Radioabsorberende materiale: beskrivelse, egenskaber, anvendelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Det nuværende udviklingsniveau af radiotekniske enheder og deres udbredte anvendelse sætter spørgsmålene om elektromagnetisk beskyttelse og sikkerhed på dagsordenen. Indtil for nylig forblev dette lag af problemer i skyggerne, da det teknologiske niveau ikke tillod dem at blive overvejet i detaljer. Men i dag er der en hel retning for udviklingen af radarabsorberende materialer (RPM), som har en række forskellige formål.

Omfang af RPM

Behovet for at bruge denne slags materialer opstår i militær-forsvarskomplekset, i den civile industri, ved løsning af typiske problemer i udviklingen af radio-elektroniske enheder osv. Men beskyttelsessystemer og sikkerhedsværktøjer er stadig mest relevant med hensyn til anmodning om RPM. Desuden er dette ikke nødvendigvis et militærteknisk kompleks. Moderne radarabsorberematerialer er med succes mestret i nichen af computersystemer, der behandler information med forbindelse af midler til beskyttelse mod uautoriseret adgang. Objekter af biologisk oprindelse er således beskyttet mod elektromagnetiske effekter, og reduktion af radarsårbarhed er en nødvendighed for en lang række civile og militære enheder. En anden ting er, at arten af brugen og egenskaberne for specifikke RPM'er i hvert enkelt tilfælde kan variere markant.

Hvad er RPM?

Denne klasse af materialer kan defineres gennem produktets sammensætning og struktur til at sikre absorption af elektromagnetisk energi i et bestemt frekvensområde. Nye generationer af RPM'er er mere modtagelige for modifikation med hensyn til deres evne til at omdanne absorberede bølger til visse typer energi. I denne proces observeres udover absorption også fænomener som interferens, spredning og diffraktion. Hvad angår produktionen af radioabsorberende materialer, er de baseret på partikler af en ferromagnet. De bruges som absorberende materialer med bred vifte, der danner et isolerende lag på overfladen af målproduktet med hensyn til elektromagnetiske bølger. I dette tilfælde skal en forudsætning for det strukturelle grundlag for isolatoren være tilstedeværelsen af et ikke-magnetisk dielektrisk. På dette grundlag udvikles forskellige modifikationer af RPM. For eksempel kan der udover ferromagneters struktur indgå elementer af sod eller grafit, som virker somabsorbere. I produktionen af snævre omdrejninger lægges der også vægt på brugen af gummi eller plast.

Forskellen mellem radarabsorberende materialer og belægninger

Der er ingen streng skelnen med hensyn til ydeevne mellem materialer og belægninger til dette formål, men selve mekanikken i fremstillingen og den videre håndtering gør det nødvendigt at skelne mellem disse isoleringsmidler. Især hvis materialer kan inkluderes i den strukturelle og endog elementære basis af målproduktet, fungerer belægningerne kun som et hjælpelag på overfladen uden at udføre opgaver af en anden karakter. Dels er der også forskelle i absorberende evner, men denne faktor er ret betinget. Afhængigt af strukturen kan det radarabsorberende materiale vise en vis succes som en mikrobølgeabsorberende enhed, men under alle omstændigheder vil denne evne kun være karakteristisk for en begrænset rækkevidde. I dag er der f.eks. strålingsspektre fra radarstationer, som i princippet ikke er tilgængelige til "behandling" af RPM.

Tekniske og driftsmæssige karakteristika for RPM

Materialer er ret forskellige i deres design og struktur, og alligevel er der gennemsnitlige præstationsindikatorer for de mest etablerede grupper af RPM'er. De grundlæggende egenskaber, der afspejler disse værdier, omfatter:

• Længden af de arbejdende bølger - fra 0,3 til 25 cm.
• Driftsfrekvensspektret er fra 300 til 37.500 MHz.
• Magnetisk permeabilitet - fra 1, 26 til 10-6 H/m.
• Driftstemperaturområde - fra -40 til 60 °С.
• Vægt - omkring 200-300 g pr. 1 kvm.

