Materiál pohlcujúci rádiové vlny: popis, vlastnosti, použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Súčasná úroveň rozvoja rádiotechnických zariadení a ich široké využitie kladie otázky elektromagnetickej ochrany a bezpečnosti do popredia. Až donedávna zostala táto vrstva problémov v tieni, pretože technologická úroveň ich neumožňovala podrobne zvážiť. Ale dnes existuje celý smer vývoja materiálov absorbujúcich radary (RPM), ktoré majú rôzne účely.

Rozsah RPM

Potreba použitia tohto druhu materiálov vzniká vo vojensko-obrannom komplexe, v civilnom priemysle, pri riešení typických problémov vo vývoji rádioelektronických zariadení a pod. Ochranné systémy a bezpečnostné nástroje sú však stále najrelevantnejšie z hľadiska požiadavky na RPM. Navyše nejde nevyhnutne o vojensko-technický komplex. Moderné radarové absorbérymateriály sú úspešne zvládnuté vo výklenku počítačových systémov, ktoré spracúvajú informácie s pripojením prostriedkov ochrany pred neoprávneným prístupom. Objekty biologického pôvodu sú tak chránené pred elektromagnetickými vplyvmi a zníženie radarovej zraniteľnosti je nevyhnutnosťou pre široké spektrum civilných a vojenských jednotiek. Ďalšia vec je, že povaha použitia a vlastnosti konkrétnych otáčok sa môžu v každom prípade výrazne líšiť.

Čo sú RPM?

Túto triedu materiálov možno definovať na základe schopnosti zloženia a štruktúry produktu zabezpečiť absorpciu elektromagnetickej energie v určitom frekvenčnom rozsahu. Nové generácie RPM sú prístupnejšie modifikácii, pokiaľ ide o ich schopnosť premeniť absorbované vlny na určité typy energie. V tomto procese sa okrem absorpcie pozorujú aj javy ako interferencia, rozptyl a difrakcia. Pokiaľ ide o výrobu materiálov absorbujúcich rádioaktívne žiarenie, sú založené na časticiach feromagnetika. Používajú sa ako širokospektrálne absorbujúce materiály, ktoré vytvárajú izolačnú vrstvu na povrchu cieľového produktu vzhľadom na elektromagnetické vlny. V tomto prípade musí byť predpokladom konštrukčného základu izolátora prítomnosť nemagnetického dielektrika. Na tomto základe sa vyvíjajú rôzne modifikácie RPM. Napríklad okrem štruktúry feromagnetík môžu byť zahrnuté prvky sadzí alebo grafitu, ktoré pôsobia akoabsorbéry. Pri výrobe úzkorozsahových otáčok sa kladie dôraz aj na použitie gumy alebo plastov.

Rozdiel medzi materiálmi absorbujúcimi radar a nátermi

Pokiaľ ide o výkon, neexistuje striktný rozdiel medzi materiálmi a nátermi na tento účel, ale kvôli samotnej mechanike výroby a ďalšej manipulácie je potrebné rozlišovať medzi týmito prostriedkami izolácie. Najmä, ak môžu byť materiály zahrnuté v štruktúrnej a dokonca elementárnej základni cieľového produktu, potom povlaky pôsobia len ako pomocná vrstva na povrchu bez vykonávania akýchkoľvek úloh inej povahy. Čiastočne existujú aj rozdiely v absorbčných schopnostiach, ale tento faktor je skôr podmienený. V závislosti od štruktúry môže materiál absorbujúci radar vykazovať určitý úspech ako zariadenie na absorpciu mikrovlnného žiarenia, ale v každom prípade bude táto schopnosť charakteristická len pre obmedzený rozsah. Napríklad dnes existujú radiačné spektrá radarových staníc, ktoré v zásade nie sú dostupné na „spracovanie“RPM.

Technické a prevádzkové charakteristiky RPM

Materiály sú dosť rôznorodé vo svojom dizajne a štruktúre, a napriek tomu existujú ukazovatele priemerného výkonu pre najetablovanejšie skupiny RPM. Medzi základné charakteristiky, ktoré odrážajú tieto hodnoty, patria:

• Dĺžka pracovných vĺn - od 0,3 do 25 cm.
• Prevádzkové frekvenčné spektrum je od 300 do 37 500 MHz.
• Magnetická permeabilita – od 1, 26 do 10-6 H/m.
• Rozsah prevádzkových teplôt - od -40 do 60 °С.
• Hmotnosť – približne 200 – 300 g na 1 m2.

