DE4012782A1 - Absorber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Absorber bzw. ein als absor­ berwirkende Schutz- und Tarnbeschichtung (im weiteren ebenfalls Absorber genannt) gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Die Erfindung der genannten Art wird u. a. bei Panzern, Ge­ fechtständen, Flugzeugen, Raketen, Radaranlagen, Ortungs­ einrichtungen, Satelitten zur Tarnung eingesetzt und kommt daher z. B. im militärischen Bereich zur Anwendung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absorber der eingangsgenannten Art zu realisieren, der preisgünstig und leicht herstellbar ist. Dieser soll beschleunigungs­ fest, witterungsfest, beschränkt beschußfest, und leicht ver- und bearbeitbar ausfallen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist in dem Pa­ tentanspruch 1 beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen aufgeführt.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein Absorber aus einer oder mehreren Schichten ausgebildet ist, deren absorbierendes Medium aus einem Dielektrikum bzw. mehreren Dielektrika mit absorbierenden Kristallen ausgebildet ist. Jedes der Dielektrika kann andere Kri­ stallarten enthalten. Alternativ hierzu können zusätzlich (nur) die Korngrößen einer Kristallart oder mehrerer Kri­ stallarten variieren.

Als Absorber-Kristalle sind z. B. Siliziumcarbid-Kristalle verwendbar.

Alternativ kann die Tarnschicht aus reinen Dielektrikum­ partikel bestehen, welche mittels obiger Dielektrika teil­ weise mit einer verbunden sind.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Lösungsgedankens sind Absor­ ber mit beliebiger Form, Größe und Laborierung herstell­ bar, welche die Aufgabenstellung in vollem Umfang erfül­ len.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schnittbild durch eine mittels der Erfindung getarnten Fläche;

Fig. 2 und Fig. 3 die erfindungsgemäße Anordnung nach Fig. 1 in Sandwich-Bauweise;

Fig. 4 das Schnittbild durch eine mittels der Erfindung beschichteten Schaltung.

Den erfindungsgemäßen Anordnungen nach Fig. 1 bis 4 ist vorteilhafterweise gemeinsam, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen, von der Außenseite nach in­ nen zunehmenden Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer absorbierenden Füllung versehen ist, deren An­ teil am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte vor­ zugsweise nach der Außenseite hin abnimmt.

Die Partikel oder Fragmente des, die elektromagnetischen Wellen absorbierenden Stoffes sind dabei in der Regel klein im Verhältnis zur Wellenlänge der zu absorbierenden Frequenzen.

Die Dichte, bzw. der Füllgrad der absorbierenden Partikel von der Oberfläche des Absorbers nimmt in die Tiefe des­ selben in Größe und/oder Füllgrad zu.

Der Absorber erhält auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Dielektri­ kum, mit einer, an der Oberfläche geringen Dielektrizi­ tätskonstante, das mit einer metallischen, elektrisch leitfähigen, Füllung versehen ist, deren Anteil am Werk­ stoffvolumen von der zu tarnenden Platte vorteilhafter­ weise nach der Außenseite hin abnimmt.

Er kann z. B. auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Ab­ sorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhalten, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierende Dielektri­ kum, das mit einer aus einem Metalloxyd bestehenden Fül­ lung versehen ist, deren Anteil am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte in vorteilhafterweise nach der Außenseite hin abnimmt.

Er enthält hierbei alternativ auf einer zu tarnenden Ober­ fläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke beispiels­ weise dadurch, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer keramischen Füllung versehen wird, deren Anteil am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte vorzugsweise nach der Außen­ seite hin abnimmt.

Weiterhin erhält er auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke z. B. dadurch, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Di­ elektrikum, das mit einer metallischen Füllung versehen wird, deren Anteil am Werkstoffvolumen von der zu tarnen­ den Platte nach außen abnimmt und daß die metallische Fül­ lung mit der Zunahme der Schichtdicke durch die regressive Zugabe von absorbierenden Kristallen.

