Поглотитель свч-энергии и способ его изготовления

 

Использование: для поглощения СВЧ-- энергии. Сущность изобретения: поглотитель СВЧ-энергии выполнен трехслойным общей толщины h (0,7 - 0,75) Amax, гдеЛпах максимальная длина волны рабочего диапазона . Сопрягаемые поверхности слоев 1,2 и 3 и внешняя поверхность третьего слоя 3 выполнены ребристыми с профилем ребер в виде прямоугольного треугольника, причем слой 1 содержит 80-90 мас.% сегнетокерамического порошка и 10-20 мас.% активированного угля, слои 2 и 3 содержат 55-65 мас.% и 15-25 мас.% сегнетокерамического порошка и 35-45 мас.% и 75 - 85 мас.% синтетического каучука соответственно . Размеры слоев и ребер приведены . Поглотитель получен спеканием ингредиентов и прессованием слоев при определенных температурах и давлении и фрезерованием ребристой поверхности. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 01 Q 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870703/09 (22) 01,10,90 (46) 15.01,93. Бюл, М 2 (72) C;A,Ереско, И.П.Лапин и Э.Н.Мясников (56) Патент США М 3720951, кл. Н 01 Q 17/00, 1973.

Патент США М 3136140, кл; Н 01 Q 17/00, 1964.

Зарубежная радиоэлектроника, 1975, N 3,с.88.

Глозман И.А. Пьезокерамика. — М.;

Энергия, 1967, с. 6, 29, 185, (54) ПОГЛОТИТЕЛЬ СВЧ вЂ” ЭНЕРГИИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Использование: для поглощения СВЧэнергии. Сущность изобретения: поглотитель СВЧ вЂ” энергии выполнен трехслойным общей толщины h =(0,7-0,75)Лгпах, гдеАпах— максимальная длина волны рабочего диапазона. Сопрягаемые поверхности слоев 1,2 и

3 и внешняя поверхность третьего слоя 3 выполнены ребристыми с профилем ребер в виде прямоугольного треугольника, причем слой 1 содержит 80 — 90 мас.% сегнетокерамического порошка и 10 — 20 мас.% активированного угля, слои 2 и 3 содержат

55 — 65 мас.% и 15-25 мас.% сегнетокерамического порошка и 35 — 45 мас.% и 75—

85 мас.% синтетического каучука соответственно. Размеры слоев и ребер приведены, Поглотитель получен спеканием ингредиентов и прессованием слоев при определенных температурах и давлении и фрезерованием ребристой поверхности.

2 сп. флы, 1 ил.

1788541

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности, к материалам для поглотителей

СВЧ-энергии и способам их изготовления и может быть использовано в радиотехнической промышленности.

Известен материал для поглощения энергии электромагнитных волн, При этом способ изготовления указанного материала включает последовательное прохождение стадий формирования, сушки и тремообра- 10

15 ботки композиционного материала, полученного смешением исходных окислов.

Недостатком данного материала является низкий коэффициент ослабления отражения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является поглотитель СВЧ вЂ” энергии, содержащий слои из диэлектрических и поглощающего материалов, Недостатком данного поглотителя СВЧ вЂ” энергии является низкий коэффициент ослабления отражения, а использование в качестве связующего полимеров ограничивает его теплостойкость температурами 200 — 220 С, Известен способ изготовления поглотителей СВЧ вЂ” энергии, заключающийся в механическом переме шива нии смеси кремнийорганического каучука с наполнителем из частиц углерода, Недостатком данного способа можно считать получение в процессе него материалов с постоянными электрофизическими параметрами и, как следствие, их эффективное функционирование лишь на фиксированных частотах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления керамических изделий, который заключается в проведении термообработки предварительно подготовленной шихты и последующим ее помолом и спеканием. Недостатком данного способа является получение материалов с электрофизическими параметрами, не изменяющимися по его толщине и, следовательно, невозможность обеспечения низкого коэффициента отражения в диапазоне длин волн.

