Актуальність теми. Тенденція широкого використання електроенергії для сучасних потреб суспільства приводить до підвищення електромагнітного фону, який негативно впливає як на біологічні, так і на технічні об'єкти.

Традиційно для захисту електронних систем та біологічних об'єктів використовуються метали, їхні сплави, ферити та інше. Вищенаведені матеріали мають деякі недоліки: масивні, дефіцитні, дорогі та піддаються атмосферним коливанням.

Перспективним напрямком дослідження є створення ефективних композиційних матеріалів на основі діелектричної матриці та електропровідної (провідники, напівпровідники) або магнітної (ферити) домішки. В теперішній час функцію діелектричних матриць для виготовлення захисних матеріалів, в основному, виконують лаки, фарби, клеї та інші органічні середовища, які є невогнестійкими, недовговічними і негігієнічними, що обмежує області їх застосування. Згідно діючим вимогам до захисних матеріалів, визначено, що доцільним є створення нових композицій з використанням діелектричної матриці у вигляді керамічної маси та глазурного покриття. Такі композиційні матеріали мають високі фізико-механічні, експлуатаційні, естетичні, гігієнічні властивості, є екологічно чистими і довговічними матеріалами.

Враховуючи вищенаведене, розробка нових керамічних композиційних матеріалів, що забезпечують ефективний захист біологічних і технічних об'єктів від впливу електромагнітного випромінювання (ЕМВ), є актуальною проблемою сучасного матеріалознавства.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася в рамках науково-дослідної тематики кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут", спрямованої на створення композиційної кераміки з високими експлуатаційними характеристиками, у тому числі захисними від дії електромагнітного випромінювання. Здобувач був виконавцем окремих розділів держбюджетної теми МОН України "Теоретичні основи низькотемпературного синтезу нового класу високостійких склокристалічних матеріалів і покриттів" (Д.Р. № 0103U001530).

Мета і задачі досліджень. Метою дисертаційної роботи є розробка наукових основ технології електропровідної та магнітної композиційної кераміки, яка виготовляється за швидкісним режимом випалу, з ефективною захисною дією від впливу електромагнітного випромінювання.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити задачі:

здійснити обґрунтований вибір діелектричної матриці та електромагнітних домішок для одержання кераміки із захисними властивостями від дії електромагнітного випромінювання;

визначити фізико-механічні та електромагнітні властивості діелектричних матриць і домішок, а також композицій на їхній основі з метою визначення найбільш перспективних складів для одержання керамічних матеріалів із захисними властивостями;

встановити закономірності зміни фізико-механічних, експлуатаційних і електромагнітних властивостей керамічних композиційних матеріалів залежно від концентрації електропровідної, магнітної домішки та технологічних параметрів їхнього виготовлення;

розробити технологію і склади композиційної кераміки з ефективною захисною дією від впливу електромагнітного випромінювання та вивчити її мікроструктуру;

відпрацювати технологічні параметри виготовлення композиційної кераміки в умовах ЗАТ "Харківський плитковий завод" (м. Харків) для можливого подальшого впровадження у виробництво та провести її натурні випробування в приміщеннях, де працює генеруюче ЕМВ устаткування.

кераміка електропровідна композиційна магнітна

Об'єкт дослідження - перспективний керамічний матеріал, розроблений на основі традиційних компонентів та електромагнітних домішок, який має здатність послаблення електромагнітного випромінювання.

Предмет дослідження - залежність властивостей, а саме: питомого об'ємного опору, магнітної проникності, коефіцієнта екранного загасання керамічного матеріалу від кількості та характеру електропровідної або магнітної домішки та способу її розподілу в діелектричній матриці.