Je potrebné vziať do úvahy, že nie každý materiál si môže zachovať vyššie uvedené výkonové charakteristiky v náročných vonkajších podmienkach používania. V tomto zmysle môžeme vyčleniť koberec typu Ternovnik pohlcujúci rádioaktívny materiál, ktorý je široko používaný ruskými podnikmi v rôznych priemyselných odvetviach. Pre neho neexistujú prakticky žiadne obmedzenia prevádzky v drsných klimatických podmienkach. Tento materiál je navyše odolný voči mechanickému oderu a zachováva si schopnosť izolovať predmety bez ohľadu na ich tvar a plochu.

Odrody RPM

Hoci v súčasnosti neexistuje jasné rozlíšenie v segmente RPM, možno podmienečne rozlíšiť nasledujúce kategórie tohto materiálu:

• Rezonančné. Tiež sa nazývajú frekvenčne ladené - sú schopné poskytnúť úplnú alebo čiastočnú neutralizáciu absorbovanej vlny. Účinnosť je priamo určená hrúbkou ochranného produktu.
• Nerezonančné magnetické. Vo svojej štruktúre majú ferit, ktorého častice sú rozmiestnené v epoxidovej vrstve. Magnetický radar absorbujúci materiál je schopný rozptýliť vyžarovanú energiu na veľkú plochu, čo umožňuje dosiahnuť neutralizáciu v širokom frekvenčnom rozsahu.
• Nerezonančná hlasitosť. Spravidla ide o hrubé vrstvy izolátorov, ktoré absorbujú väčšinu vstupužiarenie predtým, ako sa odrazí od zadnej kovovej dosky.

Funkcie RPM na feromagnetických práškoch

Druh povlaku so schopnosťou pohlcovať rádiové vlny, ktorý obsahuje rozptýlené mikroguľôčky s časticami feritu alebo karbonylového železa. V procese absorpcie vysokofrekvenčného žiarenia v prášku dochádza k molekulárnym vibráciám, ktoré vyvolávajú uvoľňovanie tepla. Rovnaká odvodená energia, ktorá sa rozptýli alebo prenesie do susednej skladovacej štruktúry. Podobný princíp fungovania je zaznamenaný v listoch neoprénovej gumy. Tento materiál funguje na princípe magnetických strát, ale obsahuje vo svojej štruktúre pevnejšie plnivo z feritu a grafitu.

RPM peny

Špeciálna skupina RPM, ktoré sa používajú na dlhodobé maskovanie dôležitých objektov. Tento typ materiálu je založený na polyuretánovej pene. Jeho použitie je odôvodnené skutočnosťou, že konečný produkt dostáva malé rozmery a skromnú hmotnosť s pomerne širokým rozsahom absorbčnej aktivity až do decimetrového spektra. Aj keď sú suroviny v tomto prípade drahšie, materiály absorbujúce radary a nátery z maskovacej peny na báze polyuretánu majú významné výkonnostné výhody:

• Vysoké pevnostné charakteristiky v porovnaní s podobnými vodno-polymérovými materiálmi.
• Udržiavajte maskovacie vlastnosti na neurčito.
• Menej požiadavky na úložisko pre komponenty.
• Penové maskovacie krytyv princípe sa vyznačujú vysokou priľnavosťou, ktorá rozširuje možnosti ich aplikácie na najrôznejšie povrchy.

Vývoj domácich RPM

Ruskí špecialisti pracujú v niekoľkých oblastiach tvorby RPM, ale materiály založené na nanoštruktúrach by sa mali považovať za najsľubnejšie oblasti. Najmä tento koncept ovláda Výskumný ústav Ferrit-Domen, ktorý vyvinul celý rad tenkých rádioabsorbujúcich filmov vyrobených z hydrogenovaného uhlíka s nanoprvkami. Medzi výhody ruských rádioabsorbujúcich materiálov na báze nanoštruktúrnych častíc patrí zvýšená absorpčná kapacita pracujúca v ultra širokom frekvenčnom spektre 7–300 GHz. Okrem tepelnej odolnosti a mechanickej pevnosti si vývojári všímajú aj šetrnosť k životnému prostrediu a bezodpadovú technológiu výroby takýchto materiálov.

Záver

Napriek expanzii všeobecného segmentu RPM je ešte priskoro hovoriť o zavedených a štandardizovaných vývojových štandardoch pre túto triedu materiálov. Vo veľkej miere je to spôsobené utajením, v ktorom musia výskumníci v tejto oblasti pracovať, no sú tu aj problémy spojené s technologickou náročnosťou vývoja. Získanie nových sľubných materiálov absorbujúcich rádioaktívne žiarenie je dnes nemožné bez použitia inovatívnych surovín. Technológovia tiež aktívne pracujú na presnejších a efektívnejších metódach odhadu absorpčnej kapacity, čo zvyšuje schopnosť identifikovať nové RPM. A na tomto pozadíje logické, že činidlá pohlcujúce rádiové vlny na báze rovnakých feritov, ktoré sa už stali tradičnými, strácajú svoj význam.