Radioabsorberende materiale: beskrivelse, egenskaper, bruk

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Det nåværende utviklingsnivået for radiotekniske enheter og deres utbredte bruk setter spørsmål om elektromagnetisk beskyttelse og sikkerhet på dagsordenen. Inntil nylig forble dette laget av problemer i skyggene, siden det teknologiske nivået ikke tillot dem å bli vurdert i detalj. Men i dag er det en hel retning for utviklingen av radarabsorberende materialer (RPM), som har en rekke formål.

Omfang av RPM

Behovet for å bruke denne typen materialer oppstår i det militære forsvarskomplekset, i den sivile industrien, for å løse typiske problemer i utviklingen av radio-elektroniske enheter osv. Men beskyttelsessystemer og sikkerhetsverktøy er fortsatt mest relevant når det gjelder forespørsel på RPM. Dessuten er dette ikke nødvendigvis et militærteknisk kompleks. Moderne radarabsorbentermaterialer er vellykket mestret i nisjen av datasystemer som behandler informasjon med tilkobling av midler for beskyttelse mot uautorisert tilgang. Objekter av biologisk opprinnelse er dermed beskyttet mot elektromagnetiske effekter, og å redusere radarsårbarhet er en nødvendighet for et bredt spekter av sivile og militære enheter. En annen ting er at brukstypen og egenskapene til spesifikke RPM-er i hvert enkelt tilfelle kan variere markant.

Hva er RPM?

Denne klassen av materialer kan defineres gjennom evnen til produktets sammensetning og struktur til å sikre absorpsjon av elektromagnetisk energi i et bestemt frekvensområde. Nye generasjoner av RPM-er er mer mottagelige for modifikasjoner når det gjelder deres evne til å konvertere absorberte bølger til visse typer energi. I denne prosessen, i tillegg til absorpsjon, observeres også fenomener som interferens, spredning og diffraksjon. Når det gjelder produksjon av radioabsorberende materialer, er de basert på partikler av en ferromagnet. De brukes som absorberende materialer med bredt spekter, og danner et isolerende lag på overflaten av målproduktet med hensyn til elektromagnetiske bølger. I dette tilfellet må en forutsetning for det strukturelle grunnlaget til isolatoren være tilstedeværelsen av et ikke-magnetisk dielektrisk. På dette grunnlaget utvikles ulike modifikasjoner av RPM. For eksempel, i tillegg til strukturen til ferromagneter, kan elementer av sot eller grafitt inkluderes, som fungerer somabsorbere. Ved produksjon av smale turtall er det også lagt vekt på bruk av gummi eller plast.

Forskjellen mellom radarabsorberende materialer og belegg

Det er ingen streng forskjell, når det gjelder ytelse, mellom materialer og belegg for dette formålet, men selve mekanikken til produksjon og videre håndtering gjør det nødvendig å skille mellom disse isolasjonsmidlene. Spesielt hvis materialer kan inkluderes i den strukturelle og til og med elementære basen til målproduktet, fungerer beleggene bare som et hjelpelag på overflaten, uten å utføre noen oppgaver av en annen art. Til dels er det også forskjeller i absorberende evner, men denne faktoren er ganske betinget. Avhengig av strukturen kan det radarabsorberende materialet vise en viss suksess som en mikrobølgeabsorberende enhet, men i alle fall vil denne evnen bare være karakteristisk for en begrenset rekkevidde. For eksempel er det i dag strålingsspektra for radarstasjoner som i prinsippet ikke er tilgjengelige for "behandling" av RPM.

Tekniske og operasjonelle egenskaper for RPM

Materialene er ganske forskjellige i design og struktur, og likevel finnes det gjennomsnittlige ytelsesindikatorer for de mest etablerte gruppene av RPM. De grunnleggende egenskapene som gjenspeiler disse verdiene inkluderer:

• Lengden på arbeidsbølgene - fra 0,3 til 25 cm.
• Operasjonsfrekvensspekteret er fra 300 til 37 500 MHz.
• Magnetisk permeabilitet - fra 1, 26 til 10-6 H/m.
• Driftstemperaturområde - fra -40 til 60 °С.
• Vekt - ca. 200-300 g per 1 kvm.

