Радиоэкранирующие и радиопоглощающие полимерные материалы и конструкции

Радиопоглощающие и радиоэкранирующие материалы и покрытия. Имитация свободного пространства (эффект "невидимости") в широком диапазоне электромагнитных волн при использовании метаматериалов. Технологии, уменьшающие радиолокационную заметность объектов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 10.11.2017
Размер файла 3,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Кафедра "Технология композиционных материалов, конструкций

и микросистем"

«Утверждаю»

Зав. кафедрой ТКМ,КиМ

Бабаевский П.Г.

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Конструкционные и функциональные полимерные композиционные материалы»

на тему: «Радиоэкранирующие и радиопоглощающие полимерные материалы и конструкции»

Студент группы 4МТМ-5ВБ-040В /Шувалова Т.С./

Руководитель /Мийченко И.П./

МОСКВА - 2016

Содержание

Введение

1. Радиоэкранирующие и радиопоглощающие полимерные материалы и конструкции

2. Радиоэкранирующие материалы, покрытия и конструкции

3. Радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции

4. Радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции, уменьшающие радиолокационную заметность объектов (УРЗ). Технология Stealth

5. Имитация свободного пространства (эффект "невидимости") в широком диапазоне электромагнитных волн при использовании метаматериалов

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Полимерные материалы (ПМ), полимерные композиционные материалы (ПКМ) являются многофункциональными материалами, свойства которых являются функцией свойств компонентов, входящих в их состав.

Среди многочисленных типов ПМ и ПКМ функционального (специального) назначения интеллектуальные, радиоэкранирующие и радиопоглощающие материалы, полимерные материалы для защиты от высокоскоростного инденторного воздействия (броневые материалы и конструкции), теплозащитные материалы, полимерные наноматериалы позволяют существенно расширить использование ПМ и ПКМ в изделиях современной техники, отвечающих специфическим условиям их эксплуатации.

При разработке экранирующих и поглощающих материалов, покрытий и конструкций используют комплексный подход, обеспечивающий эксплуатационную эффективность и предполагающий проведение анализ физических явлений в материалах при действии на них электромагнитных полей и установление влияния состава и структуры материалов на показатели их диэлектрических и магнитных свойств. Принцип работы экранирующих и поглощающих электромагнитную энергию материалов заключается в том, что при прохождении энергии через материалы она преобразовывается. При этом имеют место явления поглощения, отражения, рассеивания, интерференции, дифракции электромагнитных волн. Такие материалы широко используются в качестве материалов безэховых камер, для защиты техники, оборудования и людей от воздействия электромагнитного излучения, для создания поглощающих элементов в волноводах и коаксиальных линиях, уменьшающих радиолокационную заметность объектов.

В первом разделе рассмотрены теоретические основы радиопоглощающих и радиоэкранирующих полимерных материалов, узкодиапазонные материалы, широкодиапазонные материалы, компоненты РЭМ и РПМ. Во втором разделе рассмотрены радиоэкранирующие материалы, покрытия и конструкции. В третьем разделе рассмотрены радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции. В четвертом разделе рассмотрены радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции, уменьшающие радиолокационную заметность объектов (УРЗ), технология Stealth. В пятом разделе рассмотрена имитация свободного пространства (эффект "невидимости") в широком диапазоне электромагнитных волн при использовании метаматериалов.

1. Радиоэкранирующие и радиопоглощающие полимерные материалы и конструкции

Эффективность радиопоглощающих ЭМЭ (электромагнитную эмиссию) материалов, покрытий и конструкций связана с максимальным поглощением и минимальным отражением ЭМЭ защищаемых объектов.

Требуемая эффективность достигается при использовании результатов анализа физических явлений в материалах при действии на них ЭМЭ радиодиапазона; анализа влияния состава и структуры материалов на показатели их диэлектрических и магнитных свойств.

Электромагнитные излучения характеризуются напряженностями (индукциями) электрического (Е) и магнитного (Н) полей и их колебаниями (электромагнитными волнами). Электромагнитные волны характеризуют частотой колебаний: f - число колебаний в секунду: f = l / T (Т- период колебаний) и длиной л=c / f (л - длина волны; с - скорость распространения волн; f - частота).

Радиоволны (103-1012 Гц) делят на: сверхдлинные (10-30 км); длинные (1-10 км); средние (1000-100 м); короткие (100-10 м); УКВ (л < 10м) (рисунок 1.1).

Взаимодействие ЭМЭ различных частотных диапазонов с материалами имеют свою специфику.

При разработке экранирующих и поглощающих ЭМЭ радиодиапазона материалов рассматриваются механизмы процессов взаимодействия материалов с электрической и магнитной компонентами электромагнитного поля радиодиапазона. Электромагнитное поле радиоволны, проходящей из внешнего пространства с волновым сопротивлением описывается уравнениями Максвелла, которые связывают напряженности электрической (Е) и магнитной (Н) составляющих электромагнитного поля с коэффициентами отражения R и поглощения А, В ЭМЭ материалом с определенными электрофизическими свойствами, показателями его диэлектрической и магнитной проницаемостей (рисунок 1.2).

Рисунок 1.1 - Частотные диапазоны электромагнитного излучения.

Рисунок 1.2 - Схема взаимодействия материалов с электрической и магнитной компонентами электромагнитного поля радиодиапазона

Преобразование (расход, потеря) ЭМЭ, приходящих из внешнего пространства электромагнитных волн L при их контакте с материалами определяется суммой:

L= A+R+B, дБ

А - Потери ЭМЭ, обусловленные ее поглощением материалом

R- потери ЭМЭ, связанные с отражением энергии от поверхностей материала толщиной b

В - Потери ЭМЭ из-за внутренних переотражений в материале.

Основными требованиями, предъявляемыми к радиопоглощающим материалам, являются максимальное поглощение А электромагнитной энергии в широком диапазоне частот и длин электромагнитных волн.

Для различных типов материалов имеется расчетный аппарат, позволяющий связать их поглощающие и экранирующие свойства с их электрофизическими свойствами. Поглощение ЭМЭ прямо пропорционально толщине материала «b» и коэффициенту затухания в этом материале: А=b· или А=8,686 b·а.

Значения коэффициентов затухания ЭМЭ для различных типов материалов определяются их электрофизическими свойствами, например, для материалов с электропроводящими компонентами:

где: f - частота ЭМЭ; г =1/сv - проводимость материала; сv - удельное объемное сопротивление; е' и м' - действительные части комплексных диэлектрической и магнитной проницаемостей.

Значения волновых сопротивлений Z2 составляют для:

- проводников (г>105 Ом-1•м-1 до 108) Z2=

- полупроводников (105<г<104 )

- диэлектриков (<106, до 1014=1018) Z2=

Поглощающий ЭМЭ материал будет соответствовать своему назначению в том случае, если в нём отсутствует отражение электромагнитной волны от внешней поверхности, а энергия, проникающая внутрь такого материала, полностью в нем поглотится.