Методи дослідження: питомий об'ємний опір, магнітну проникність, фізико-механічні, експлуатаційні та захисні властивості керамічних матеріалів визначали згідно з діючими ДСТУ. Для прогнозування імовірності утворення сполук в матеріалах в процесі їх термообробки використовували термодинамічний метод досліджень з використанням ЕОМ. Структура та фазовий склад матеріалів визначалися за допомогою рентгенофазового, петрографічного, електронно-мікроскопічного аналізів. Для оптимізації складів і режимів термообробки матеріалів використовувалися статистичні методи планування експерименту.

Наукова новизна одержаних результатів. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведена можливість отримання за технологією швидкісного режиму випалу композиційної кераміки з захисними властивостями від дії ЕМВ. При цьому вперше:

встановлено, що за напрямом створення електропровідних керамічних композиційних матеріалів функцію діелектричної матриці буде виконувати керамічна маса, а за напрямом створення магнітних керамічних композиційних покриттів - скловидна або склокристалічна глазур;

проведена триангуляція системи CoO-Al₂O₃-Fe₂O₃, в якій визначена область кристалізації та температура утворення (1575 ^оС) фериту кобальту. Встановлено, що в умовах швидкісного режиму випалу перспективним напрямком досліджень є синтез магнітних покриттів за композиційним типом;

визначено, що в умовах швидкісного режиму випалу для отримання електропровідної композиційної кераміки необхідно використовувати електропровідну домішку - карбід кремнію, а для отримання магнітних композиційних покриттів необхідно використовувати магнітну домішку - ферит кобальту.

доведено, що використання електропровідної (карбід кремнію) та магнітної (ферит кобальту) домішок дозволяє одержати електропровідні керамічні композиційні матеріали, які за значенням питомого об'ємного опору (с_v = 8,84·10⁵ Ом·м) відносяться до класу напівпровідників та магнітні керамічні композиційні покриття, які за значенням магнітної проникності (м = 5,1-5,18) відносяться до класу магнітних матеріалів із збереженням фізико-механічних та експлуатаційних властивостей на рівні стандарту (ГОСТ 6141-91).

встановлено, що зниження питомого об'ємного опору композиційної кераміки проходить за рахунок створення ланцюгової структури карбіду кремнію та наявності магнітних властивостей склокристалічних покриттів за рахунок формування дисперсно-ізольованого розміщення фериту кобальту в об'ємі кераміки.

Практичне значення одержаних результатів. За результатами розроблених наукових положень та одержаних експериментальних даних запропоновано:

раціональний склад і технологію виробництва глазурованого (традиційна глазур) електропровідного керамічного композиційного матеріалу з захисними властивостями на основі традиційно застосовуваних сировинних матеріалів і домішки карбіду кремнію у кількості 23 мас. % (температура першого та другого випалу - 1060 ^оС, тривалість першого та другого випалу - 30 хв.). Для одержаних матеріалів виявлено зниження питомого об'ємного опору кераміки від 3,80•10^{8 (}для кераміки без електропровідних домішок) до 8,84·10⁵ Ом·м зі збереженням фізико-механічних властивостей на рівні ГОСТ 6141-91: границя міцності при згині - 25 МПа, водопоглинання - 11 %, термічна стійкість - 250 ^оС, твердість за Моосом - 6;

технологію отримання і раціональні склади магнітних композиційних покриттів, які наносяться на традиційно виробляєму керамічну підложку, з захисними властивостями, в склад яких входить ферит кобальту у кількості 30 мас. % (температура - 960-980 ^оС та тривалість - 30 хв. другого випалу). Для одержаних покриттів виявлено підвищення магнітної проникності від 1 (для покриттів без магнітної домішки) до 5,1-5,18 та зниження питомого об'ємного опору від 4,15-9,2·10^{8 (}для покриттів без магнітної домішки) до 1,62-2,04·10⁶ Ом·м зі збереженням експлуатаційних властивостей (термостійкість - 225-250 ^оС, мікротвердість - 6849-9535 МПа) на рівні стандарту.