Det bør tas i betraktning at ikke alle materialer kan opprettholde ytelsesegenskapene ovenfor under tøffe ytre bruksforhold. I denne forstand kan vi skille ut teppetypen Ternovnik radioabsorberende materiale, som er mye brukt av russiske bedrifter i ulike bransjer. For ham er det praktisk t alt ingen restriksjoner på drift under tøffe klimatiske forhold. I tillegg er dette materialet motstandsdyktig mot mekanisk slitasje og beholder evnen til å isolere gjenstander uavhengig av form og område.

varianter av RPM

Selv om det for øyeblikket ikke er noen klar forskjell i RPM-segmentet, kan følgende kategorier av dette materialet skilles fra hverandre:

• Resonant. Også k alt frekvensinnstilt - de er i stand til å gi fullstendig eller delvis nøytralisering av den absorberte bølgen. Effektiviteten bestemmes direkte av tykkelsen på det beskyttende produktet.
• Ikke-resonant magnetisk. De har ferritt i strukturen, hvis partikler er fordelt i epoksylaget. Det magnetiske radarabsorberende materialet er i stand til å spre den utstrålte energien over et stort område, noe som gjør det mulig å oppnå nøytralisering over et bredt frekvensområde.
• Ikke-resonant volum. Som regel er de tykke lag med isolatorer som absorberer hoveddelen av inngangenstråling før den reflekteres fra den bakre metallplaten.

Funksjoner ved RPM på ferromagnetiske pulver

Et slags belegg med radioabsorberende evne, som inneholder dispergerte mikrosfærer med partikler av ferritt eller karbonyljern. I prosessen med absorpsjon av høyfrekvent stråling i pulveret oppstår molekylære vibrasjoner, som provoserer frigjøring av varme. Den samme avledede energien som spres eller overføres til en tilstøtende lagringsstruktur. Et lignende operasjonsprinsipp er notert i ark av neoprengummi. Dette materialet fungerer etter prinsippet om magnetiske tap, men inneholder i sin struktur et mer solid fyllstoff av ferritt og grafitt.

Foam RPM

En spesiell gruppe RPM-er som brukes til langsiktig maskering av viktige objekter. Denne typen materiale er basert på polyuretanskum. Bruken er rettferdiggjort av det faktum at sluttproduktet får små dimensjoner og en beskjeden masse med et ganske bredt spekter av absorberende aktivitet opp til desimeterspekteret. Selv om råvarene er dyrere i dette tilfellet, har radarabsorberende materialer og polyuretanbaserte maskerende skumbelegg betydelige ytelsesfordeler:

• Høystyrkeegenskaper sammenlignet med lignende vann-polymermaterialer.
• Oppretthold maskeringskvaliteter på ubestemt tid.
• Mindre lagringskrav for komponenter.
• Skummaskeringstrekki prinsippet kjennetegnes de av høy vedheft, noe som utvider mulighetene for påføring til et bredt spekter av overflater.

Innlandsk RPM-utvikling

Russiske spesialister jobber innen flere områder av RPM-skaping, men materialer basert på nanostrukturer bør henvises til de mest lovende områdene. Spesielt dette konseptet mestres av Ferrit-Domen Research Institute, som har utviklet en hel serie med tynne radioabsorberende filmer laget av hydrogenert karbon med nanoelementer. Fordelene med russiskproduserte radioabsorberende materialer basert på nanostrukturerte partikler inkluderer en økt absorpsjonskapasitet som opererer i det ultrabrede frekvensspekteret på 7–300 GHz. I tillegg, sammen med varmebestandighet og mekanisk styrke, legger utviklere merke til miljøvennligheten og avfallsfri teknologi for produksjon av slike materialer.

Konklusjon

Til tross for utvidelsen av det generelle RPM-segmentet, er det fortsatt for tidlig å snakke om etablerte og standardiserte utviklingsstandarder for denne klassen av materialer. Dette skyldes i stor grad hemmeligholdet som forskere på dette feltet må jobbe med, men det er også problemer knyttet til den teknologiske kompleksiteten i utviklingen. Å skaffe nye lovende radioabsorberende materialer i dag er umulig uten bruk av innovative råvarer. Teknologer jobber også aktivt med mer nøyaktige og effektive metoder for estimering av absorpsjonskapasitet, noe som forbedrer muligheten til å identifisere nye RPM. Og på denne bakgrunnlogisk sett mister radioabsorberende midler basert på de samme ferrittene, som allerede har blitt tradisjonelle, sin relevans.