Дополнительным средством, повышающим поглощающую способность, является оптимизация формы поверхности («архитектуры»). Для уменьшения отражения наружной поверхности радиопоглощающего покрытия придается рельефность за счет выступов, пирамидальных шипов, сотовых ячеек (рисунок 1.3). Величина углов при вершинах шипов, особая форма ячеек сот определяют число контактов электромагнитных волн с поверхностью. При каждой контакте имеет место поглощение ЭМЭ и уменьшение энергии отраженных электромагнитных волн. Коэффициент отражения R таких поверхностей мало зависит от угла падения электромагнитных волн.

Рисунок 1.3 - Влияние величины углов рельефа поверхности поглощающего материала на число контактов (а) ЭМЭ с ними (при угле 90°-2 контакта, при 60°-3, 45°-4,36°-5) и вариант (б) «архитектуры» поверхности материала.

Совершенствование радиоэкранирующих (РЭМ) и радиопоглощающих (РПМ) материалов достигается использованием электроактивных полимеров, наноразмерных наполнителей в электропроводящих и магнито-диэлектрических материалах.

Покрытия на основе капсюлированных гелей из полиэлектролитов (полиэлектролитные гели - хемомеханические системы, изменяющие свои размеры и объем при прохождении электрического тока, благодаря электроосмотическим процессам) - электроактивных (пьезоэлектрических) полимеров, к которым относятся поликислоты (полиакриловая, полиметакриловая, полиэтиленсульфо-, полистиролсульфо-, полифосфорная кислоты), полиоснования (поливиниламин, поли-4-винилпиридин), сополимеры акриловых кислот с 4-винилпиридином, акрилонитрилом, под воздействием ЭМЭ изменяют свой рельеф, обеспечивая диффузное отражение.

Узкодиапазонные материалы

Поглощение ЭМ-волн определенного диапазона проходит в материалах интерференционного типа и материалах, использующих принцип «электрического болота» (рисунок 1.4).

Интерференционный материал - поглотитель ЭМЭ, состоящий из слоя диэлектрика, наложенного на поверхность конструкции. Поглощение ЭМЭ происходит в результате наложения несовпадающих по фазе колебаний и гашения в результате резонанса при интерференции. Резонанс достигается благодаря интерференции волн, отразившихся от внешней поверхности и поверхности, на которую нанесено покрытие. При этом расстояние между отражающими поверхностями (толщина покрытия) должно быть таким, чтобы обеспечивалось сложение отраженных волн с равными амплитудами в противофазе.

Рисунок 1.4 - Принцип работы интерференционного узкодиапазонного материала

1 - слой диэлектрика с определеннымизначениями и ;

2 - стенка конструкции

радиоэкранирующий радиопоглощающий полимерный

В многослойных покрытиях, использующих принцип «электрического болота», в качестве диэлектрической компоненты используют пенопласты и пенорезины на основе полимеров с высокими диэлектрическими свойствами (полистиролы, полиэтилены, фторопласты, кремнийорганические резины, полиуретаны эластичные и жесткие). Обеспечивается и согласование входных сопротивлений за счет оптимального рельефа поверхности.

Широкодиапазонные материалы

Минимальное отражение R и максимальное поглощение А энергии электромагнитных широкого диапазона длин волн обеспечивают покрытия и конструкции на основе магнитодиэлектрических и электропроводящих композиций.

Широкодиапазонные экранирующие и поглощающие материалы представляют собой композиционные материалы на основе диэлектрических связующих (полимеры, керамика), токопроводящих и магнитных компонентов (наполнители) различной природы (углеродные порошки, в том числе, наноразмерные, сажи, фуллерены, нанотрубки, волокна, ткани; металлические, металлизированные - в токопроводящих материалах; магнитомягкие и стеклообразные металлы, ферриты - в магнитодиэлектрических материалах).

Для снижения магнитного сопротивления магнитодиэлектриков используют связующее с высокой магнитной проницаемостью на основе токопроводящих и металлсодержащих полимеров.

Компоненты РЭМ и РПМ. Радиоэкранирующие и радиопоглощающие свойства обеспечиваются соответствующими компонентами (диэлектрики, проводники, магнитные компоненты), которые вводятся в заданном соотношении, при этом, в зависимости от природы и типа они могут выполнять и роль упрочняющих компонентов.

Диэлектрические компоненты.

В качестве диэлектрических компонентов РЭМ, РПМ, покрытий и конструкций используют термо- и реактопласты и эласты, пенопласты, пенорезины, сферопласты и резины, ПКМ, пленки, клеи, компаунды, лакокрасочные материалы с широким диапазоном диэлектрических свойств.

Диэлектрические свойства полимеров - совокупность параметров, определяющих поведение полимеров в электрическом поле.

Диэлектрические потери - часть энергии внешнего электромагнитного поля, которая необратимо рассеивается в диэлектрике.

Параметрами, определяющими эффективность полимеров в экранирующих и поглощающих ЭМЭ материалов, являются электрическое сопротивление и электрическая прочность.

Электрическая проводимость, диэлектрические потери и диэлектрическая проницаемость (в меньшей степени - электрическая прочность) полимеров зависят от химического состава и структуры.

Практически не существует полимеров, лишенных полярных групп.

Электрическая прочность - минимальная напряженность электрического поля, при которой происходит пробой диэлектрика, т.е. диэлектрик теряет свои электроизоляционные свойства и в нем образуется проводящий канал.

Для покрытий с повышенным тепловыделением при их контакте с ЭМЭ радиодиапазона используют материалы на основе полиариленов (ароматические полиамиды, полисульфоны. полифениленоксиды и др.) и полигетероариленов (поли- и сополиимиды).

Присутствие влаги в зависимости от её количества и характера распределения в объеме полимера вызывает резкое изменение диэлектрических свойств. Совместное действие нагрева и электрического поля вызывает электрическое старение полимеров.

Электропроводящие компоненты.

B экранирующих и поглощающих ЭМЭ материалах на основе полимерных диэлектриков (связующих, в том числе, модифицированных, с собственной электрической и магнитной проводимостью) электропроводящие компоненты выполняют роль наполнителей, определяющих, прежде всего электрофизические свойства электропроводящих композиций.

В качестве электропроводящих фаз используют углеродные (технический углерод, графит, сажа, углеродные и графитизированные волокна и текстильные формы из них - нити, жгуты, ленты, ткани, коксы, фуллерены, астралены - многослойные углеродные наночастицы, нанотрубки) и металлические (порошки, волокна, хлопья, металлизированные стеклянные, углеродные, полимерные волокна) материалы.

Электрические свойства переходных форм углерода определяются делокализованными -электронами. По величине и характеру электропроводности углеграфитовые материалы являются полупроводниками, причем углеродные волокна по типу проводимости относят к органическим полупроводникам, а графит и графитизированные волокна охватывают область от полупроводников до проводников.

Электрические свойства волокон зависят от типа исходного сырья и предельной температуры пиролиза.

Использование технического углерода в виде графита и саж обусловлено их высокой дисперсностью и электропроводностью.

Используя термопластичные и термореактивные полимеры и эластомеры в качестве связующих и электропроводящие вещества в качестве наполнителей получают композиционные электропроводящие материалы (ЭПМ). В зависимости от v ЭПМ используются для изготовления нагревательных элементов, в качестве антистатических материалов, токопроводящих клеев, лаков, эмалей, покрытий, радиоэкранирующих и радиопоглощающих материалов.