Встановлено, що для запропонованих композиційних матеріалів зниження дії електромагнітного випромінювання у діапазоні частот 50 Гц - 1200 МГц становить у середньому 20 дБ порівняно з 2,2 дБ для керамічного матеріалу без домішки карбіду кремнію. За розробленою технологією була виготовлена дослідно-промислова партія композиційної кераміки в умовах ЗАТ "Харківський плитковий завод", яка по своїм фізико-механічним та експлуатаційним властивостям відповідає ГОСТ 6141-91 і яка пройшла натурні випробування в лабораторії НДПКІ "Молнія" НТУ "ХПІ" для захисту персоналу від дії електромагнітного випромінювання у частотному діапазоні 50 Гц - 1200 МГц.

Результати досліджень, приведених в дисертаційній роботі, впроваджені в навчальний процес при підготовці бакалаврів, спеціалістів і магістрів за спеціальністю 091606 "Хімічна технологія тугоплавких неметалічних і силікатних матеріалів".

Особистий внесок здобувача. Всі наукові результати, що викладені в дисертації та винесені на захист, одержано здобувачем особисто. Серед них: постановка проблеми, формулювання задач досліджень, їх реалізація з наступним осмисленням, математичною обробкою й інтерпретацією одержаних результатів у вигляді закономірностей і висновків, безпосередній участі в відпрацюванні технології виробництва в умовах ЗАТ "Харківський плитковий завод" та у випробуванні в лабораторіях НДПКІ "Молнія" НТУ "ХПІ".

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на: Міжнародних науково-технічних конференціях "Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности" (м. Харків, 2004, 2005 рр.); III Міжнародній науково-технічній конференції "Композиционные материалы" (м. Київ, 2004 р.); Міжнародній науково-практичній конференції "Энергосберегающие технологии. Использование отходов производства в строительных материалах и строительстве" (м. Київ, 2004 р.); Других наукових читаннях імені академіка НАН України А.С. Бережного "Физико-химические проблемы в технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов" (м. Харків, 2004 р.); Міжнародних науково-практичних конференціях "Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я" (м. Харків, 2005, 2006 рр.); XIII Міжнародній науково-технічній конференції "Теорія та практика процесів подрібнення, розподілу, змішування та ущільнення матеріалів" (м. Одеса, 2005 р.); Українській науково-технічній конференції "Фізико-хімічні проблеми в технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів" (м. Дніпропетровськ, 2006 р.).

Публікації. Основні положення і наукові результати дисертаційної роботи опубліковано в 13 наукових працях, серед них 5 статей у фахових виданнях ВАК України, 5 тез доповідей і 3 деклараційних патентах України на винахід.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, 6 розділів, висновків, 5 додатків. Повний обсяг дисертації складає 205 сторінок; 63 ілюстрації по тексту, 17 ілюстрацій на 14 сторінках; 69 таблиць по тексту, 18 таблиць на 14 сторінках; 5 додатків на 18 сторінках; 182 найменування використаних літературних джерел на 17 сторінках.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовані мета та задачі роботи, визначено наукову новизну і практичну цінність результатів досліджень, приведено загальну характеристику роботи.

У першому розділі наведено літературний огляд науково-технічної та патентної інформації з питання одержання матеріалів, здатних захищати від негативної дії електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону. Приведені дані щодо основних джерел електромагнітного випромінювання та їх дії як на організм людини, так і на електронні системи, наведені діючі стандарти стосовно електромагнітної безпеки людини. Зроблено висновок, що з кожним роком кількість джерел ЕМВ збільшується, що, в свою чергу, призводить до збільшення попиту на матеріали, які здатні захищати від дії ЕМВ.