Цель изобретения — уменьшение коэффициента отражения и повышение теплостойкости конструкции поглотителя

СВЧ вЂ” энергии, Поставленная цель достигается тем, что поглотитель СВЧ вЂ” энергии, содержащий слои из диэлектрических и поглощающего материалов. выполнен трехслойным, общей толщиной (0,7-0,75) knax, где Я х — максимальная длина волны рабочего диапазона, сопрягаемые поверхности слоев и внешняя поверхность третьего, от20

55 носительно защищаемой поверхности, слоя выполнены ребристыми с профилем ребер в форме прямоугольного треугольника, причем первый слой содержит в качестве диэлектрического материала сегнетокерамический порошок, а в качестве поглощающего материала — активированный уголь в следующем процентном соотношении в мас. %:

Сегнетокерамический порошок 80-90

Активированный уголь 10 — 20 и выполнен высотой (0,28 — 0,32) knax, с ребрами высотой (0,14 — 0,18) А х, с углом при вершине ребра 16-18, второй слой содержит в качестве диэлектрических материалов сегнетокерамический порошок и синтетический каучук в следующем процентном соотношении в мас. %:

Сегнетокерамичгский порошок 55-65

Синтетический каучук 35-45, а ребра на поверхности, сопряженной с третьим слоем, выполнены высотбй от вершин ребер первого слоя (0,18 — 0,22) Аах с гипотенузой, перпендикулярной гипотенузе ребер первого слоя, третий слой содержит в качестве диэлектрических материалов сегнетокерамический порошок и синтетический каучук в следующем процентном соотношении, мас. :

Сегнетокерамический порошок 15 — 25

Синтетический каучук 75-85, ребра на поверхности третьего слоя выполнены высотой (0,21 — 0,25)kmax с гипотенузой, параллельной гипотенузе ребер первого слоя.

При этом способ изготовления описанного поглотителя СЫЧ-энергии, включающий термообработку предварительно подготовленной шихты, дополнительно включает изготовление первого слоя из композиционного материала спеканием при температуре Т = 1150-1200 С в течение

90 мин, затем фрезеровку ребристой поверхности, на которою наносят второй слой, прессуют при давлении P = 55 — 60 кг/см и г температуре Т = 250 — 300 С и фрезеруют ребристую поверхность, на которую наносят третий слой, прессуют при

P = 35 — 40 кг/смг и температуре Т = 250— — 270 С, причем перед фрезерованием слои охлаждают непринудительно до комнатной температуры, За счет такого выполнения поглотителя, при котором происходит взаимопроникновение веществ соседних слоев и плавное изменение электрофиэических параметров

1788541

10 структуры, а в качестве материалов слоев используются композиционные материалы. представляющие собой смеси диэлектрических и поглощающего материалов с определенными концентрациями ингредиентов, обеспечивается получение положительного эффекта, состоящего в уменьшении коэффициента отражения и повышении теплостойкости конструкции поглотителя. Сущность его заключается в следующем. Взаимопроникновение вещества соседних слоев и взаимно перпендикулярное расположение их ребер позволяет сформировать структуру поглотителя с минимальным рассогласованием волновых сопротивлений в двух ее соседних точках, вследствие чего происходит устранение интерференционных эффектов и коэффициент отражения будет определяться лишь степенью рассогласования волновых сопротивлений свободного пространства и наружного слоя структуры, Взаимно перпендикулярное расположение ребер соседйих слоев структуры позволяет существенно увеличить число переотражений электромагнитных волн (прошедших во внутрь структуры) и тем самым значительно понизить их интенсивность в отраженном поле.

Таким образом, совокупность признаков предлагаемого устройства обеспечивает получение положительного эффекта, состоящего в уменьшении коэффициента отражения и повышении теплостойкости конструкции поглотителя СВЧ вЂ” энергии до

250 С.

На чертеже изображена конструкция поглотителя СВЧ вЂ” энергии и приняты следующие обозначения:

1 — первый слой;

2 — второй слой;

3 — третий слой.

Для осуществления изобретения поглотитель СВЧ вЂ” энергии, имеющий общую толщину (0,7 — 0,75) А ах, выполнен следующим образом. Первый слой 1 высотой (0,28 — 0,32) Ял выполнен из композиционного материала. содержащего. мас.

Сегнетокерамический порошок 80-90

Активированный уголь 10 — 20 и получаемого спеканием при температуре

Т = 1150 — 1200 С в течение 90 мин. Наружная поверхность первого слоя выполнена ребристой с профилем ребер в виде прямоугольного треугольника с углом при вершине 16 — 18О и высотой (0.14 — 0,18) 4 ах.

