RU2494507C1 - Material for absorbing electromagnetic waves - Google Patents
Material for absorbing electromagnetic waves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494507C1 RU2494507C1 RU2012116374/08A RU2012116374A RU2494507C1 RU 2494507 C1 RU2494507 C1 RU 2494507C1 RU 2012116374/08 A RU2012116374/08 A RU 2012116374/08A RU 2012116374 A RU2012116374 A RU 2012116374A RU 2494507 C1 RU2494507 C1 RU 2494507C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amount
- electromagnetic waves
- glass
- reflection coefficient
- foam glass
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн (ЭМВ), в том числе в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), и может быть использовано при оснащении многофункциональных экранированных помещений, а также для снижения радиолокационной заметности различных объектов. Техническим результатом изобретения является повышение радиопоглощающих свойств материала, повышение его механической прочности при сохранении относительно низкой плотности.The invention relates to radio engineering, in particular to absorbers of electromagnetic waves (EMW), including in the microwave range, and can be used to equip multifunctional shielded rooms, as well as to reduce the radar visibility of various objects. The technical result of the invention is to increase the radar absorbing properties of the material, increase its mechanical strength while maintaining a relatively low density.
Пеностекло, используемое для защиты от полей электромагнитного излучения, является одним из перспективных материалов, т.к. обладает возможностью защиты в широком диапазоне частот ЭМВ, влагостойкостью, негорючестью, технологичностью, является экологически чистым поглотителем.Foam glass used to protect against electromagnetic radiation fields is one of the promising materials, as it has the ability to protect in a wide frequency range of electromagnetic waves, moisture resistance, incombustibility, adaptability, is an environmentally friendly absorber.
Известен сверхширокодиапазонный поглотитель ЭМВ [RU 2110122 H01Q 17/00, 27.04. 1998], представляющий собой конструкцию, состоящую из диэлектрического материала, выполненного на основе радиопоглощающего пеностекла и магнитного материала из радиопоглощающего никель-цинкового феррита, которые закреплены на металлической подложке. Заявленное пеностекло имеет следующие характеристики: удельное затухание 0,2-0,4 дБ/см на частоте 4 ГГц при объемной плотности не более 190 кг/м3 и толщиной 200-350 мм. Недостатком данного поглотителя является сложность конструкции поглотителя, выполненного как минимум из трех материалов. Причем заявленное пеностекло должно иметь толщину 200-350 мм, что является технологически неосуществимым. Максимальная толщина блочного пеностекла составляет 180 мм, для получения более высоких значений блоки пеностекла склеивают, что дополнительно усложняет технологию получения материала в целом.Known ultrawide absorber EMW [RU 2110122 H01Q 17/00, 27.04. 1998], which is a structure consisting of a dielectric material made on the basis of radar absorbing foam glass and magnetic material of radar absorbing nickel-zinc ferrite, which are mounted on a metal substrate. The claimed foam glass has the following characteristics: specific attenuation of 0.2-0.4 dB / cm at a frequency of 4 GHz with a bulk density of not more than 190 kg / m 3 and a thickness of 200-350 mm. The disadvantage of this absorber is the design complexity of the absorber made of at least three materials. Moreover, the claimed foam glass should have a thickness of 200-350 mm, which is technologically unfeasible. The maximum thickness of block foam glass is 180 mm; to obtain higher values, the blocks of foam glass are glued, which further complicates the technology for obtaining the material as a whole.
В статье Барсукова B.C. «Интегрированная защита специальных экранированных помещений» [журнал «Специальная техника», №1, 2000 г.] приводятся результаты сравнительного анализа некоторых радиозащитных материалов, в том числе пеностекла. В данной работе отмечается, что наиболее эффективно проблема создания экологически безопасных защищенных помещений решается с использованием материалов, представляющих собой специальные широкополостные поглотители, выполненные в виде керамических пластин и пеностекла. Применение интегрированных защитных панелей обеспечивает одновременно электромагнитную, акустическую и экологическую защиту. Отмечается, что пеностекло, полученное с углеродсодержащим газообразователем, имеет радиопоглощение на частоте 4 ГГц в пределах от 0,2 до 5 дБ/см.In an article by Barsukov B.C. “Integrated Protection of Special Shielded Rooms” [Special Technique Magazine, No. 1, 2000], the results of a comparative analysis of some radioprotective materials, including foam glass, are presented. In this paper, it is noted that the most effective problem of creating environmentally safe protected rooms is solved using materials that are special wide-band absorbers made in the form of ceramic plates and foam glass. The use of integrated protective panels provides both electromagnetic, acoustic and environmental protection. It is noted that the foam glass obtained with a carbon-containing blowing agent has a radio absorption at a frequency of 4 GHz in the range from 0.2 to 5 dB / cm.