Проведено аналіз складів існуючих матеріалів і покриттів, здатних захищати від дії ЕМВ, який показав, що одним з найбільш ефективних напрямків їх створення є розробка композицій, що включають діелектричну матрицю та домішки, які мають електропровідні або магнітні властивості. Показано, що діелектричні матриці в основному є органічного походження - фарби, лаки, гуми й інш., що обмежує області їхнього застосування за причин горючості, токсичності, низької термостійкості та інш. Обґрунтовано доцільність використання керамічних матеріалів в якості діелектричної матриці. Приведені механізми послаблення ЕМВ різними за фізичними параметрами матеріалами (провідники, напівпровідники, діелектрики, магнітні).

На підставі проведеного літературного огляду сформульована мета і визначені задачі дисертаційної роботи.

У другому розділі приведена характеристика сировинних матеріалів, технічних продуктів і хімічних реактивів, описані технологічні схеми отримання досліджуваних керамічних матеріалів, а також методи та засоби досліджень.

Третій розділ присвячений вибору діелектричної матриці та обґрунтуванню ефективної домішки для одержання електропровідних або магнітних керамічних композиційних матеріалів, які здатні захищати від дії ЕМВ радіочастотного діапазону.

Розглянуто наступні діелектричні матриці для створення на їх основі електропровідних і магнітних керамічних композиційних матеріалів захисної дії з необхідним рівнем властивостей (питомий об'ємний опір - с_v < 10⁷ Ом·м; магнітна проникність - µ > 1): керамічна маса для виробництва личкувальної кераміки; склоподібна і склокристалічна глазур.

Враховуючи відомі механізми послаблення ЕМВ за рахунок втрат енергії випромінювання на вихрові струми та перемагнічування, було розглянуто дві групи домішок: електропровідні (провідники і напівпровідники) та магнітні (ферити).

Перший етап досліджень було присвячено вибору електропровідної домішки, яка максимально знижує питомий об'ємний опір керамічних композицій, одержаних за технологією виробництва личкувальної кераміки; встановленню впливу концентрації електропровідної домішки на питомий об'ємний опір і фізико-механічні властивості композиції; вивченню електромагнітних властивостей синтезованих феритів кобальту, цинку та міді.

Дослідження показали, що найкращою електропровідною домішкою, яка знижує питомий об'ємний опір до рівня с_v = 1,2·10⁶ Ом·м і одночасно зберігає необхідні фізико-механічні властивості композиційної кераміки (W = 16 %, R_згин = 16,2 МПа) є карбід кремнію чорний (серія ККЧ), взятий у кількості 30 мас. %. Інші домішки (алюміній - серія А, залізо карбонільне - серія ЗК, графіт - серія Г1 і Г2, карбід кремнію зелений - серія ККЗ, оксид заліза (ІІІ) - серія ОЗ) хоча і знижують питомий об'ємний опір, але не задовольняють вимогам (ГОСТ 6141-91), які висуваються щодо фізико-механічних властивостей кераміки.

За напрямом створення магнітних керамічних покриттів розглянуто два способи отримання: композиційний і метод спрямованої кристалізації. Для встановлення можливості синтезу магнітної фази (фериту кобальту - CoFe₂O₄) в керамічних покриттях була розглянута система CoO-Al₂O₃-Fe₂O₃, в якій виділена область кристалізації фериту кобальту. Експериментально встановлено, що в умовах швидкісного режиму випалу неможливо одержати методом спрямованої кристалізації фериту кобальту в керамічному покритті.

За напрямом створення магнітних керамічних композиційних покриттів були проведені дослідження, які спрямовані на вибір виду ефективної магнітної домішки; встановлено, що з усіх синтезованих феритів (CoO·Fe₂O₃, ZnO·Fe₂O₃, CuO·Fe₂O₃) тільки ферит кобальту має максимальну величину магнітної проникності µ = 252 в залежності від напруженості магнітного поля (Н = 25-177 А/м), що дозволяє віднести його до магнітних матеріалів. Експериментально встановлено, що синтезований ферит кобальту відноситься до класу напівпровідників (питомий об'ємний опір - 2,1•10⁵ Ом•м) та має ТКЛР - 7,5·10^-6, К^-1.