Электропроводность ЭПМ определяется дисперсностью токопроводящих компонентов, их объемным содержанием и равномерностью распределения в объеме ЭПМ. При слишком малой степени наполнения расстояние между токопроводящими частицами не допускает перемещения электронов, что, собственно, и является электропроводностью. При критических и выше концентрациях электропроводящих наполнителей расстояние между ними сокращается настолько, что формируются электропроводящие пути.

Магнитные компоненты.

Для характеристики магнитных свойств материалов используют следующие критерии:

1. Магнитная восприимчивость, Км устанавливает связь намагниченности М с напряжённостью Н внешнего магнитного поля, Кm=М/Н

2. Магнитное насыщение, максимально возможное значение намагниченности, М

3. Коэрцитивная сила - значение напряжённости магнитного поля НС , необходимое для полного размагничивания ферромагнитного материала

4. Магнитная индукция B=µ0(H+M), плотность магнитного потока, сумма внешнего (Н) и внутреннего (М) магнитных полей, магнитная постоянная µ0=4р=12,56·10-7 Гн/м

5. Остаточная индукция Вг - индукция магнитного поля при значениях +HS=0; Bs - индукция насыщения (полная ориентация векторов намагниченности вдоль поля)

6. К-константа кристаллографической магнитной анизотропии, удельная энергия, Дж/м2, затрачиваемая не перемагничивание. Намагничивание ферромагнетика идёт тем легче, чем меньше К. В сплавах из компонентов с положительными и отрицательными значениями К, К=0, например, у сплавов системы Fe-Ni

7. Точка Кюри, Q - температура, при которой полностью исчезает параллельная ориентация векторов намагниченности (магнитный момент равен нулю), переход ферромагнетика в парамагнитное состояние

8. Магнитная проницаемость характеризует интенсивность роста индукции В при увеличении напряжённости Н намагничивающего поля (в системе СГС µ=В/Н), тангенсу угла наклона к первичной кривой намагничивания В= f(H). Различают относительную µотн= 1+Кm, начальную µн при Н=0, максимальную µmax .

Ферромагнетики характеризуются большим значением магнитной восприимчивости (кm >> 1), а также её нелинейной зависимостью от напряжённости поля Н и температуры. Железо, никель, кобальт и редкоземельный металл гадолиний имеют чрезвычайно большое значение Кm~106. Их способность сильно намагничиваться широко используется в технике.

При взаимодействии ферромагнетиков с магнитной составляющей электромагнитной энергии она поглощается по нескольким механизмам:

· Потери при перемагничивании на гистерезис, количественно оцениваются площадью, ограниченной кривыми петли гистерезиса

· Потери (тепловые), связанные возникновением при перемагничивании токов Фуко и переходом ЭМЭ в тепловую

· Потери ЭМЭ благодаря поглощению энергии на поворот плоскости поляризации ЭМ волны (эффект Фарадея)

· Потери как результат сдвига по фазе на угол вектора напряжённости Н и индукции В магнитного поля. Мерой потерь являются значения µ" и tgдµ=µ"/',характеризующие часть энергии переменного магнитного поля, необратимо преобразующейся в магнетике в тепло

· Потери при избирательном поглощении ЭМЭ СВЧ диапазона (f 800 МГц) при частотах, совпадающих с собственной частотой магнитного момента ферромагнетика (ферромагнитный резонанс). Резонанс проявляется в уменьшении µ' и росте µ" в некоторой области поля ?Н0 (рис.71),в резком возрастании tgдµ.Эффективность СВЧ ферритов характеризуют шириной интервала ?Н0 резонансной кривой на уровне половины высоты резонансного максимума.

Металлические магнитные материалы.

Магнитомягкие материалы (особо чистое железо, низкоуглеродистые электротехнические стали нелегированные и кремнистые, прецизионные низкокоэрцитивные сплавы на железной и железоникелевой основе, порошковые ферро- и ферримагнитные и композиционные магнитодиэлектрические материалы) намагничиваются в слабых магнитных полях вследствие большой магнитной проницаемости и малых потерь на перемагничивание.

Низкочастотные магнитомягкие материалы с высокой индукцией насыщения используют для эксплуатации в магнитных полях напряжённости от 102 до 5•104 А/м.

Ферриты представляют собой магнитную керамику, получаемую спеканием оксида железа с оксидами других металлов. Высокоплотные ферриты с регулируемым размером зёрен изготавливают горячим прессованием.

По магнитным свойствам ферриты уступают металлическим ферромагнетикам и не могут с ними конкурировать в области низких частот. Ферриты имеют невысокую индукцию насыщения, относительно большую коэрцитивную силу и невысокую температуру точки Кюри, что ограничивает их рабочую температуру и ухудшает температурную стабильность свойств. Ферриты - твёрдые и хрупкие материалы, обрабатывать которые можно только алмазным инструментом.

По строению ферриты представляют собой ионные кристаллы. Их кристаллическую решётку образуют отрицательные ионы кислорода и положительные ионы металлов.

Никель-цинковые ферриты отличаются высоким удельным электрическим сопротивлением и малыми потерями, поэтому их используют при более высоких частотах (до 200 МГц) и подразделяют на три группы:

1. Ферриты первой группы не содержат специальных присадок и применяются для работы в слабых и средних полях на частотах до 2 МГц.

2. Ферриты второй группы содержат 50% Fe203 и 1-8% других оксидов. Их применяют для работы на частотах до 55 МГц.

3. Ферриты третьей группы содержат избыток Fe203 (54-59%), а также присадки кобальта и других оксидов. Они имеют меньше потери на вихревые точки и предназначены для использования в слабых полях на частотах до 220 МГц.

Аморфные металлические магнитные материалы.

Аморфное состояние обеспечивает металлическим материалам свойства, значительно отличающиеся от свойств соответствующих материалов с кристаллической структурой.

Специфика аморфной структуры, по сравнению с кристаллической, в её однородности: нет правильной решётки, но нет и дефектов, резко нарушающих атомный порядок. Эта однородность является важным, с точки зрения процессов намагничивания, обстоятельством, поскольку движение границ магнитных доменов (участков магнетика, намагниченных в одном направлении) в значительной мере определяется их взаимодействием с неоднородностями структуры.

Аморфное состояние обеспечивает металлическим материалам свойства, значительно отличающиеся от свойств соответствующих материалов с кристаллической структурой.

Удельное электрическое сопротивление аморфных металлических материалов в 2-4 раза выше, чем у аналогичных сплавов с кристаллической структурой. В условиях предельно высокого электросопротивления начинают проявляться эффекты, характерные не столько для металлов, сколько для диэлектриков.

Аморфные металлы характеризуются высокой способностью к намагничиванию, малой коэрцитивной силой, высокой индукцией насыщения, прямоугольной петлёй гистерезиса (снижение потерь на гистерезис и вихревые точки).

Из аморфной ленты (фольга и ткань) производятся магнитные экраны для защиты элементов электронных приборов, причем ее механические свойства (в отличие от всех других магнитных материалов) позволяют этим экранам одновременно выполнять функции пружин.

