РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ

Предлагаемое изобретение относится к области техники экранирования электромагнитного излучения, в частности к радиопоглощающим материалам, применяемым при создании технических средств автоматической аппаратуры.

Известно радиопоглощающее покрытие, материал которого получают путем совмещения полимерного связующего и ультрадисперсного поглощающего наполнителя, в качестве которого используются спеченные частицы феррита, осажденного из водного раствора, и частицы феррита, полученные наномолекулярным наслаиванием из газовой среды [1].

Известна композиция, в которой порошковый материал для поглощения электромагнитного поля представляет собой феррит с размером частиц около 8,0 мкм. Состав феррита, мол.%: 65-85 Fe₂О₃; 2-20 MnO; 10-20 ZnO [2].

Известна композиция, в которой поглощающий материал в качестве магнитной фазы содержит порошок феррита в виде никель-цинковой феррошпинели состава, мол.%: 49-50 Fe₂О₃; 32-35 ZnO; 9-14 NiO, а в качестве диэлектрической фазы он дополнительно содержит до 10 вес.% МоО₃ [3].

Известно радиопоглощающее покрытие, где в качестве диэлектрического связующего используют олигофенилсилсеквиоксандиметилсилоксановый блок-сополимер, а в качестве поглощающего наполнителя используются углеродное волокно или магнитный наполнитель, материал покрытия может содержать стеклянные сферы [4].

Известен радиопоглощающий материал, содержащий полимерное связующее и порошковый наполнитель, состоящий из смеси карбонильного железа, феррита и фуллерена в определенных соотношениях [5].

Известно радиопоглощающее покрытие, содержащее полимерное связующее, выбранное из ряда полиолефинов, и электропроводящий порошковый наполнитель, представляющий собой продукт модификации графита концентрированными серной и азотной кислотами [6].

Известен радиопоглощающий материал, в котором в качестве связующего используется пенополиуретан, а в качестве поглощающего наполнителя технический углерод [7].

Известно радиопоглощающие покрытие, материалом которого является синтетический клей "Элатон" на основе латекса, содержащий 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 [8].

Известна композиция, состоящая из полимерного связующего и радиопоглощающего наполнителя. В качестве радиопоглощающего наполнителя применяются миниатюрные стеклянные пластинки, на поверхность которых осаждены кристаллы бариевого феррита [9].

Однако недостатком вышеуказанных материалов является то, что входящие в их состав радиопоглощающие компоненты (или часть компонентов) распределены в матрице диэлектрического связующего в такой форме, которая препятствует максимальному проявлению квантовых эффектов, в том числе эффекту флуктуации электронных плотностей. Отсутствие таких эффектов снижает поглощающие свойства материала.

Наиболее близким аналогом заявляемого материала является материал, содержащий диэлектрическое связующее, стеклянные микросферы, электропроводящие волокна и дополнительно содержащий стеклянные металлизированные микросферы (микрогранулы) с полимерным покрытием [10].

Недостаток этого материала заключается в том, что он содержит наполнители, способные поглощать только электрическую составляющую электромагнитного излучения радиоволнового диапазона. Кроме того, структура наполнителя также не предполагает проявления квантовых эффектов. Вышесказанное приводит к снижению поглощающих свойств материала.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение радиопоглощающих свойств материала как по электрической, так и по магнитной составляющей электромагнитного излучения радиоволнового диапазона.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемый радиопоглощающий материал на основе полимерного диэлектрического связующего содержит введенные в него вещества, поглощающие электрическую и магнитную составляющие радиоволнового излучения, в составе микрогранул, матрицы которых являются прозрачными для излучения радиоволнового диапазона, причем каждый вид микрогранул содержит только одно радиопоглощающее вещество, равномерно распределенное во всем их объеме в форме нанокластеров.

На чертеже показана структура радиопоглощающего материала. Радиопоглощающий материал состоит из полимерного диэлектрического связующего 1, содержащего в качестве порошкового наполнителя микрогранулы различных типов. Матрицей микрогранул может быть любое твердое вещество, прозрачное для электромагнитного излучения радиоволнового диапазона. Микрогранулы 2 содержат вещество, способное поглощать электрическую составляющую радиоволнового излучения, причем это вещество равномерно распределено в объеме микрогранулы в форме нанокластеров. Микрогранулы 3 содержат вещество, способное поглощать магнитную составляющую радиоволнового излучения, причем это вещество равномерно распределено в объеме микрогранулы в форме нанокластеров. Микрогранулы 4 состоят целиком из вещества, прозрачного для излучения радиоволнового диапазона, и не содержат каких-либо радиопоглощающих компонентов.

Распределение поглощающего вещества в объеме микрогранулы в форме нанокластеров приводит к возникновению в материале специфических атомно-молекулярных структур, в которых под воздействием электромагнитной волны 5 возникают флуктуации электронной плотности, что значительно повышает уровень поглощения электромагнитной волны.

Наличие случайно ориентированных и равномерно расположенных в объеме диэлектрического полимерного связующего микрогранул различных типов, в том числе микрогранул, не содержащих поглощающего вещества, приводит к образованию различных размеров релейных рассеивающих структур и зон 6, где происходит сложение волн в противофазе, что приводит к расширению рабочего частотного диапазона предлагаемого материала и повышает уровень поглощения электромагнитной волны.

В настоящее время на предприятии изготовлен опытный образец материала указанной структуры.

Состав радиопоглощающего материала.

Вещества поглотители электрической - нанопорошок меди и фуллерен С₇₀ составляющей

в т.ч.:

Средний размер микрогранул - 26 мкм.

Содержание радиопоглощающих добавок в пересчете на чистое вещество (массовые доли)

Кроме того, изготовлен контрольный образец материала на основе диэлектрического эпоксидного связующего, содержащего феррит (0.07), нанопорошок меди (0.03) и фуллерен С₇₀ (0.05), при этом указанные вещества были введены в состав материала в виде порошка.

Опытный и контрольный образцы были подвергнуты сравнительным испытаниям, результаты которых оформлены в виде таблицы.

Результаты испытаний подтверждают достижение заявленного технического результата. Образец с микрогранулами более эффективно поглощает радиоволны как по электрической, так и по магнитной составляющей по сравнению с образцом, в котором поглощающие вещества находятся в форме порошка.

Источники информации

1. Патент №2247759, Россия, МПК⁷ C09D 5/32, H01Q1 7/00, опубликован 2005.03.10.

2. Патент №3-14483, Япония, МПК⁴ H01F 1/00, опубликован 1992.03. 13.

3. Патент №5965056, США, МПК⁵ H01Q 17/00, опубликован 1999.10.12.

4. Патент №2273925, Россия, МПК⁷ H01Q 17/00, опубликован 2006.04.10.

5. Патент №2300832, Россия, МПК⁷ H01Q 17/00, опубликован 2007.06.10.

6. Патент №2003118967, Россия, МПК⁷ C08L 23/00, C08L 25/06, C08L 19/00, C08L 27/06, C08L 27/12, С08К 3/04, C08J 9/24, G12B 17/02, H01Q 17/00 опубликован 2005.02.10.

7. Патент №2004126880, Россия, МПК⁷ H01Q 17/00, опубликован 2006.02.20.

8. Патент №2155420, Россия, МПК⁷, H01Q 17/00, C09D 5/32, G01S 13/00 опубликован 2000.08.27.

9. Патент №6028204, Япония, МПК⁴ H01F 1/00; опубликован 1994.04. 13.

10. Патент №2003100064, Россия, МПК⁷ H01Q 17/00, опубликован 2004.07.10 (прототип).