Radioabsorbējošs materiāls: apraksts, īpašības, pielietojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Pašreizējais radiotehnikas ierīču attīstības līmenis un to plašā izmantošana aktualizēja elektromagnētiskās aizsardzības un drošības jautājumus. Vēl nesen šis problēmu slānis palika ēnā, jo tehnoloģiskais līmenis neļāva tās detalizēti izskatīt. Taču mūsdienās radaru absorbējošu materiālu (RPM) izstrādei ir vesels virziens, kam ir dažādi mērķi.

IPT darbības joma

Nepieciešamība izmantot šāda veida materiālus rodas militārās aizsardzības kompleksā, civilajā rūpniecībā, risinot tipiskas problēmas radioelektronisko ierīču izstrādē utt. Taču aizsardzības sistēmas un drošības instrumenti joprojām ir visatbilstošākais attiecībā uz pieprasījumu pēc RPM. Turklāt tas ne vienmēr ir militāri tehniskais komplekss. Mūsdienu radaru absorbētājimateriāli tiek veiksmīgi apgūti datorsistēmu nišā, kas apstrādā informāciju ar aizsardzības līdzekļu pieslēgumu pret nesankcionētu piekļuvi. Tādējādi bioloģiskas izcelsmes objekti tiek pasargāti no elektromagnētiskās iedarbības, un radaru ievainojamības samazināšana ir nepieciešamība plašam civilo un militāro vienību lokam. Cita lieta ir tāda, ka lietošanas veids un specifisko RPM īpašības katrā gadījumā var ievērojami atšķirties.

Kas ir RPM?

Šo materiālu klasi var definēt, izmantojot produkta sastāva un struktūras spēju nodrošināt elektromagnētiskās enerģijas absorbciju noteiktā frekvenču diapazonā. Jaunās RPM paaudzes ir vairāk pakļautas izmaiņām, ņemot vērā to spēju pārveidot absorbētos viļņus noteikta veida enerģijā. Šajā procesā papildus absorbcijai tiek novērotas arī tādas parādības kā traucējumi, izkliede un difrakcija. Kas attiecas uz radioabsorbējošu materiālu ražošanu, tie ir balstīti uz feromagnēta daļiņām. Tos izmanto kā plaša diapazona absorbējošus materiālus, veidojot izolācijas slāni uz mērķa produkta virsmas attiecībā pret elektromagnētiskajiem viļņiem. Šajā gadījumā izolatora strukturālās bāzes priekšnoteikumam jābūt nemagnētiska dielektriķa klātbūtnei. Pamatojoties uz to, tiek izstrādātas dažādas RPM modifikācijas. Piemēram, papildus feromagnētu struktūrai var iekļaut kvēpu vai grafīta elementus, kas darbojas kāabsorbētāji. Šaura diapazona apgriezienu skaita ražošanā uzsvars tiek likts arī uz gumijas vai plastmasas izmantošanu.

Atšķirība starp radaru absorbējošiem materiāliem un pārklājumiem

Nav stingras atšķirības veiktspējas ziņā starp materiāliem un pārklājumiem šim nolūkam, taču ražošanas un turpmākās apstrādes mehānikas dēļ ir nepieciešams atšķirt šos izolācijas līdzekļus. Jo īpaši, ja materiālus var iekļaut mērķa izstrādājuma strukturālajā un pat elementārajā pamatnē, tad pārklājumi darbojas tikai kā palīgslānis uz virsmas, neveicot nekādus cita rakstura uzdevumus. Daļēji ir arī atšķirības absorbcijas spējās, taču šis faktors ir diezgan nosacīts. Atkarībā no struktūras radaru absorbējošais materiāls var izrādīt zināmus panākumus kā mikroviļņu absorbcijas ierīce, taču jebkurā gadījumā šī spēja būs raksturīga tikai ierobežotam diapazonam. Piemēram, mūsdienās ir radiolokācijas staciju radiācijas spektri, kas principā nav pieejami RPM “apstrādei”.

RPM tehniskie un darbības parametri

Materiāli ir diezgan dažādi pēc to dizaina un struktūras, un tomēr ir pieejami vidējie veiktspējas rādītāji visnoteiktākajām RPM grupām. Galvenās īpašības, kas atspoguļo šīs vērtības, ietver:

• Darba viļņu garums - no 0,3 līdz 25 cm.
• Darbības frekvenču spektrs ir no 300 līdz 37 500 MHz.
• Magnētiskā caurlaidība - no 1, 26 līdz 10-6 H/m.
• Darbības temperatūras diapazons - no -40 līdz 60 °С.
• Svars - apmēram 200-300 g uz 1 kv.m.