Для снижения коэффициента внутреннего размагничивания Nb:

где: Р - коэффициент объемного ферромагнитного наполнения (степень наполнения, объемная доля наполнителя); µн - начальная магнитная проницаемость ферромагнитного наполнителя; µр - эффективная магнитная проницаемость полимерного магнитодиэлектрика.

Необходимо увеличение за счет увеличения объема мелкодисперсного наполнителя и равномерного распределения его в диэлектрической матрице.

Сильное размагничивающее действие немагнитных полимерных прослоек между магнитными частицами приводит к необходимости получения композиций с высокими значениями Р. Снизить содержание магнитного наполнителя можно, используя связывающие фазы с высокой магнитопроводностью (допированные электропроводящие и металлсодержащие связующие) и использованием нанодисперсных порошков.

2. Радиоэкранирующие материалы, покрытия и конструкции

Радиоэкранирующие материалы (РЭМ), покрытия (РЭП) и конструкции (РЭК) обеспечивают экранирование объектов, в основном, за счет отражения ЭМИ, когда ЭМИ лишь частично проходит в материал экрана и экранируемое пространство. Если от металлических экранов ЭМИ отражается почти полностью, то от экранов из токопроводящих ПМ только около 80% ЭМЭ отражается, а 20% поглощается. Технологичность полимерных композиций, особенно в материалах с магнитными компонентами, позволяет изготавливать экраны сложной формы. В РЭМ и РЭП при прохождении ЭМЭ имеют место не только процессы отражения, но и процессы преломления, дифракции, интерференции, дисперсии, процессы, обеспечивающие поглощение и преобразование ЭМЭ.Защита от ЭМЭ актуальна в связи с широким использованием электронных устройств, производящих ЭМЭ высокой частоты, мощность которых постоянно увеличивается.Быстрое развитие и распространение электрических устройств вызывает все возрастающее влияние электромагнитных излучений на окружающую среду.

Эффективность экранирования определяют измерением напряженности электрического (Е), магнитного (Н) поля, интенсивностью излучения (сопротивления поверхности экрана, Р) на определенном расстоянии до и после экрана. Для определения способности экранов отражать и поглощать ЭМИ используют источник электромагнитных волн и два способа экранирования:

1) Измеряют характеристики ЭМ - поля перед и за экраном.

2) Измеряют характеристики ЭМ - поля вокруг и внутри определенного экранированного объекта.

Эффективность экранирования определяется электрофизическими свойствами материалов и геометрическими параметрами покрытий.

Существенное уменьшение сопротивления v наблюдается при снижении контактного сопротивления между частицами наполнителя, например, при покрытии порошка никеля тонким слоем серебра.

Эффективным способом снижения электрического сопротивления ЭПМ является введение в них металлических или металлизированных волокон, причем, чем больше отношение длины волокна к его диаметру, тем заметнее эффект снижения сопротивления.

Для изготовления токопроводных экранирующих материалов в качестве наполнителей используют металлизированные стеклянные волокна. Стеклянные волокна металлизируют вакуумным напылением или используя металлические расплавы.

Термопластичные ЭПМ для использования в качестве радиоэкранируюших разработаны на основе поликарбонатов, полиамидов, полипропилена, поливинилхлорида. В качестве наполнителей в них используют хлопья алюминия, стеклянные, углеродные, в том числе и металлизированные, металлические волокна, сажу (таблица 2.1, рисунок 2.5).

Для электрических свойств резин в большей степени, чем для других полимеров, имеет значение природа применяемых матричных каучуков, наполнителей, пластификаторов и вулканизующих агентов.

Природа каучука оказывает существенное влияние только до тех пор, пока в вулканизате не образуются токопроводящие цепочки и после этого для получения низкоомных резин большую роль играет технология смешивания компонентов и электропроводность саженаполненных вулканизатов практически не зависит от электрических свойств каучука.

Таблица 2.1 - Свойства термопластичных ЭПМ, экранирующих ЭМЭ радиодиапазона

Типы наполнителей,

% масс.

у+, МПа

бк Изоду, Дж/м

с надрезом,

без надреза

НДТ/А,

°С

сs,

Ом

сv, Ом·см

Эффективность экранирования, дБ

Поликарбонат

40% алюминия

44,8

69,4/320

142

10

10

35-40

40% углеродного волокна

182

97/544

149

102

102

40

волокно из нержавеющей стали

63

65/146

140

102

102

40

Полиамид 6,6

40% алюминиевых хлопьев

66,5

54/244

240

102

102

35-40

40% углеродного волокна

217

87/70

260

102

102

40

Полиамид 6

40% углеродного волокна

245

97/76

218

102

102

40

Полибутилентерефталат

40% алюминиевых хлопьев

52,5

54/217

193

102

102

40

40% углеродного волокна

175

96/642

221

102

102

40

Полифениленоксид Noryl

40% углеродного волокна

120,4

59/244

146

102

102

40

Полифениленсульфид

40% углеродного волокна

120

59/408

263

102

102

40

40% углеродного волокна с никелевым покрытием

147

43,5/272

260

1

10

50-60

Полиэфирэфиркетон

30% углеродного волокна с никелевым покрытием

161

70/544

260

1

10

50-60

Самая низкая электропроводность может быть получена введением ацетиленовой сажи в латекс.

В случае дециметрового диапазона длин волн эффективность применения электропроводных полимерных материалов, наполненных техуглеродом, значительно ниже, чем для сантиметрового диапазона. С целью ее повышения необходимо значительно повысить проводимость таких материалов. Дальнейшее введение в композиции электропроводного техуглерода нецелесообразно, поскольку проводимость увеличивается незначительно, а физико-механические и, главное, технологические свойства высоконаполненных полимерных материалов резко ухудшаются.

Рисунок 2.1 - Влияние на log р содержания различных токопроводящих наполнителей в поликарбонате (I) и полиамиде (II).

1 - углеродные волокна; 2 - металлизированные стеклянные волокна; 3 - А1 хлопья; 4 - сажа; ТС - пороговая концентрация; log р - логарифм сопротивления поверхности экрана, функция v.

Основной проблемой является равномерное по объему распределение наполнителей, что обеспечивает стабильность экранирующих свойств. Необходимо учитывать влияние этих компонентов на технологические и механические свойства композиций.

Экранирующие материалы поставляются в виде эластичных и жестких пеноматериалов, тонких листов, рыхлой сыпучей массы, заливочных компаундов. Экраны устанавливаются с помощью клея, крепежных устройств. Устойчивость к воздействию атмосферных условий, топлив и других факторов достигается путём применения защитных покрытий соответствующих типов.

По сравнению с металлическими проводниками ЭПМ имеют высокую коррозионную стойкость, технологичность при изготовлении изделий сложной формы, небольшую плотность, эластичность и т.д.

Эффективна замена металла на ЭПМ при изготовлении распределительных щитов, коробок, различных экранов и других заградительных устройств и конструкций.

3. Радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции

Радиопоглощающие материалы (РПМ) покрытия (РПП) и конструкции (РПК) на основе ПМ с токопроводящими и магнитными компонентами используют в различных отраслях техники для решения двух задач:

1. обеспечение оптимальных условий эксплуатации устройств электроники, электротехники, радиотехники при воздействии на них ЭМЭ различных частот и интенсивностей для устранения нежелательных отражений сигналов.

2. обеспечение минимального отражения R, максимального поглощения А ЭМЭ радиодиапазона, ослабление ЭМЭ в 100-10000 раз (до 30-40 Б) конструкций малоотражающих форм (архитектуры) для имитации «свободного» пространства, уменьшения радиолокационной заметности (УРЗ) оборудования, транспорта, подводных и надводных кораблей, объектов авиаракетной техники.

В широкодиапазонных резонансных покрытиях используют диэлектрические композиции с магнитными наполнителями (ферритовые магнитодиэлектрики).

Для снижения массы поглощающих покрытий и конструкций используют углеродные наполнители.

Широкодиапазонные магнитодиэлектрики используют в качестве поглощающих материалов элементов ВЧ- и СВЧ- аппаратуры, в безэховых камерах.

Безэховые камеры (длина до 40 - 50 м, поперечные сечения до 15 Ч 15 м, используют для измерения характеристик антенных систем и обтекателей, для определения эффективных поверхностей рассеяния (ЭПР, уц) различных материалов и целей. В безэховых камерах проводятся измерения:

1) диаграмм направленности антенн

2) эффективных площадей рассеяния активных и пассивных целей

3) импеданса антенн, связи антенн (электрической совместимости антенн).

В безэховых камерах частотная интерференция практически отсутствует, что обеспечивает требуемую точность измерений. Получили распространение безэховые камеры с поперечным и продольным расположением этих элементов, апертурного типа. В камерах с продольными элементами их направление соответствует направлению от излучателя к испытываемому объекту. Камеры апертурного типа используются в тех случаях, когда по тем или иным причинам имеется одностороннее распространение энергии от передатчика к приемнику (рисунок 3.6).

Традиционными поглощающими материалами эхокамер являются диэлектрики. Толщина поглощающих стенок из диэлектриков на основе пено(поро)полиуретанов и полистиролов при частотах более 100 МГц для обеспечения R<0,1% превышает 1 м.

Покрытия с ферритовыми слоями на диэлектрике являются широкодиапазонными.

Для тонких измерений в эхокамерах используют сложные составы материалов и структуры поглощающих экранов.

Поверхности в виде ячеистых структур изготавливают из диэлектрических пенопластов.

Поглощающие ЭМЭ поглотители с повышенными упруго-прочностными свойствами состоят из стеклопластиковых плоских, трубчатых или сотовых элементов, ориентированных параллельно направлению распространения электромагнитного излучения.

Рисунок 3.1 - Элементы поверхностных слоев радиопоглощающих материалов безэховых камер

1 - пирамидальные; 2 - плоские; 3 - трубчатые; 4 - сотовые.

Для поглощения высоких частот применяют скошенные сотовые ячейки. Если для пропитывания ячеек используют растворы с постоянной концентрацией примесей, то размеры ячеек выбираются различными. При использовании ячеек постоянных размеров концентрация примесей изменяется от максимальной в нижнем слое до минимальной в наружном слое.

Клиновидные выступы широкополосного поглотителя, поверхности которых изменяются по экспоненциальному закону имеют в одной плоскости треугольную форму, в другой - прямоугольную (рисунок 3.7).

Рисунок 3.2 - Радиопоглощающие конструкции с плоскими входящими поверхностями с коническими углублениями, заполненными диэлектрическими вставками (а), с коническими вставками и зазорами в конических углублениях (б), с двумя коническими вставками (в), с клиновидными вставками (г), вид сверху и сбоку).

1 - блок из фенолоальдегидного пенопласта; 2 - конические углубления с токопроводящим покрытием 5; 3- передняя поверхность; 4 - диэлектрические вставки (в "а"- высота шипов 5 см, диаметр основания шипов 2 см, угол при вершине 15°; в "в"- с образующими, изменяющимися по экспоненте) из пенопластов с Ti02 с > фенолоальдегидного пенопласта; 5 - алюминиевый отражающий экран (фольга); 6 - клиновидные элементы из поглощающего материала; 7 - зубчатые гофрированные поглощающие слои; 8 - межслоевые диэлектрические слои с малыми значениями .

4. Радиопоглощающие материалы, покрытия и конструкции, уменьшающие радиолокационную заметность объектов (УРЗ). Технология Stealth

Выделение проблемы уменьшения радиолокационной заметности объектов достаточно условно с точки зрения теории процессов экранирования и поглощения ЭМЭ и во многом связано с практическими вопросами УРЗ военных объектов.

Радиолокация - область науки и техники, предмет которой - наблюдение различных объектов (целей) радиотехническими средствами: их обнаружение, распознавание, определение их местонахождения, скорости и др.

Рисунок 4.1 - Зависимость разрешающей способности L PJIC от рабочих длин волн л

Возможности обнаружения объектов по отраженной радиоволне определены при измерении высоты ионосферы (слоя Кеннели-Хевисаида) путем наблюдения интерференции радиоволн, распространяющихся вдоль поверхности Земли и волн, отраженных от ионосферы (рисунок 4.8).

При современном уровне развития PJIC достаточно 5% отраженной энергии для обнаружения объекта на расстоянии в тысячи км.

Характеристикой, определяющей возможность обнаружения объекта с помощью РЛС, является величина его эффективной площади рассеивания (ЭПР, Sэфф, уц), определяющая дальность его обнаружения.

где : К- коэффициент, учитывающий характеристики PJIC, атмосферное поглощение ЭМЭ, отражения ЭМЭ от поверхностей и др.

Уменьшение в 100 раз сокращает дальность обнаружения более чем в 3 раза, а ц выражается в единицах площади или децибелах (дБ).

уц (дБ)=10 lg уц (м2)

Расчеты уц объектов сложной конфигурации с использованием уравнений Максвелла представляет большие трудности и уц определяют, в основном, экспериментальными методами. Экспериментальные средние значения уц в м2 составляет:

Объект

уц , м2

Головная часть баллистической ракеты

0,2

Истребитель

3=5

Средний бомбардировщик

7-10

Дальний бомбардировщик

15-20

Транспортный самолет

до 50

Крейсер

14000

Транспорт малого тоннажа

150

Транспорт среднего тоннажа

7500

Транспорт большого тоннажа

15000

Траулер

750

Малая подводная лодка в надводном положении

140

Катер

100

Рубка подводной лодки

1

Человек

0,8

УРЗ объектов сводится к уменьшению ц методами основанными на:

1. управлении рассеиванием ЭМ-волн, обеспечивающим оптимальную диаграмму обратного рассеяния;

2. формировании рациональной архитектуры конструкции объекта;

3. применении РПМ и РПП.

Для противорадиолокационной защиты стационарного и подвижного оборудования, техники, транспорта разработан большой ассортимент маскирующих узко- и широкодиапазонных поглощающих материалов в виде сеток, накидок, плёнок, покрытий, пенопластов и пенорезин, листовых материалов, в том числе многослойных.