Отримані дані дозволили визначити напрям створення магнітних покриттів (композиційний тип) і обрати електропровідну - карбід кремнію та магнітну - ферит кобальту домішки для створення електропровідної кераміки й магнітного покриття.

У четвертому розділі проведено повний факторний експеримент другого порядку з метою встановлення характеру залежностей питомого об'ємного опору, магнітної проникності, фізико-механічних та експлуатаційних властивостей досліджуваних матеріалів від температури їх термообробки (940-1110 ^оС), а також концентрації електропровідної домішки (карбід кремнію - 10-30 мас. %) у керамічній масі та магнітної домішки (ферит кобальту - 20-30 мас. %) у скловидній (СВ) і склокристалічний (СК) глазурі, на підставі якого отримані наступні математичні моделі:

для серії ККЧ:

питомий об'ємний опір (lg с_v, Ом·м):

;

водопоглинання (W, %):

;

границя міцності при згині (R_згин, МПа):

;

для серії СВ:

магнітна проникність (м):

;

питомий об'ємний опір (lg с_v, Ом·м):

;

мікротвердість (Н_в, МПа):

;

для серії СК:

магнітна проникність (м):

;

питомий об'ємний опір (lg с_v, Ом·м):

;

мікротвердість (Н_в, МПа):

,

що адекватно співвідносяться з експериментальними даними. Де х₁ і х₂ - кодовані фактори.

Аналіз цих даних дозволив встановити: максимальне зниження питомого об'ємного опору (с_v = 1,2•10⁶ Ом·м) зі збереженням значень фізико-механічних властивостей (W = 16 %, R_згин = 16,2 МПа) на рівні ГОСТ 6141-91 для композиційної кераміки досягається за концентрації карбіду кремнію 30 мас. % та температурі 1060 ^оС і тривалості 30 хв. випалу матеріалу. З огляду на основну вимогу до захисних матеріалів - мінімальне значення питомого об'ємного опору, - необхідно провести додаткові дослідження, спрямовані на зниження питомого об'ємного опору керамічного композиційного матеріалу, а отже й збільшення захисних властивостей від дії ЕМВ; для отримання композиційних глазурних покриттів по кераміці з максимальним значенням магнітної проникності (м = 5,1 для серії СВ і м = 5,18 для серії СК) і мінімальним значенням питомого об'ємного опору (с_v = 1,62•10⁶ Ом·м для серії СВ, с_v = 2,04•10⁶ Ом·м для серії СК) необхідно використовувати ферит кобальту в кількості 30 мас. %. При цьому для досягнення фізико-механічних та експлуатаційних значень на рівні ГОСТ 6141-91 і забезпечення декоративних характеристик покриттів (рівномірний чорний колір, гарний розлив, відсутність дефектів) температура випалу композицій для серії СВ повинна становити - 960 ^оС, а для серії СК - 980 ^оС.

Однією з умов одержання ефективних керамічних композиційних матеріалів, що ефективно захищають від дії ЕМВ, є збереження в складі продуктів випалу домішки у вихідному вигляді. З метою дослідження процесу формування матеріалів були проведені рентгенофазові дослідження композиційної кераміки оптимального складу серії ККЧ до випалу й після випалу (температура випалу 1060 ^оС, тривалість - 30 хв.), штрих-рентгенограми.

Аналізуючи рентгенограму композиційної кераміки після випалу, слід зазначити, що карбід кремнію не зазнає ніяких перетворень, про що свідчить практично однакова інтенсивність піків зразків до випалу та після випалу.

За допомогою РФА та електронної мікроскопії було встановлено якісний фазовий склад та досліджено структуру композиційних покриттів серії СВ і СК, які підлягали термообробці при температурах 960 ^оС та 980 ^оС відповідно. Штрих-рентгенограма та структура композиційних покриттів.