Промежутки между ребрами первого слоя 1 заполнены вторым слоем 2, из которого выполнены ребра высотой от вершин ребер

55 первого слоя (0,18 — 0,22) Я с гипотенузой, перпендикулярной гипотенузе ребер первого слоя. В качестве материала для изготовления слоя 2 используется композиционный материал, получаемый прессованием при давлении P = 55 — 60 кг/см и температуре Т = 250 — 330 С смеси, включающей, мас. :

Сегнетокерамический порошок 55-65

Синтетический каучук 35-45

Промежутки между ребрами второго слоя 2 заполнены третьим слоем, на внешней поверхности которого выполнены ребра высотой от вершин ребер второго слоя

2 (0,21 —,25) knax с гипотенузой, параллельной гипотенузе ребер первого слоя, В качестве материала для слоя 3 используется композиционный материал, получаемый прессованием при давлении P = 35 — 40 кг/см и температуре Т = 250 — 270 С смеси, включающей, мас. ;

Сегнетокерамический порошок 15 — 25

Синтетический каучук 75-85

Выбор значений концентрации ингредиентов в смесях для изготовления слоев обусловлен следуюшими причинами, Известно; что оптимальное поглощение СВЧ— энергии в структуре обеспечивается при экспоненциальном законе изменения электрофизических параметров структуры, а в многослойных структурах с определенным градиентом изменения параметров. В заявленном поглотителе СВЧ вЂ” энергии концентрации ингредиентов для изготовления композиционного материала третьего слоя являются практически предельными для получения достаточной жесткости с целью последующего выполнения ребристой поверхности. Концентрации ингредиентов для первого и второго слоев выбирались исходя из необходимости получения значений диэлектрических и поглощаемых материалов с е= 445. Второй слой материала имел ребра высотой от вершин ребер первого слоя 5 мм с гипотенузой. перпендикулярной гипотенузе ребер первого слоя и был выполнен из смеси сегнетокерамического порошка цирконата — титаната бария-свинца и кремнийорганического каучука с . = 61. Третий слой с ребрами высотой от вершин ребер второго слоя 5 мм и гипотенузой, параллельной гипотенузе ребер первого слоя, был выполнен из смеси сегнетокерамического порошка цирконата — титаната бария — свинца и кремнийогранического каучука с . = 7,5. Четвертый слой имел конусообразные шипы высотой от вершин ребер третьего слоя 7 мм

1788541 с углом при вершине 30 и был выполнен из политетрафторэтилена, имеющего я= 2, а наружная поверхность четвертого слоя после активации имела губчатую структуру толщиной 1 мм с е = 1,4. В диапазоне длин волн ЛА = (0,5 — 3) см коэффициент ослабления отражения составил от 23 до

28 дб, Составитель С. Ереско

Техред М,Моргентал Корректор И. Шмакова

Редактор Н, Пигина

Заказ 75 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Поглотитель СВЧ вЂ” энергии, содержащий слои из диэлектрических и поглощающего материалов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента отражения и повышения теплостойкости, он выполнен трехслойным, общей толщиной

h = (0,7-075) Л », где 4„, — максимальная длина волны рабочего диапазона, сопрягаемые поверхности слоев и внешняя поверхность третьего, относительно защищаемой поверхности, слоя выполнены ребристыми с профилем ребер в форме прямоугольного треугольника, причем первый слой содержит в качестве диэлектрического материала сегнетокерамический порошок, в качестве поглощающего материала — активированный уголь в следующем соотношеНИИ, Мдс.

Сегнетокерамический порошок 80-90

Активированный уголь 10 — 20 и выполнен высотой (0,28 — 0,32) max, с ребрами высотой (0,14 — 0,18) 2m», с углом при вершине ребра 16 — 18, второй слой содержит в качестве диэлектрических материалов сегнетокерамический порошок и синтетический каучук в следующем соотношении, мас. О ;

Сегнетокерамический порошок 55 — 65

5 Синтетический каучук 35-45, а ребра на поверхности, сопряженной с третьим слоем, выполнены высотой от вершин ребер первого слоя (0,18 — 0,22) Wax c гипотенузой, перпендикулярной к гипо10 тенузе ребер первого слоя, третий слой содержит в качестве диэлектрических материалов сегнетокерамический порошок и синтетический каучук в следующем соотношении, мас. %:

15 Сегнетокерамический

IlOPOUJOK 15 — 25

Синтетический каучук 75-85 ребра внешней поверхности третьего слоя выполнены высотой (0,21 — 0,25) Amax с гипо20 тенузой, параллельной гипотенузе ребер первого слоя.

2. Способ изготовления поглотителя

СВЧ вЂ” энергии, включающий термообработку композиционного материала, о т л и ч а ю25 шийся тем, что первый слой изготавливают из композиционного материала спеканием при температуре 1150 — 1200 С в течение

90 мин, затем фрезеруют ребристую поверхность, на которую наносят второй слой, 30 прессуют при давлении 55 — 60 кг/см и темг пературе 250 — 330 С, фрезеруют ребристую поверхность, на которую наносят третий слой, прессуют при давлении 35 — 40 кг/см и температуре 250-270 С, причем перед

35 фрезерованием слои охлаждают непринудительно до комнатной температуры.