Известен радиопоглощающий материал на основе полимерного диэлектрического связующего [RU 2355081, МПК H01Q 17/00, 10.05.2009], содержащий в своем составе микрогранулы, материал матрицы которых является прозрачным для излучения радиоволнового диапазона, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вещества, поглощающие электрическую и магнитную составляющие радиоволнового излучения в составе микрогранул, при этом каждый вид микрогранул содержит только одно вещество, выбранное из группы, содержащей феррит, медь, фуллерон С70, равномерно распределенное во всем объеме материала матрицы в форме кластеров. Недостаток этого поглотителя заключается в том, что он получен на основе эпоксидной смолы (ЭС), которая является горючим материалом. Применение ЭС сильно ограничено, так как при отверждении в промышленных условиях в них остается некоторое количество золь-фракции - растворимого остатка, который может нанести серьезный урон здоровью. В не отвержденном виде эпоксидные смолы являются достаточно ядовитыми веществами и могут также навредить здоровью. Кроме того, технологически сложно осуществить равномерное распределение во всем объеме нанокластеров, что никак не поясняется в данном патенте.Known radar absorbing material based on a polymer dielectric binder [RU 2355081, IPC H01Q 17/00, 05/10/2009], containing microgranules, the matrix material of which is transparent to the radiation of the radio wave range, characterized in that it additionally contains substances that absorb electrical and magnetic components of radio wave radiation in the composition of the microspheres, with each type of microspheres contains only one substance selected from the group consisting of ferrite, copper, fulleron C 70 , evenly distributed the entire matrix material in the form of clusters. The disadvantage of this absorber is that it is obtained on the basis of epoxy resin (ES), which is a combustible material. The use of ES is very limited, since during curing under industrial conditions a certain amount of sol fraction remains in them - a soluble residue that can cause serious damage to health. When not cured, epoxies are fairly toxic and can also be harmful. In addition, it is technologically difficult to achieve uniform distribution in the entire volume of nanoclusters, which is not explained in this patent.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является [RU 2375793, МПК H01Q 17/00, 10.12.2009] материал, представляющий пеностекло, полученное в результате взаимодействия силикатного стекла и углеродсодержащего газообразователя - карбида кремния в количестве от 1 до 35 вес.%. Заявленное пеностекло характеризуется следующими радиофизическими свойствами на частоте 100 ГГц: коэффициент поглощения от 6 до 19 дБ/см и коэффициент отражения от -24 до -12 дБ. Известное техническое решение имеет ряд недостатков. Заявленное пеностекло имеет повышенную плотность (более 450 кг/м3), что ухудшает его радиофизические свойства. Заявленная прочность материала (до 10 Мпа) осложняет технологию изготовления элементов различной геометрической формы, что необходимо для повышения эффективности поглощения ЭМВ. Процесс изготовления осуществляется при высоких температурах (920-930°С), что сопровождается высокими энергозатратами. При изготовлении данного пеностекла используется карбид кремния, который является дефицитным и более дорогим по сравнению с другими углеродсодержащими газообразователями. Кроме того, количество вводимого карбида кремния, составляет до 39 мас.%, что является достаточно затратным.Closest to the proposed solution by technical nature is [RU 2375793, IPC H01Q 17/00, 10.12.2009] a material representing foam glass obtained by the interaction of silicate glass and a carbon-containing blowing agent - silicon carbide in an amount of from 1 to 35 wt.%. The claimed foam glass is characterized by the following radiophysical properties at a frequency of 100 GHz: absorption coefficient from 6 to 19 dB / cm and reflection coefficient from -24 to -12 dB. Known technical solution has several disadvantages. The claimed foam glass has a high density (more than 450 kg / m 3 ), which impairs its radiophysical properties. The claimed strength of the material (up to 10 MPa) complicates the manufacturing technology of elements of various geometric shapes, which is necessary to increase the efficiency of absorption of electromagnetic waves. The manufacturing process is carried out at high temperatures (920-930 ° C), which is accompanied by high energy consumption. In the manufacture of this foam glass, silicon carbide is used, which is scarce and more expensive compared to other carbon-containing blowing agents. In addition, the amount of introduced silicon carbide is up to 39 wt.%, Which is quite expensive.