Alternativ erhält der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke da­ durch, daß ein aus der Schmelze gewonnenes, und/oder als Schmelze auf die zu tarnende Oberfläche aufgebrachtes, ge­ ring absorbierendes Dielektrikum (z. B. ein Glas), das mit einer keramischen Füllung versehen wird, deren Anteil am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte vorteilhaf­ terweise nach außen abnimmt.

Eine weitere Alternative besteht darin, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradi­ enten in der Dicke dadurch erhält, daß ein, aus einem Kunststoff, (z. B. Polyurethanschaum), bestehendes, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer keramischen Füllung, (z. B. Siliziumcarbid), versehen wird, deren An­ teil am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte vor­ zugsweise nach außen abnimmt.

Vorteilhafterweise ist die Verteilung des Absorbermateri­ als über die Oberfläche des zu tarnenden Objekts struktu­ riert um das zu tarnende Objekt in seinen Reflektionsei­ genschaften an die Umgebung anzupassen und die Oberfläche des Absorbers mit einer abdichtenden, das Eindringen von Feuchtigkeit verhindernden Schicht versehen, die z. B. eine Beschichtung aus PTFE, bzw. PTFE-Glimmer oder eine Email­ lierung ist.

Der Absorber nach Fig. 1 ist aus dielektrischen Partikeln 11 ausgebildet, die in Richtung zu tarnender Oberfläche 33 - wie oben bereits ausgeführt - zunehmen und über Absor­ berfragmente 12 miteinander vernetzt sind. Die Oberfläche des Tarnmaterials ist vorzugsweise mit einer Abdeckschicht 10 versehen.

Die Absorber nach Fig. 1 und 2 sind in Sandwich-Bauweise ausgebildet. Mögliche Schichtanordnungen in Richtung zu tarnender Oberfläche 33 sind in:

Fig. 1 eine Deckschicht 20 - z. B. Siliziumoxyd oder Zir­ konoxyd -, bzw. Zirkonsilikat,
eine Trägermatrix 21 - z. B. Aluminiumoxyd mit Alu­ miniumkapillaren -,
eine Absorbermatrix 22 - z. B. Siliziumcarbid mit Aluminiumkapillaren -,
ein Aluminiumverbund 23 mit Objektoberfläche, bzw. in,

Fig. 3 ein Polyurethanschaum 30 - teilweise mit Silizium­ carbid angereichert -,
eine wasserstabilisierte Plasmakeramik 31,
Siliziumcarbid mit nach außen abfallender Korn­ größe 32.

Die Materialien bzw. Ausbildungen nach Fig. 1 und Fig. 2 sind teilweise miteinander kombinierbar.

Fig. 4 zeigt eine, auf diese Weise abgeschirmte Schaltung. Sie ist wie folgt ausgebildet. Es ist:

1 Abdeckvorrichtung für Kontaktierung,
2 Bauelemente,
3 Absorberschichten in Vergußmasse,
4 Substrat,
5 Leiterbahnen

Die Absorberschicht 3 ist dabei durch die Metallinfiltrie­ rung vorzugsweise thermisch leitend und bedeckt das Sub­ strat 4 die Bauelemente 2 und die Leiterbahnen 5.

Es ist allgemein vorteilhaft, wenn eine, auf die zu tar­ nende Oberfläche aufgebrachte Schmelze aus dotiertem Glas durch einen anschließenden Keramisierungsprozess an der Oberfläche in ein Dielektrikum z. B. SiO₂/MgO umgewandelt wird und mit zunehmender Tiefe in ein Absorbermaterial, z. B. Fe₂O₃/Magnetit umgewandelt wird.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Aus- und Weiterbildungen gemäß obiger Beschreibung stellen sich die bereits oben genannten Vorteile ein.