Jāņem vērā, ka ne katrs materiāls var saglabāt iepriekš minētās darbības īpašības skarbos ārējos lietošanas apstākļos. Šajā ziņā mēs varam izcelt paklāja tipa Ternovnik radioabsorbējošu materiālu, ko plaši izmanto Krievijas uzņēmumi dažādās nozarēs. Viņam praktiski nav ierobežojumu darbam skarbos klimatiskajos apstākļos. Turklāt šis materiāls ir izturīgs pret mehānisku noberšanos un saglabā spēju izolēt objektus neatkarīgi no to formas un laukuma.

RPM šķirnes

Lai gan pašlaik RPM segmentā nav skaidras atšķirības, nosacīti var izdalīt šādas šī materiāla kategorijas:

• Rezonējošs. Tos sauc arī par frekvences noregulētiem - tie spēj nodrošināt pilnīgu vai daļēju absorbētā viļņa neitralizāciju. Efektivitāti tieši nosaka aizsarglīdzekļa biezums.
• Nerezonanses magnētisks. To struktūrā ir ferīts, kura daļiņas ir sadalītas epoksīda slānī. Magnētiskā radara absorbējošais materiāls spēj izkliedēt izstaroto enerģiju lielā platībā, kas ļauj panākt neitralizāciju plašā frekvenču diapazonā.
• Nerezonējošs skaļums. Parasti tie ir biezi izolatoru slāņi, kas absorbē lielāko daļu ievadesstarojums, pirms tas atstarojas no aizmugurējās metāla plāksnes.

Feromagnētisko pulveru apgriezienu skaita iezīmes

Pārklājuma veids ar radioabsorbcijas spēju, kas satur izkliedētas mikrosfēras ar ferīta vai karbonildzelzs daļiņām. Augstfrekvences starojuma absorbcijas procesā pulverī rodas molekulārās vibrācijas, kas provocē siltuma izdalīšanos. Tā pati iegūtā enerģija, kas tiek izkliedēta vai pārnesta uz blakus esošo uzglabāšanas struktūru. Līdzīgs darbības princips ir neoprēna gumijas loksnēs. Šis materiāls darbojas pēc magnētisko zudumu principa, bet tā struktūrā satur cietāku ferīta un grafīta pildvielu.

Putu RPM

Īpaša RPM grupa, kas tiek izmantota svarīgu objektu ilgtermiņa maskēšanai. Šāda veida materiāls ir izgatavots uz poliuretāna putu bāzes. Tās izmantošana ir pamatota ar to, ka galaprodukts saņem mazus izmērus un nelielu masu ar diezgan plašu absorbcijas aktivitātes diapazonu līdz decimetra spektram. Lai gan šajā gadījumā izejmateriāli ir dārgāki, radaru absorbējošiem materiāliem un maskēšanas putu pārklājumiem uz poliuretāna bāzes ir ievērojamas veiktspējas priekšrocības:

• Augstas stiprības raksturlielumi salīdzinājumā ar līdzīgiem ūdens polimēru materiāliem.
• Saglabājiet maskēšanās īpašības bezgalīgi.
• Mazākas uzglabāšanas prasības komponentiem.
• Putu maskējošie vākiprincipā tiem ir raksturīga augsta adhēzija, kas paplašina to pielietošanas iespējas uz visdažādākajām virsmām.

Iekšzemes RPM attīstība

Krievijas speciālisti strādā vairākās RPM veidošanas jomās, bet uz nanostruktūrām balstītus materiālus vajadzētu attiecināt uz perspektīvākajām jomām. Šo koncepciju jo īpaši apgūst Ferrit-Domen pētniecības institūts, kas ir izstrādājis veselu līniju plānu radioabsorbējošu plēvju, kas izgatavotas no hidrogenēta oglekļa ar nanoelementiem. Krievijā ražotu radioabsorbējošu materiālu, kuru pamatā ir nanostrukturētas daļiņas, priekšrocības ietver palielinātu absorbcijas spēju, kas darbojas īpaši plašā frekvenču spektrā no 7 līdz 300 GHz. Papildus karstumizturībai un mehāniskajai izturībai izstrādātāji atzīmē šādu materiālu ražošanas videi draudzīgumu un bezatkritumu tehnoloģiju.

Secinājums

Neskatoties uz vispārējā RPM segmenta paplašināšanos, vēl ir pāragri runāt par izveidotajiem un standartizētajiem izstrādes standartiem šīs klases materiāliem. Tas lielā mērā ir saistīts ar slepenību, kādā jāstrādā šīs jomas pētniekiem, taču pastāv arī problēmas, kas saistītas ar attīstības tehnoloģisko sarežģītību. Jaunu daudzsološu radioabsorbējošu materiālu iegūšana mūsdienās nav iespējama bez novatorisku izejvielu izmantošanas. Tehnologi arī aktīvi strādā pie precīzākām un efektīvākām absorbcijas spējas novērtēšanas metodēm, kas uzlabo spēju identificēt jaunus RPM. Un uz šī fonaloģiski, ka radioaktīvās vielas, kuru pamatā ir tie paši ferīti, kas jau ir kļuvuši tradicionāli, zaudē savu nozīmi.