Расширение рабочего диапазона РПМ достигают регулированием геометрических и электромагнитных параметров поглотителей, используя слои с токопроводящими волокнистыми компонентами, образующие структуры различных форм с различными электрофизическими характеристиками, обеспечивающими резонанс при частотах 2-20 ГГц, поглощающие элементы, нанесённые аппликацией и приклеиванием; вырезы, изменяющие резистивные, емкостные, индуктивные компоненты (рисунки 4.9, 4.10)

Эффект маскировки достигается, когда размер, форма распределения отверстий, ячеек, аппликаций (из токопроводящих или магнитных поглотителей для широкополосных РПП с меньшей толщиной) обеспечивают поверхностное сопротивление (зависит от водопоглощения) равное 220-640 Ом, при сопротивлении воздуха 377 Ом.

Рисунок 4.2 - Структуры поглощающих слоёв РПМ для противорадиолокациоиной маскировки с волокнистыми токопроводящими компонентами, распределёнными в объеме полимерного диэлектрика

Рисунок 4.3 - Сетки с отверстиями различных типов для противолокационной маскировки.

5. Имитация свободного пространства (эффект "невидимости") в широком диапазоне электромагнитных волн при использовании метаматериалов

Полимерные материалы с регулируемыми электрофизическими свойствами используют в качестве материалов, экранирующих и поглощающих электромагнитную энергию (ЭМЭ) радиодиапазона. При прохождении ЭМЭ радиодиапазона в таких материалах она преобразуется по различным механизмам. Эффективность экранирования и поглощения ЭМЭ определяется коэффициентом отражения.

Под оптическими свойствами материалов имеется в виду их реакция на воздействие электромагнитных волн (ЭМВ) различных длин волн, частот и энергий (рисунок 5.11).

Рисунок 5.1 - Соотнесение энергий, частот и длин волн.

Все волны ЭМИ распространяются в вакууме с одинаковой скоростью 299792458 ± 1,2 м/с. Скорость "c" связана с электрической емкостью вакуума е0 и магнитной проницаемостью вакуума м0 соотношением:

Явления, происходящие при контакте электромагнитного излучения с твердыми веществами, обусловлены взаимодействием излучения с атомами, ионами и/или электронами:

а) к переходу электронов из одного энергетического состояния в другое (энергетические состояния атома дискретны, из возбужденного состояния электроны переходят в основное, излучая электромагнитные колебания);

б) к электронной поляризации (смещению электронного облака относительно атомного ядра с поглощением части энергии и замедлению скорости v = c/n прохождения ЭМВ через вещество, что приводит к отклонению ЭМВ при прохождении границы раздела 2-х сред, их преломлению (рефракции).

Так как

,

где: е0, м0 - характеристики вакуума; е,м - диэлектрическая и магнитная проницаемость среды (материала)

то в этом случае абсолютный показатель преломления:

,

здесь: r , r- относительные (вакуума и среды) электрофизические величины.

Когда электромагнитные волны переходят из одной среды в другую (например, из воздуха в твердое вещество) часть излучения Т с изменением направления (преломлением) проходит через эту среду, часть А поглощается ею, часть R отражается от границы между двумя средами (рисунок 5.12).

Рисунок 5.2 - Схема перехода электромагнитной волны через разные среды.

Угол падения ц и угол преломления б (зависит от длины ЭМВ, хроматическая дисперсия) связаны соотношениями:

где: n1, n2 - показатели преломления сред I и II; х1, х2 - скорости ЭМВ соответственно в средах I и II.

Интенсивность I0 излучения, падающего на границу раздела сред, равна сумме прошедшего IТ, поглощенного IA и отраженного IR потоков:

I0 = IТ + IA + IR

Интенсивность излучения представляет собой энергию в Вт/м2, проходящую через единицу площади, перпендикулярную направлению распространения излучения, в единицу времени.

Сумма долей энергии, характеризующих относительную прозрачность T = TT/I0, поглощающую способность A = IA/I0, отражающую способность R = IR/I0 равна единице:

T+A+R=1, T, A, R = f (л)

При прохождении ЭМВ через природные среды явления поглощения, рассеяния (отражения) и пропускания накладываются друг на друга и для ЭМВ с л = 0,4 мкм доли прошедшего, поглощенного и отраженного излучения составляет соответственно 0,90; 0,05; 0,05, для л= 0,55 мкм - 0,50; 0,48; 0,02.

Интенсивность излучения, выходящего через заднюю поверхность среды:

IТ = I0 (1 - R)2·e -вl

где: R - коэффициент отражения; в - коэффициент поглощения (зависит от л и интенсивности излучения); l - толщина среды (материала), взаимодействующего с ЭМВ.

Если ЭМВ падают перпендикулярно поверхности раздела, то:

где: n1 и n2 - показатели преломления сред I и 2;

Электромагнитные волны состоят из электрического и магнитного компонентов, которые перпендикулярны друг другу (векторы E, H) и направлению их распространения (вектор K) и потоку энергии (вектор S), схема «А»:

При положительных значениях е и м ("+" перед квадратным корнем) показатель преломления вещества n положителен преломленная волна появляется на противоположной стороне линии "а-а", проходящей перпендикулярно границе раздела двух сред (нормали к поверхности, схема "Б").

У сред с отрицательными значениями е и м волны появляются на той же стороне нормали к поверхности, что и приходящая волна (схема "В").

В левых средах векторы и направлены в разные стороны, их фазовая скорость противоположна потоку энергии. Благодаря направленному изменению векторов, ЭМВ увеличивают свой импульс, притягиваются средами с n<0. Если материальный объект защищен средой (покрытием, экраном) с n<0, то ЭМВ при контакте с ним искривляются (явление нелинейной оптики) и, двигаясь по кривой, огибают его:

Реализуется эффект «невидимости» объекта, наблюдатель увидит только то, что находится за объектом, но не сам объект.

Материалы особой структуры, включающие компоненты с отрицательными значениями диэлектрической е и магнитной м проницаемости, названы метаматериалами (метаструктурами).

Термин «метаматериал» применен к структурам, композициям, которые, благодаря их специфическому взаимодействию с ЭМВ, обеспечивают проявление нелинейных эффектов (искривление ЭМВ).

При создании метакомпозиций полимеры используют как в качестве их составных частей (матрицы, наполнители-резонаторы), так и в технологических процессах формирования метаструктур методами микро- и наностереолитографии, самосборочной литографии и др.

Для формирования топологической схемы используют фотолитографию, электронографию, рентгенографию, УФ-графию, самосборочную литографию.

Для изготовления полимерных, металлических, керамических метаструктур с различными схемами размещения резонаторов используют многоступенчатые литографические технологии.

Например, при использовании фотолитографии технология включает следующие операции:

- нанесение на подложку фоторезисторного полимера в виде раствора или расплава

- перенесение литографическим способом изображения схемы резонаторов с маски на подложку

- закрепление фоторезиста экспонированием

- удаление не закрепленного фоторезиста

- травление незащищенного фоторезистором поверхностного слоя

- удаление остатков фоторезиста

- имплантирование ионов в протравленные участки схемы

- литографическое формирование токопроводящих контактов для активации резонаторов

При изготовлении сложных многослойных структур процесс повторяется необходимое число раз.