Задача изобретения заключается в повышении коэффициента поглощения, механической прочности, при сохранении низкого коэффициента отражения.The objective of the invention is to increase the absorption coefficient, mechanical strength, while maintaining a low reflection coefficient.
Технический результат достигается тем, что пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас.% стеклофазы, содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас.% и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.%.The technical result is achieved by the fact that a porous glassy material comprising more than 85 wt.% Glass phase contains a crystalline phase in the form of quartz in an amount of 5 to 14.5 wt.% And a size of less than 0.5 μm, and carbon black is used as a blowing agent. the amount of 0.5 wt.%.
Пример конкретного выполненияConcrete example
Шихта для изготовления стеклогранулята содержит кремнезем-содержащий материал, кальцинированную соду и доломит. В качестве кремнеземсодержащего материала берут сырье с содержанием оксида кремния не менее 83% и размером фракции менее 0,1 мм, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: кремнеземсодержащий материал - 61-68; кальцинированная сода - 19-23; доломит - 13-16. Шихту готовят смешением материалов в указанных соотношениях с последующим компактированием на валковом прессе (или на тарельчатом грануляторе, или экстру дере). Полученная компактированная шихта обладает повышенной химической активностью на стадии силикатообразования и стеклообразования, вследствие тонкодисперсности кремнеземсодержащего материала и достижения его тесного контакта с другими компонентами шихты, в первую очередь с кальцинированной содой.The mixture for the manufacture of glass granules contains silica-containing material, soda ash and dolomite. As a silica-containing material, take raw materials with a silicon oxide content of at least 83% and a fraction size of less than 0.1 mm, with the following ratio of components, in wt.%: Silica-containing material - 61-68; soda ash - 19-23; dolomite - 13-16. The mixture is prepared by mixing materials in the indicated proportions, followed by compaction on a roller press (or on a disk granulator, or extruder). The resulting compacted charge has increased chemical activity at the stage of silicate formation and glass formation, due to the finely dispersed silica-containing material and its close contact with other components of the charge, primarily with soda ash.
Термообработка компактированной шихты в интервале температур 900-950°С позволяет получить стеклогранулят, фазовый состав которого по данным рентгенофазового анализа представлен стекловидной фазой и незначительным количеством остаточного кремнезема. Измельченный стеклогранулят до удельной поверхности не менее 5000 см2/г перемешивают с 0,5 мас.% газообразователя - сажи и вспенивают при температурах 800-850°С.The heat treatment of the compacted charge in the temperature range 900–950 ° C makes it possible to obtain glass granulate, the phase composition of which, according to X-ray phase analysis, is represented by the glassy phase and a small amount of residual silica. The crushed glass granulate to a specific surface area of not less than 5000 cm 2 / g is mixed with 0.5 wt.% Gas-forming agent - soot and foaming at temperatures of 800-850 ° C.
Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой приведены результаты физико-механических и радиофизических измерений полученных образцов.The invention is illustrated in the table, which shows the results of physico-mechanical and radiophysical measurements of the obtained samples.
