Радиопоглощающий материал

 

Изобретение относится к средствам защиты от электромагнитного излучения. Технический результат заключается в снижении коэффициента отражения при увеличении коэффициента перекрытия частотного диапазона по уровню - 10 дБ при сохранении низкой плотности материала. Сущность изобретения заключается в наличии стеклянных микросфер, электропроводящих волокон и дополнительных стеклянных металлизированных микросфер с полимерным покрытием в диэлектрическом связующем. Оговорено содержание всех микросфер в диэлектрическом связующем, выполнение электропроводящих волокон и диэлектрическая проницаемость связующего. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области радиопоглощающих материалов и покрытий для безэховых камер, обеспечения электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры и защиты персонала от электромагнитного излучения.

Известен материал, защищающий от электромагнитного излучения, в полимерную матрицу которого введены в качестве поглощающего наполнителя металлизированные частицы на основе неорганического порошка (слюды или асбеста) (пат. США №4579882).

Недостатками такого материала являются большой вес и невозможность введения большого количества наполнителя (для увеличения поглощающих свойств), так как возникает сплошная проводимость.

Также известен материал, поглощающий электромагнитное излучение, в котором в матрицу из непроводящей смолы введены полые углеродные микросферы (пат. США №3951904).

Недостатком этого материала является невозможность получения широкодиапазонного материала с большим уровнем поглощения, что определяется конечной концентрацией углеродных микросфер. При увеличении количества углеродных микросфер возможно образование проводящих цепочек, что приводит к получению экранирующего материала вместо поглощающего.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является радиопоглощающий материал на основе диэлектрического связующего, являющегося продуктом спонтанной полимеризации акриламида в присутствии кристаллогидратов нитратов металлов, в котором равномерно распределены стеклянные микросферы и электропроводящие волокна (пат. РФ №2066508).

Недостатком материала-прототипа является высокий коэффициент отражения, невозможность его использования в частотном диапазоне работы радиолокационного оборудования летательных аппаратов гражданской авиации.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание радиопоглощающего материала с пониженным коэффициентом отражения, увеличенным коэффициентом перекрытия частотного диапазона по уровню - 10 дБ при сохранении низкой плотности материала.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предлагается радиопоглощающий материал, содержащий диэлектрическое связующее, стеклянные микросферы и электропроводящие волокна, который дополнительно содержит стеклянные металлизированные микросферы с полимерным покрытием. Содержание микросфер в диэлектрическом связующем составляет 30-65 об.%. В качестве электропроводящих волокон используют углеродное волокно в количестве 0,0003-0,005 об.%. В качестве диэлектрического связующего могут быть использованы различные непроводящие связующие, имеющие диэлектрическую проницаемость (ε’) 2-4 в диапазоне частот 10⁶-10¹⁰ Гц.

Авторами установлено, что дополнительное введение стеклянных металлизированных микросфер с полимерным покрытием дает возможность получить необходимое сочетание действительной (ε’) и мнимой (ε’’) частей диэлектрической проницаемости радиопоглощающего материала при сохранении низкой плотности материала. Содержание электропроводящих волокон (углеродное волокно) составляет 0,0003-0,005 об.% и не оказывает практического влияния на плотность материала.

Полимерное покрытие на стеклянных металлизированных микросферах исключает возможность образования проводящих цепочек при большом количестве введенных металлизированных микросфер. Поскольку толщина металлизированного и полимерного покрытий составляет доли микрон, то дополнительное введение стеклянных металлизированных микросфер с полимерным покрытием незначительно влияет на весовые характеристики материала, но при этом можно получить радиопоглощающий материал с улучшенными свойствами.

Решение поставленной технической задачи иллюстрируется следующими примерами.

Примеры осуществления.

1. В диэлектрическое связующее вводят 50 об.% стеклянных микросфер и стеклянных металлизированных микросфер с полимерным покрытием. Добавляют углеродное волокно 0,0003 об.%, размешивают до однородного состава. Состав наносят на металлическую подложку послойно до набора необходимой толщины.

Примеры 2 и 3 аналогичны примеру 1. Количественные соотношения компонентов и свойства предлагаемого материала и материала-прототипа, приведены в таблицах 1 и 2.

Из таблиц видно, что предлагаемый материал имеет преимущество по коэффициенту отражения в (2,375-1,25) раз и коэффициенту перекрытия частотного диапазона в (2,2-1,3) раз.

Предлагаемое изобретение позволит обеспечить электромагнитную совместимость бортового радиолокационного оборудования летательных аппаратов. Применение данного материала восстанавливает радиотехнические характеристики радиолокационного оборудования без доработки, обеспечивает надежность и безопасность полетов, защищает экипаж от электромагнитного излучения.

Формула изобретения

1. Радиопоглощающий материал, включающий диэлектрическое связующее, стеклянные микросферы и электропроводящие волокна, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стеклянные металлизированные микросферы с полимерным покрытием.

2. Радиопоглощающий материал по п.1, отличающийся тем, что содержание микросфен в диэлектрическом связующем составляет 30-65 об.%.

3. Радиопоглощающий материал по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве электропроводящих волокон он содержит углеродное волокно в количестве 0,0003-0,005 об.%.

4. Радиопоглощающий материал по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического связующего используют связующее с диэлектрической проницаемостью (ε), равной 2-4 в диапазонах частот 10⁶-10¹⁰ Гц.