Типы метакомпозиций (метаматериалов):

Многоуровневый (чередующийся слои с шагом в 2,68 мм из медных проводников и колец с разрезом) трехмерной структуры метаматериал с отрицательным коэффициентом преломления микроволн с л около 20см (частота 10 ГГц); материал Веселаго (Smit D., Калифорнийский университет, г. Сан-Диего, 2000 г).

Вафельный метаматериал из чередующихся слоев фторида магния и серебра с призматическими отверстиями, сформированными обработкой ионной плазмой (Zhang, Jason V., University of California, Berkeley)

Трехслойный метаматериал из слоев серебра, разделенных слоем оксида алюминия с коэффициентом преломления -1,1 при л 818-799 нм (ИК-диапазон) с прямоугольными отверстиями (120 х120 нм, между отверстиями 300 нм)

Метаматериал из слоев пористого оксида алюминия толщиной 60 нм, получаемых электрохимически, с регулярным массивом нанострежней (резонаторов) из серебра, обеспечивающий "невидимость" в ИК-диапазоне с л до 660 нм (Jie Yao, UC Berkeley)

Метаструктура из полимерных стержней, изготавливаемых обработкой фоторезистного полимера методом лазерной наностереолитографии. При диаметре стержней в несколько сотен нм обеспечивает «невидимость» в диапазоне ЭМВ с л 1,4 мкм и выше; при диаметре стержней 10нм-в оптическом диапазоне.(Tolga E., Karlsruhe of Tehnology, ФРГ)

Поверхность экранов из ПМКМ может быть:

1. Плоской. Оптимизация диэлектрических и магнитных свойств, обеспечение требуемых закономерностей изменения показателя преломления осуществляется в матричных и слоистых ПМКМ за счет сложной внутренней структуры с размещением в их объеме блоков микро-, наноразмерных резонаторов различных форм, конических, клиновидных, зубчатых, гофрированных вставок, характерных для традиционных радиопоглощающих материалов.

2. Иметь элементы из метакомпозиций, нанесенные аппликацией, приклеиванием.

Ускорение и удешевление производства метакомпозиций на пленочных носителях может быть достигнуто при использовании непрерывных методов их изготовления, реализованных в технологии производства электронных полимерных чипов с использованием информации о структуре композиции в цифровом формате с её считыванием лазером или световым лучом. Метакомпозиции при этом наклеивают как фольгу на полимерные пленки или интегрируют в структуру изделий.

При использовании ПМКМ затрудняется обнаружение, например, подводных лодок, благодаря перенаправлению звуковых волн гидролокаторов от них. Структура такого покрытия представлена ниже:

Экраны из ПМКМ эффективно использовать для изоляции от акустических волн (шумов), обеспечения идеальной акустики, защиты сейсмически опасных объектов, от колебаний земной коры.

Перспективно использование метакомпозиций для:

1) получения изображений, качество которых не ограничено дифракционным пределом разрешения (суперлинзы);

2) улучшения чувствительности томографов, увеличение изображений, сокращения продолжительности сканирования;

3) улучшения качества связи;

4) оптоэлектроники, в компьютерах с оптическими процессорами, ускорения интернета.

Заключение

Эффективность радиопоглощающих ЭМЭ материалов, покрытий и конструкций связана с максимальным поглощением и минимальным отражением ЭМЭ защищаемых объектов.

Требуемая эффективность достигается при использовании результатов анализа физических явлений в материалах при действии на них ЭМЭ радиодиапазона; анализа влияния состава и структуры материалов на показатели их диэлектрических и магнитных свойств.

Основными требованиями, предъявляемыми к радиопоглощающим материалам, являются максимальное поглощение А электромагнитной энергии в широком диапазоне частот и длин электромагнитных волн.

Поглощающий ЭМЭ материал будет соответствовать своему назначению в том случае, если в нём отсутствует отражение электромагнитной волны от внешней поверхности, а энергия, проникающая внутрь такого материала, полностью в нем поглотится.

Дополнительным средством, повышающим поглощающую способность, является оптимизация формы поверхности («архитектуры»). Для уменьшения отражения наружной поверхности радиопоглощающего покрытия придается рельефность за счет выступов, пирамидальных шипов, сотовых ячеек.

Совершенствование радиоэкранирующих (РЭМ) и радиопоглощающих (РПМ) материалов достигается использованием электроактивных полимеров, наноразмерных наполнителей в электропроводящих и магнито-диэлектрических материалах.

Радиоэкранирующие и радиопоглощающие свойства обеспечиваются соответствующими компонентами (диэлектрики, проводники, магнитные компоненты), которые вводятся в заданном соотношении, при этом, в зависимости от природы и типа они могут выполнять и роль упрочняющих компонентов.

В качестве диэлектрических компонентов РЭМ, РПМ, покрытий и конструкций используют термо- и реактопласты и эласты, пенопласты, пенорезины, сферопласты и резины, ПКМ, пленки, клеи, компаунды, лакокрасочные материалы с широким диапазоном диэлектрических свойств.

В качестве электропроводящих фаз используют углеродные (технический углерод, графит, сажа, углеродные и графитизированные волокна и текстильные формы из них - нити, жгуты, ленты, ткани, коксы, фуллерены, астралены - многослойные углеродные наночастицы, нанотрубки) и металлические (порошки, волокна, хлопья, металлизированные стеклянные, углеродные, полимерные волокна) материалы.

Радиоэкранирующие материалы (РЭМ), покрытия (РЭП) и конструкции (РЭК) обеспечивают экранирование объектов, в основном, за счет отражения ЭМИ, когда ЭМИ лишь частично проходит в материал экрана и экранируемое пространство. Если от металлических экранов ЭМИ отражается почти полностью, то от экранов из токопроводящих ПМ только около 80% ЭМЭ отражается, а 20% поглощается. Технологичность полимерных композиций, особенно в материалах с магнитными компонентами, позволяет изготавливать экраны сложной формы. В РЭМ и РЭП при прохождении ЭМЭ имеют место не только процессы отражения, но и процессы преломления, дифракции, интерференции, дисперсии, процессы, обеспечивающие поглощение и преобразование ЭМЭ.Защита от ЭМЭ актуальна в связи с широким использованием электронных устройств, производящих ЭМЭ высокой частоты, мощность которых постоянно увеличивается.Быстрое развитие и распространение электрических устройств вызывает все возрастающее влияние электромагнитных излучений на окружающую среду.

Радиопоглощающие материалы (РПМ) покрытия (РПП) и конструкции (РПК) на основе ПМ с токопроводящими и магнитными компонентами используют в различных отраслях техники для решения двух задач:

· обеспечение оптимальных условий эксплуатации устройств электроники, электротехники, радиотехники при воздействии на них ЭМЭ различных частот и интенсивностей для устранения нежелательных отражений сигналов.

· обеспечение минимального отражения R, максимального поглощения А ЭМЭ радиодиапазона, ослабление ЭМЭ в 100-10000 раз (до 30-40 Б) конструкций малоотражающих форм (архитектуры) для имитации «свободного» пространства, уменьшения радиолокационной заметности (УРЗ) оборудования, транспорта, подводных и надводных кораблей, объектов авиаракетной техники.