Как видно из таблицы, пеноматериал, полученный на основе стеклогранулята, обладает повышенными прочностными характеристиками: в 1,4 раза превышает значение прочности аналога и в 2 раза значение прочности для пеностекла, получаемого на основе стеклобоя. При этом радиофизические свойства пеностекла превосходят свойства аналога.As can be seen from the table, the foam obtained on the basis of glass granulate has increased strength characteristics: 1.4 times the strength value of the analogue and 2 times the strength value for foam glass obtained on the basis of cullet. In this case, the radiophysical properties of the foam glass surpass those of the analogue.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116374/08A RU2494507C1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Material for absorbing electromagnetic waves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116374/08A RU2494507C1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Material for absorbing electromagnetic waves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494507C1 true RU2494507C1 (en) | 2013-09-27 |
Family
ID=49254179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012116374/08A RU2494507C1 (en) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | Material for absorbing electromagnetic waves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494507C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184782U1 (en) * | 2018-09-18 | 2018-11-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Device for absorbing electromagnetic radiation |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6788255B2 (en) * | 2001-07-25 | 2004-09-07 | Nippon Soken, Inc. | Antenna unit having radio absorbing device |
US6803883B2 (en) * | 2003-02-13 | 2004-10-12 | Spectrasite Communications, Inc. | Radio frequency electromagnetic emissions shield |
US6870497B2 (en) * | 2003-08-05 | 2005-03-22 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Radio wave absorber and production method thereof |
RU2275719C1 (en) * | 2004-09-06 | 2006-04-27 | ФГУП "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Radio-absorbing material |
US7375290B1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-05-20 | Young Hoon Kwark | Printed circuit board via with radio frequency absorber |
RU2355081C1 (en) * | 2007-12-04 | 2009-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина" | Radio absorbent material |
RU2375793C1 (en) * | 2008-10-20 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Material for absorbing electromagnetic waves and method of making said material |
RU2423761C1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ) | Method of producing multilayer radar absorbent material and radar absorbent material produced using said method |
-
2012
- 2012-04-23 RU RU2012116374/08A patent/RU2494507C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6788255B2 (en) * | 2001-07-25 | 2004-09-07 | Nippon Soken, Inc. | Antenna unit having radio absorbing device |
US6803883B2 (en) * | 2003-02-13 | 2004-10-12 | Spectrasite Communications, Inc. | Radio frequency electromagnetic emissions shield |
US6870497B2 (en) * | 2003-08-05 | 2005-03-22 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Radio wave absorber and production method thereof |
RU2275719C1 (en) * | 2004-09-06 | 2006-04-27 | ФГУП "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Radio-absorbing material |
US7375290B1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-05-20 | Young Hoon Kwark | Printed circuit board via with radio frequency absorber |
RU2355081C1 (en) * | 2007-12-04 | 2009-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина" | Radio absorbent material |
RU2375793C1 (en) * | 2008-10-20 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Material for absorbing electromagnetic waves and method of making said material |
RU2423761C1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ) | Method of producing multilayer radar absorbent material and radar absorbent material produced using said method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184782U1 (en) * | 2018-09-18 | 2018-11-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" | Device for absorbing electromagnetic radiation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108793965B (en) | Artificial lightweight aggregate based on ferrite wave-absorbing composite material and preparation method thereof | |
Guan et al. | Cement based electromagnetic shielding and absorbing building materials | |
Xie et al. | Electromagnetic wave absorption properties of helical carbon fibers and expanded glass beads filled cement-based composites | |
JP5583718B2 (en) | Radio wave absorber | |
Wang et al. | Optimization of electromagnetic wave absorption bandwidth of cement-based composites with doped expanded perlite | |
Xie et al. | Electromagnetic wave absorption properties of honeycomb structured plasterboards in S and C bands | |
Lamri et al. | Glass foam composites based on tire's waste for microwave absorption application | |
CN108834390B (en) | Fly ash-based wave-absorbing composite material lightweight aggregate and preparation method thereof | |
Chen et al. | Study on microwave absorption properties of metal-containing foam glass | |
WO2018111209A1 (en) | Calcium silicate-based construction material absorbing electromagnetic waves | |
Xie et al. | Three-dimensional periodic structured absorber for broadband electromagnetic radiation absorption | |
KR102000446B1 (en) | Cement composition capable of shielding electro magnetic interference, cement mortar and cement concrete using the compositioon | |
WO2019061484A1 (en) | Method for preparing sicn/si3n4 composite ceramic using impregnation method | |
CN103275529B (en) | Suction ripple powder/inorganic silicate electromagnetism interference coated material of a kind of 0.6-18GHz frequency range and preparation method thereof | |
Zachariah et al. | From waste to wealth: A critical review on advanced materials for EMI shielding | |
RU2494507C1 (en) | Material for absorbing electromagnetic waves | |
Liu et al. | Effects of EPS, Mn–Zn ferrite, and layers on the electromagnetic absorption performance of magnesium phosphate cement | |
CN103898350A (en) | Method for preparing foamed aluminum/ferrite composite wave-absorbing material | |
JP2014187134A (en) | Electromagnetic wave absorber | |
JP2004296728A (en) | Wave absorber, forming material and forming body therefor and its manufacturing method | |
RU2657018C1 (en) | Absorber electromagnetic waves of the gigahertz range | |
RU2545585C1 (en) | Radiation-proof structural concrete and method for production thereof | |
CN108357161B (en) | Graphene-based electromagnetic stealth and shielding integrated material and preparation method thereof | |
RU2707656C1 (en) | Composition and method of producing material which absorbs electromagnetic radiation | |
CN112341090B (en) | Environment-friendly electromagnetic shielding functional cementing material and preparation method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140424 |