Material radioabsorbent: descripció, característiques, aplicació

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

El nivell actual de desenvolupament dels dispositius d'enginyeria de ràdio i el seu ús generalitzat posen a l'agenda els problemes de protecció i seguretat electromagnètica. Fins fa poc, aquesta capa de problemes romania a l'ombra, ja que el nivell tecnològic no permetia considerar-los en detall. Però avui hi ha tota una direcció per al desenvolupament de materials absorbents de radar (RPM), que tenen diversos propòsits.

Àmbit de RPM

La necessitat d'utilitzar aquest tipus de materials sorgeix en el complex de defensa militar, en la indústria civil, en la resolució de problemes típics en el desenvolupament de dispositius radioelectrònics, etc. Però els sistemes de protecció i les eines de seguretat segueixen sent la més rellevant pel que fa a la sol·licitud a RPM. A més, això no és necessàriament un complex militar-tècnic. Absorbidors de radar modernsEls materials es dominen amb èxit en el nínxol dels sistemes informàtics que processen la informació amb la connexió de mitjans de protecció contra l'accés no autoritzat. Així, els objectes d'origen biològic estan protegits dels efectes electromagnètics, i reduir la vulnerabilitat del radar és una necessitat per a una àmplia gamma d'unitats civils i militars. Una altra cosa és que la naturalesa de l'ús i les propietats dels RPM específics en cada cas poden diferir notablement.

Què és RPM?

Aquesta classe de materials es pot definir a través de la capacitat de la composició i l'estructura del producte per garantir l'absorció d'energia electromagnètica en un rang de freqüència particular. Les noves generacions d'RPM són més susceptibles de modificar-se pel que fa a la seva capacitat per convertir les ones absorbides en certs tipus d'energia. En aquest procés, a més de l'absorció, també s'observen fenòmens com la interferència, la dispersió i la difracció. Pel que fa a la producció de materials radioabsorbents, es basen en partícules d'un ferroimant. S'utilitzen com a materials absorbents d'ampli rang, formant una capa aïllant a la superfície del producte objectiu respecte a les ones electromagnètiques. En aquest cas, un requisit previ per a la base estructural de l'aïllant ha de ser la presència d'un dielèctric no magnètic. Sobre aquesta base, s'estan desenvolupant diverses modificacions de l'RPM. Per exemple, a més de l'estructura dels ferroimants, es poden incloure elements de sutge o grafit, que actuen com aabsorbents. En la producció de RPM de rang reduït, també es posa l'èmfasi en l'ús de cautxú o plàstics.

La diferència entre els materials absorbents de radar i els recobriments

No hi ha una distinció estricta, en termes de rendiment, entre materials i recobriments per a aquesta finalitat, però la mateixa mecànica de fabricació i manipulació posterior fa necessari distingir entre aquests mitjans d'aïllament. En particular, si es poden incloure materials a la base estructural i fins i tot elemental del producte objectiu, els recobriments només actuen com a capa auxiliar a la superfície, sense realitzar tasques de naturalesa diferent. En part, també hi ha diferències en les habilitats d'absorció, però aquest factor és més aviat condicional. Depenent de l'estructura, el material absorbent de radar pot tenir cert èxit com a dispositiu absorbent de microones, però en qualsevol cas, aquesta capacitat només serà característica per a un rang limitat. Per exemple, avui dia hi ha espectres de radiació d'estacions de radar que, en principi, no estan disponibles per al "processament" de RPM.

Característiques tècniques i operatives de RPM

Els materials són bastant diversos pel que fa al seu disseny i estructura, però hi ha indicadors de rendiment mitjà per als grups de RPM més establerts. Les característiques bàsiques que reflecteixen aquests valors inclouen:

• La longitud de les ones de treball: de 0,3 a 25 cm.
• L'espectre de freqüències de funcionament és de 300 a 37.500 MHz.
• Permeabilitat magnètica: de 1, 26 a 10-6 H/m.
• Rang de temperatura de funcionament: de -40 a 60 °С.
• Pes: uns 200-300 g per 1 m²

S'ha de tenir en compte que no tots els materials poden mantenir les característiques de rendiment anteriors en condicions externes dures d'ús. En aquest sentit, podem destacar el material d'absorció de ràdio Ternovnik tipus catifa, que és àmpliament utilitzat per les empreses russes en diverses indústries. Per a ell, pràcticament no hi ha restriccions de funcionament en condicions climàtiques dures. A més, aquest material és resistent a l'abrasió mecànica i conserva la capacitat d'aïllar els objectes independentment de la seva forma i àrea.