Отримані результати показують наявність фериту кобальту в покриттях обох серій. Чіткі рефлекси цієї кристалічної фази обумовлені досконалістю кристалічної решітки фериту.

В той же час і РФА покриттів, і їх електронно-мікроскопічні знімки показують, що у покритті серії СВ кількість домішки дещо зменшилася, що також підтверджується даними з вивчення властивостей. Так, зменшення магнітної проникності і збільшення питомого об'ємного опору покриття серії СВ у порівнянні зі склокристалічним покриттям серії СК пояснюється зменшенням кількості фериту кобальту у скловидному покритті.

Слід відзначити, що введення фериту кобальту до складу покриття на основі склокристалічної матриці стримує масову кристалізацію діопсиду, яка відбувається при термообробці покриття серії СК без домішок фериту кобальту за тих же технологічних умов (температура випалу 960-980 ^оС, тривалість випалу 30 хв.). Це призводить до насичення розплаву оксидами кальцію, магнію та силіцію, що позитивно впливає на експлуатаційні властивості покриття в цілому.

З метою встановлення оптимального складу керамічної маси для одержання кераміки з найменшими показниками питомого об'ємного опору, водопоглинання, лінійної вогневої усадки й максимальним значенням границі міцності при згині проводилися дослідження з використанням симплекс-ґратчастого планування (плани Шеффе).

Для дослідження обрана область технологічних складів у трикомпонентній псевдосистемі крейда - пісок - гранітні відсіви (кількість глини та SiC складала 43 і 23 мас. % відповідно). Температура випалу композиційної кераміки становила 1060 ^оС, тривалість 30 хв.

Ізолінії питомого об'ємного опору, фізико-механічних та технологічних властивостей матеріалів, які отримані в псевдосистемі крейда-пісок-гранітні відсіви.

За результатами проведеного експерименту і виходячи з вимог щодо провідних властивостей керамічного матеріалу, за оптимальний склад був обраний наступний речовинний склад: глина - 43; пісок - 16; гранітні відсіви - 16,3; крейда - 1,7; карбід кремнію - 23 мас. % відповідно. На його основі можна одержати матеріали з такими властивостями: питомий об'ємний опір - 5,77•10⁵ Ом•м, границя міцності при згині - 25 МПа, водопоглинання - 11 %, лінійна вогнева усадка - 2,3 %.

Проведений комплекс досліджень (встановлення способу приготування сировинних матеріалів, часу усереднення компонентів, тиску пресування, температури й часу випалу) дозволив вибрати оптимальні технологічні параметри для одержання композиційної кераміки: спосіб приготування сировинних матеріалів - шлікерний, тривалість перемішування - 60 хв., вологість преспорошку - 6,2 %, тиск пресування - 25 МПа, температура - 1060 ^оС та тривалість - 30 хв. першого та другого випалу з мінімальним значенням питомого об'ємного опору. Властивості та фазовий склад розробленої композиційної кераміки після першого і другого випалу приведені в табл. 1.

Таблиця 1

Властивості керамічних матеріалів оптимального складу

Як видно з табл.1 досліджувана кераміка за фізико-механічними властивостями після першого й другого випалів мають однакові значення, а за питомим об'ємним опором - трохи більше значення після другого випалу в порівнянні з першим.

Це пояснюється тим, що після другого випалу електропровідної композиційної кераміки відбувається окислювання частини карбіду кремнію, що підтверджується різною інтенсивністю піків карбіду кремнію (рис.3,7). Незважаючи на невелике збільшення значення питомого об'ємного опору композиційна кераміка після другого випалу дозволяє прогнозувати ефективну захисну дію керамічного матеріалу.

За композиційним способом створення електропровідного матеріалу ми домагаємося утворення в об'ємі матеріалу структури із ланцюговим розподілом домішки. З метою встановлення ланцюгового розподілу карбіду кремнію в об'ємі матеріалу було проведене дослідження мікроструктури кераміки оптимального складу після другого випалу. Результати дослідження.

