ретрансляционный модуль для телеметрической системы с электромагнитным каналом связи

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин в процессе бурения с использованием телеметрических систем, основанных на электромагнитном канале передачи данных. Техническим результатом является увеличение достоверности и скорости передачи данных по электромагнитному каналу связи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585617
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.4680

Устройство регистрации крутящего момента при вращательном и возвратно-вращательном движениях исполнительного органа

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для регистрации крутящего момента статически и динамически нагруженных узлов при вращательном и возвратно-вращательном движениях активных и пассивных органов машин и механизмов. Устройство представляет собой подшипниковый узел, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586962
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.46b4

Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота

Изобретение относится к аналитической химии. Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586961
Дата охранного документа: 10.06.2016
Showing 1-8 of 8 items.
27.11.2014
№216.013.0c01

Способ получения материала на основе оксидного гексагонального ферримагнетика с w-структурой и материал, полученный этим способом

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению материала на основе оксидного гексагонального ферримагнетика с W-структурой. Может использоваться в радиотехнике и радиоэлектронике, например, в качестве радиопоглощающих покрытий. Компоненты сушат, смешивают путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534481
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.02.2015
№216.013.243f

Ячеистый теплозвукоизоляционный материал

Изобретение относится к области создания пористых теплозвукоизоляционных материалов и может быть использовано в строительстве, судостроении и энергетической промышленности. Технический результат изобретения заключается в улучшении звукоизолирующих характеристик и снижении водопоглощения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540732
Дата охранного документа: 10.02.2015
29.12.2017
№217.015.f393

Способ получения радиопоглощающего покрытия на вентильных металлах и их сплавах и покрытие, полученное данным способом

Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к процессам микроплазменного оксидирования, и может быть использовано в области микроэлектроники и других областях техники. Радиопоглощающее покрытие выполнено в виде керамического слоя, содержащего магнитоактивные вещества, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637871
Дата охранного документа: 07.12.2017
04.04.2018
№218.016.3338

Композиционная одноупаковочная силикатная краска

Изобретение относится к составам для нанесения покрытий, а именно к композиционным силикатным краскам с органическими добавками, и может быть использовано в строительстве и быту для защиты и декоративной отделки фасадов, а также для внутренних работ в зданиях и помещениях. Композиционная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645502
Дата охранного документа: 21.02.2018
11.06.2018
№218.016.60a4

Поглотитель электромагнитных волн гигагерцевого диапазона

Изобретение относится к области радиопоглощающих материалов и конструкциям поглотителей, а конкретней к системам защиты от сверхвысокочастотного электромагнитного излучения, и может быть использовано для решения задач электромагнитной совместимости радиоэлектронных систем и комплексов, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657018
Дата охранного документа: 08.06.2018
19.04.2019
№219.017.3151

Способ получения многослойного радиопоглощающего материала и радиопоглощающий материал, полученный этим способом

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн (ЭМВ), в том числе в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), и может быть использовано для снижения радиолокационной заметности различных объектов. Техническим результатом изобретения является расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002423761
Дата охранного документа: 10.07.2011
26.04.2020
№220.018.19e7

Радиопоглощающий материал и способ его получения

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к поглотителям высокочастотного электромагнитного излучения в диапазоне сверхвысоких частот, и может быть использовано для снижения возможности обнаружения различных целей средствами радиообнаружения, для обеспечения электромагнитной совместимости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720152
Дата охранного документа: 24.04.2020
12.04.2023
№223.018.4581

Терагерцовый кристалл

Изобретение относится к терагерцовым (ТГц) материалам, используемым в производстве терагерцовой оптики. Терагерцовый кристалл согласно изобретению характеризуется тем, что выполнен на основе однофазных твердых растворов системы AgCl – AgBr – TlI и содержит хлорид, бромид серебра и иодид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756581
Дата охранного документа: 01.10.2021
+ добавить свой РИД