Полимерные материалы с регулируемыми электрофизическими свойствами используют в качестве материалов, экранирующих и поглощающих электромагнитную энергию (ЭМЭ) радиодиапазона. При прохождении ЭМЭ радиодиапазона в таких материалах она преобразуется по различным механизмам. Эффективность экранирования и поглощения ЭМЭ определяется коэффициентом отражения.

Экраны из ПМКМ эффективно использовать для изоляции от акустических волн (шумов), обеспечения идеальной акустики, защиты сейсмически опасных объектов, от колебаний земной коры.

Перспективно использование метакомпозиций для:

1) получения изображений, качество которых не ограничено дифракционным пределом разрешения (суперлинзы);

2) улучшения чувствительности томографов, увеличение изображений, сокращения продолжительности сканирования;

3) улучшения качества связи;

4) оптоэлектроники, в компьютерах с оптическими процессорами, ускорения интернета.

Список использованной литературы

1. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. 2-е изд. - СПб.: Научные основы и технологии, 2010. - 822 с.

...

Подобные документы

  • Общие сведения о композиционных материалах. Свойства композиционных материалов типа сибунита. Ассортимент пористых углеродных материалов. Экранирующие и радиопоглощающие материалы. Фосфатно-кальциевая керамика – биополимер для регенерации костных тканей.

    реферат [1,6 M], добавлен 13.05.2011

  • Анализ прибора, определяющего фракционный состав топлива. Особенности загустителей пластичных смазок, рассмотрение видов. Характеристика свойств сжиженных газообразных топлив. Пластические массы как полимерные высокомолекулярные синтетические материалы.

    контрольная работа [884,5 K], добавлен 13.01.2013

  • Магнитомягкие материалы для сильных токов и промышленных частот. Электротехнические стали, магнитомягкие материалы для постоянного тока и слабых токов низких и повышенных частот. Магнитострикционные материалы, материалы для высоких частот и СВЧ.

    курсовая работа [514,3 K], добавлен 23.04.2012

  • Материалы для электропечестроения. Огнеупорные растворы, бетоны, набивные массы и обмазки. Пористые огнеупоры. Теплоизоляционные и жароупорные материалы. Дешевизна и недефицитность. Материалы для нагревательных элементов электрических печей сопротивления.

    реферат [66,1 K], добавлен 04.01.2009

  • Классификация мебели по функциональному назначению и материалам. Формирование мебельных стилей. Требования к качеству кухонной мебели и материалам для её производства. Полимерные, металлические и текстильные материалы. Применение отделочных материалов.

    курсовая работа [61,1 K], добавлен 01.11.2012

  • Состав и свойства пластмасс. Композиционные материалы с неметаллической матрицей. Резиновые материалы: общая характеристика, свойства и назначение. Клеящиеся материалы и герметики. Сущность и виды каучуков. Понятие, виды и физические свойства древесины.

    реферат [27,1 K], добавлен 18.05.2011

  • Современные тенденции в развитии материаловедения мебельной промышленности. Древесные породы, применяемые в плотничных работах. Физические и механические свойства древесины. Круглые лесоматериалы, клееные деревянные конструкции, полимерные материалы.

    курсовая работа [518,0 K], добавлен 10.02.2016

  • Рекомендуемые способы сварки и сварочные материалы, требования к ним. Технические характеристики используемого оборудования. Последовательность сборки и сварки конструкции, контроль качества швов. Определение норм расхода применяемых материалов.

    курсовая работа [38,2 K], добавлен 25.04.2015

  • Физические принципы, используемые при получении материалов: сепарация, центрифугирование, флотация, газлифт. Порошковая металлургия. Получение и формование порошков. Агрегаты измельчения. Наноматериалы. Композиционные материалы.

    реферат [292,6 K], добавлен 30.05.2007

  • Основные типы сноубордов. Материалы, используемые для изготовления сноуборда. Три основных способа изготовления деревянной основы. Защита от внешних воздействий внутренних слоев доски. Экструдированный и спечёный скользяк. Новые композитные материалы.

    реферат [799,5 K], добавлен 19.02.2015

  • Материалы с малой плотностью (легкие материалы), получение и способы их обработки. Химический состав стекла, его свойства и типы. Основы современной технологии получения стекла. Применение стекломатериалов в авиастроении, автомобилестроении, судостроении.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.05.2013

  • Классификация цветных металлов, особенности применения и обработки. Эффективные методы защиты цветного металла от атмосферной коррозии. Алюминий и алюминиевые сплавы. Металлические проводниковые и полупроводниковые материалы, магнитные материалы.

    курсовая работа [491,9 K], добавлен 09.02.2011

  • Полимерные материалы для деталей сельскохозяйственного оборудования. Составы и технология полимерных деталей, применяемых в автотракторной и сельхозтехнике. Разработка технологической оснастки и изготовления деталей для комплектования оборудования.

    контрольная работа [948,8 K], добавлен 09.10.2014

  • Материалы для картонной тары. Выбор упаковочного материала и конструкции. Характеристики готовой тары, ее унификация. Производство картонной коробки. Новизна конструкции, нанесение печати на картонную тару. Графическое решение художественного оформления.

    курсовая работа [3,6 M], добавлен 27.07.2012

  • Назначение и конструкция комода, используемые материалы. Техническая характеристика лака и грунтовки. Расчет объемов отделки поверхностей. Выбор оборудования для нанесения лака. Схема защитно-декоративного покрытия изделия, технология его создания.

    курсовая работа [53,6 K], добавлен 11.12.2013

  • Основные климатические факторы, влияющие на атмосферную коррозию. Механизм ее возникновения. Старение неметаллических материалов в атмосферных условиях. Коррозионная устойчивость сталей и сплавов. Основные методы изучения коррозии металлов и старения.

    дипломная работа [3,5 M], добавлен 02.03.2014

  • Пластические массы (пластмассы) как основной тип неметаллических материалов. Основные технологические и эксплуатационные свойства пластмасс. Термопластичные и термореактивные материалы. Классификация пластмасс в зависимости от их основного назначения.

    реферат [16,6 K], добавлен 10.01.2010

  • Классификация сталей. Стали с особыми химическими свойствами. Маркировка сталей и области применения. Мартенситные и мартенсито-ферритные стали. Полимерные материалы на основе термопластичных матриц, их свойства. Примеры материалов. Особенности строения.

    контрольная работа [87,0 K], добавлен 24.07.2012

  • Сведения о конструкции бульдозеров, их применение. Бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом. Требования к конструкции, материалы на ее изготовление. Выбор и обоснование способов сварки, сварочного оборудования. Контроль сварных соединений.

    курсовая работа [44,5 K], добавлен 23.03.2010

  • Материалы для изоляционных и антикоррозионных покрытий. Резиновые технические изделия и их применение в теплоэнергетическом оборудовании электростанций. Сущность электролитического способа. Металлизация распылением. Плакирование металла взрывом.

    презентация [185,2 K], добавлен 22.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.