За результатами вивчення мікроструктури встановлено, що електропровідна домішка (карбід кремнію - а) має максимальний розмір зерен 60 мкм та рівномірно розподіляється в діелектричній матриці. Електронно-мікроскопічні дослідження показують, що частки карбіду кремнію контактують між собою, утворюючи в діелектричній матриці безперервні електропровідні ланцюжки, за рахунок яких проходить зниження значення питомого об'ємного опору композиції.

Для придання естетичних властивостей розробленому електропровідному керамічному композиційному матеріалу застосована технологія глазурування фритованими та напівфритованими покриттями. Встановлено, що напівфритовані покриття (глинисті - 30 мас. %, опіснюючі - 35 мас. %, склоутворюючі - 35 мас. %) характеризуються підвищеною в'язкістю при формуванні в умовах випалу 1040 ^оС і тривалості 30 хв. і дозволяють одержати бездефектні покриття із властивостями, наведеними в табл.2, які переважають ГОСТ 6141-91.

Таблиця 2

Властивості глазурованої кераміки

У п'ятому розділі наведені результати захисних властивостей глазурованої композиційної кераміки з домішкою карбіду кремнію. Ця кераміка є найбільш технологічною та найбільш дешевшою у порівнянні з іншими розробленими матеріалами. Захисні властивості від дії ЕМВ в діапазоні частот 50 Гц-1200 МГц для композиційної кераміки з домішкою карбіду кремнію наведені на рис.9.

Рис.9. Захисні властивості композиційної кераміки

Як видно з рис.9 у діапазоні частот 50 Гц-1200 МГц, керамічний матеріал без електропровідної домішки (плитка для внутрішнього личкування стін) знижує рівень ЕМВ в середньому на 2,2 дБ, а композиційна кераміка з домішкою карбіду кремнію дозволяє знизити дію електромагнітного випромінювання в середньому на 20 дБ. Тому домішка карбіду кремнію є ефективною при створенні композиційної кераміки з високим ступенем захисту від дії електромагнітного випромінювання.

На приведених кривих видно, що величина коефіцієнту екранного загасання носить резонансний характер. Резонансні коливання коефіцієнту екранного загасання, що обумовлені наявністю границі розділу двох середовищ, спостерігаються відносно визначеного середнього рівня, який визначається величиною загасання хвилі при її поширенні в матеріалі.

В шостому розділі наведені результати дослідно-промислових випробувань на ЗАТ "Харківський плитковий завод" розробленої електропровідної композиційної кераміки, яка за своїми фізико-механічними та експлуатаційними властивостями відповідає ГОСТ 6141-91.

Проведені натурні випробування композиційної кераміки в високовольтному залі НДПКІ "Молнія" НТУ "ХПІ" для захисту персоналу від дії електромагнітного випромінювання. Встановлено, що розроблена електропровідна кераміка дозволила знизити дію ЕМВ в діапазоні частот 50 Гц - 1200 МГц у середньому на 20 дБ. Внаслідок чого збільшилась надійність зниження рівня електромагнітного поля в приміщенні у відповідності з вимогами ГОСТ 12.1.006-84 "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля".

Розроблену електропровідну композиційну кераміку рекомендовано для виробництва нового керамічного матеріалу з високими фізико-механічними, експлуатаційними властивостями та високим ступенем захисту від дії ЕМВ, що дозволить поліпшити екологічну безпеку біологічних та технічних об'єктів.

Економічний ефект від заміни 1 м² фарби Тіколак-ЕМВ на розроблену електропровідну композиційну кераміку складає 9,02 грн.

У додатках наведено протокол випробування захисних властивостей композиційної кераміки, акт випуску дослідно-промислової партії, акт використання розробленої кераміки та розрахунку економічного ефекту від впровадження результатів дисертаційної роботи й довідку про впровадження матеріалів дисертаційної роботи в практику навчального процесу.

Висновки