Det skal tages i betragtning, at ikke alle materialer kan opretholde ovennævnte ydeevne under barske ydre brugsforhold. I denne forstand kan vi fremhæve det radioabsorberende materiale af tæppetypen Ternovnik, som er meget udbredt af russiske virksomheder i forskellige industrier. For ham er der praktisk t alt ingen restriktioner for drift under barske klimatiske forhold. Derudover er dette materiale modstandsdygtigt over for mekanisk slid og bevarer evnen til at isolere genstande uanset deres form og område.

varianter af RPM

Selvom der i øjeblikket ikke er nogen klar skelnen i RPM-segmentet, kan følgende kategorier af dette materiale skelnes betinget:

• Resonant. Kaldes også frekvenstunet - de er i stand til at give fuldstændig eller delvis neutralisering af den absorberede bølge. Effektiviteten bestemmes direkte af tykkelsen af det beskyttende produkt.
• Ikke-resonant magnetisk. De har ferrit i deres struktur, hvis partikler er fordelt i epoxylaget. Det magnetiske radarabsorberende materiale er i stand til at sprede den udstrålede energi over et stort område, hvilket gør det muligt at opnå neutralisering over et bredt frekvensområde.
• Ikke-resonant lydstyrke. Som regel er de tykke lag af isolatorer, der absorberer hovedparten af inputtetstråling, før den reflekteres fra den bagerste metalplade.

Funktioner ved RPM på ferromagnetiske pulvere

En slags belægning med radioabsorberende evne, som indeholder dispergerede mikrosfærer med partikler af ferrit eller carbonyljern. I processen med absorption af højfrekvent stråling i pulveret opstår der molekylære vibrationer, som fremkalder frigivelse af varme. Den samme afledte energi, der spredes eller overføres til en tilstødende lagerstruktur. Et lignende funktionsprincip er noteret i plader af neoprengummi. Dette materiale arbejder efter princippet om magnetiske tab, men indeholder i sin struktur et mere solidt fyldstof af ferrit og grafit.

Foam RPM

En særlig gruppe af RPM'er, der bruges til langsigtet maskering af vigtige objekter. Denne type materiale er baseret på polyurethanskum. Dets anvendelse er begrundet i det faktum, at det endelige produkt modtager små dimensioner og en beskeden masse med en ret bred vifte af absorberende aktivitet op til decimeterspektret. Selvom råmaterialerne er dyrere i dette tilfælde, har radarabsorberende materialer og polyurethanbaserede maskerende skumbelægninger betydelige ydeevnefordele:

• Højstyrkeegenskaber sammenlignet med lignende vand-polymermaterialer.
• Oprethold tilsløringskvaliteter på ubestemt tid.
• Mindre lagerkrav til komponenter.
• Skummaskeringsbetræki princippet er de kendetegnet ved høj vedhæftning, hvilket udvider mulighederne for deres påføring til en lang række forskellige overflader.

Udvikling af indenlandske RPM

Russiske specialister arbejder inden for flere områder af RPM-skabelse, men materialer baseret på nanostrukturer bør henvises til de mest lovende områder. Dette koncept er især ved at blive mestret af Ferrit-Domen Research Institute, som har udviklet en hel serie af tynde radioabsorberende film lavet af hydrogeneret kulstof med nanoelementer. Fordelene ved russisk fremstillede radioabsorberende materialer baseret på nanostrukturerede partikler inkluderer en øget absorberende kapacitet, der opererer i det ultrabrede frekvensspektrum på 7-300 GHz. Udviklere bemærker også, sammen med varmebestandighed og mekanisk styrke, miljøvenlighed og affaldsfri teknologi til fremstilling af sådanne materialer.

Konklusion

På trods af udvidelsen af det generelle RPM-segment er det stadig for tidligt at tale om etablerede og standardiserede udviklingsstandarder for denne klasse af materialer. Det skyldes i høj grad det hemmelighedskræmmeri, som forskere inden for dette felt skal arbejde i, men der er også problemer forbundet med udviklingens teknologiske kompleksitet. At skaffe nye lovende radioabsorberende materialer i dag er umuligt uden brug af innovative råmaterialer. Teknologer arbejder også aktivt på mere nøjagtige og effektive metoder til estimering af absorptionskapacitet, hvilket forbedrer evnen til at identificere nye RPM'er. Og på den baggrundlogisk nok mister radioabsorberende midler baseret på de samme ferriter, som allerede er blevet traditionelle, deres relevans.