Varietats de RPM

Tot i que actualment no hi ha una distinció clara en el segment RPM, les categories següents d'aquest material es poden distingir condicionalment:

• Ressonant. També anomenats sintonitzats per freqüència: són capaços de proporcionar una neutralització total o parcial de l'ona absorbida. L'eficiència ve determinada directament pel gruix del producte protector.
• Magnètic no ressonant. Tenen ferrita a la seva estructura, les partícules de la qual es distribueixen a la capa epoxi. El material que absorbeix el radar magnètic és capaç de dissipar l'energia irradiada en una gran àrea, cosa que permet aconseguir la neutralització en un ampli rang de freqüències.
• Volum no ressonant. Per regla general, són capes gruixudes d'aïllants que absorbeixen la major part de l'entradaradiació abans que es reflecteixi a la placa metàl·lica posterior.

Característiques de RPM en pols ferromagnètics

Una mena de recobriment amb capacitat d'absorció de ràdio, que conté microesferes disperses amb partícules de ferrita o ferro carbonílic. En el procés d'absorció de radiació d' alta freqüència a la pols, es produeixen vibracions moleculars que provoquen l'alliberament de calor. La mateixa energia derivada que es dissipa o es transfereix a una estructura d'emmagatzematge adjacent. Un principi de funcionament similar s'observa en les làmines de cautxú de neoprè. Aquest material funciona segons el principi de les pèrdues magnètiques, però conté en la seva estructura un farcit més sòlid de ferrita i grafit.

RPM d'escuma

Un grup especial de RPM que s'utilitzen per emmascarar a llarg termini objectes importants. Aquest tipus de material es basa en escuma de poliuretà. El seu ús es justifica pel fet que el producte final rep dimensions reduïdes i una massa modesta amb un rang d'activitat absorbent força ampli fins a l'espectre decimètric. Tot i que les matèries primeres són més cares en aquest cas, els materials que absorbeixen el radar i els recobriments d'escuma d'emmascarament a base de poliuretà tenen avantatges de rendiment significatius:

• Característiques d' alta resistència en comparació amb materials similars de polímer d'aigua.
• Mantenir les qualitats d'encobriment indefinidament.
• Menys requisits d'emmagatzematge per als components.
• Fundes de màscara d'escumaen principi, es caracteritzen per una alta adherència, que amplia les possibilitats de la seva aplicació a una gran varietat de superfícies.

Desenvolupaments de RPM nacionals

Els especialistes russos estan treballant en diverses àrees de la creació de RPM, però els materials basats en nanoestructures s'han de referir a les àrees més prometedores. Aquest concepte, en particular, està sent dominat per l'Institut de Recerca Ferrit-Domen, que ha desenvolupat tota una línia de pel·lícules primes de radioabsorció fetes de carboni hidrogenat amb nanoelements. Els avantatges dels materials d'absorció de ràdio de fabricació russa basats en partícules nanoestructurades inclouen una capacitat d'absorció augmentada que funciona en l'espectre de freqüències ultraampli de 7 a 300 GHz. A més, juntament amb la resistència a la calor i la resistència mecànica, els desenvolupadors destaquen la tecnologia respectuosa amb el medi ambient i sense residus per a la fabricació d'aquests materials.

Conclusió

Malgrat l'expansió del segment RPM general, encara és massa aviat per parlar d'estàndards de desenvolupament establerts i estandarditzats per a aquesta classe de materials. Això es deu en gran part al secret en què han de treballar els investigadors en aquest camp, però també hi ha problemes associats a la complexitat tecnològica del desenvolupament. L'obtenció de nous materials prometedors radioabsorbents avui és impossible sense l'ús de matèries primeres innovadores. Els tecnòlegs també estan treballant activament en mètodes més precisos i eficients d'estimació de la capacitat d'absorció, que milloren la capacitat d'identificar nous RPM. I en aquest contextlògicament, els radioabsorbents basats en les mateixes ferrites, ja tradicionals, estan perdent rellevància.