Claims (16)

1. Absorber, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer der mehreren Schichten ausgebildet ist, deren absorbierendes Medium aus einem Dielektrikum bzw. mehreren Dielektrika mit absorbierenden Kristallen ausgebildet ist, wobei vorzugs­ weise reine Dielektrikumpartikel mit oben genannten Dielek­ trika miteinander verbunden sind.

2. Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Dielektrikum vorzugsweise eine andere Kristallart oder Kristallgröße aufweist.

3. Absorber nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberflä­ che einen, von der Außenseite nach innen zunehmenden Ab­ sorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer absorbierenden Füllung versehen ist, deren An­ teil am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte vor­ zugsweise nach der Außenseite hin abnimmt.

4. Absorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel oder Fragmente des, die elektromagnetischen Wellen absorbierenden Stoffes klein im Verhältnis zur Wel­ lenlänge der zu absorbierenden Frequenzen sind.

5. Absorber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte, bzw. der Füllgrad der absorbierenden Partikel von der Oberfläche des Absorbers in die Tiefe desselben in Größe und/oder Füllgrad zunimmt.

6. Absorber nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer metallischen, elektrisch leit­ fähigen, Füllung versehen ist, deren Anteil, und/oder Par­ tikelgröße am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte vorteilhafterweise nach der Außenseite hin abnimmt.

7. Absorber nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer, aus einem Metalloxyd beste­ henden Füllung versehen ist, deren Anteil, und/oder Parti­ kelgröße am Werkstoffvolumen von der zu tarnenden Platte in vorteilhafterweise nach der Außenseite hin abnimmt.

8. Absorber nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer keramischen Füllung versehen wird, deren Anteil am Werkstoffvolumen von der zu tarnen­ den Platte vorzugsweise nach der Außenseite hin abnimmt.

9. Absorber nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein vorzugsweise keramisches, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer metallischen Füllung versehen wird, deren Anteil, und/oder Partikelgröße am Werkstoffvo­ lumen von der zu tarnenden Platte nach außen abnimmt und daß die metallische Füllung mit der Zunahme der Schicht­ dicke durch die regressive Zugabe von absorbierenden Kri­ stallen.

10. Absorber nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein aus der Schmelze gewonnenes, und/oder als Schmelze auf die zu tarnende Oberfläche aufgebrachtes, gering ab­ sorbierendes Dielektrikum (z. B. ein Glas), das mit einer keramischen Füllung versehen wird, deren Anteil am Werk­ stoffvolumen von der zu tarnenden Platte vorteilhafter­ weise nach außen abnimmt.

11. Absorber nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorber auf einer zu tarnenden Oberfläche einen Absorptionsgradienten in der Dicke dadurch erhält, daß ein, aus einem Kunststoff, (z. B. Polyurethanschaum), bestehendes, gering absorbierendes Dielektrikum, das mit einer keramischen Füllung, (z. B. Siliziumcarbid), versehen wird, deren Anteil am Werkstoffvolumen von der zu tarnen­ den Platte vorzugsweise nach außen abnimmt.

12. Absorber nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verteilung des Absorbermaterials über die Oberfläche des zu tarnenden Objekts strukturiert ist, um das zu tarnende Objekt in seinen Reflektionseigenschaften an die Umgebung anzupassen.

13. Absorber nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Oberfläche des Absorbers mit einer abdichten­ den, das Eindringen von Feuchtigkeit verhindernden Schicht versehen ist.

14. Absorber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die abdichtende Schicht eine Beschichtung z. B. aus PTFE, bzw. PTFE-Glimmer ist.

15. Absorber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die abdichtende Schicht eine Emaillierung ist.

16. Absorber nach Anspruch 1 und/oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine, auf die zu tarnende Oberfläche aufge­ brachte Schmelze aus dotiertem Glas durch einen an­ schließenden Keramisierungsprozess an der Oberfläche in ein Dielektrikum z. B. SiO₂/MgO umgewandelt wird und mit zunehmender Tiefe in ein Absorbermaterial, z. B. Fe₂O₃/Magnetit umgewandelt wird.