RU2570794C1 - Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов - Google Patents
Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570794C1 RU2570794C1 RU2014151923/07A RU2014151923A RU2570794C1 RU 2570794 C1 RU2570794 C1 RU 2570794C1 RU 2014151923/07 A RU2014151923/07 A RU 2014151923/07A RU 2014151923 A RU2014151923 A RU 2014151923A RU 2570794 C1 RU2570794 C1 RU 2570794C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoporous carbon
- nanoporous
- absorbent materials
- electromagnetic radiation
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Abstract
Изобретение относится к материалам для поглощения электромагнитных волн и может быть использовано для получения нанопористых углеродных микроволокон, предназначенных для создания эффективных неотражающих радиопоглощающих материалов, работающих в диапазоне от 50 ГГц до 4 ТГц. Заявляемое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов выполнено в виде нанопористых углеродных микроволокон, в которых количество аморфной фазы составляет не более 0,1%, причем длина волокон лежит в пределах от 10 до 200 мкм, а поры с преимущественным распределением по диаметрам от 2 до 200 нм расположены ортогонально оси нанопористых углеродных микроволокон. Требуемый технический результат заключается в повышении поглощающей способности по отношению к электромагнитному излучению и расширении диапазона частот. 4 ил.
Description
Изобретение относится к материалам для поглощения электромагнитных волн и может быть использовано для получения нанопористых углеродных микроволокон, предназначенных для создания эффективных неотражающих радиопоглощающих материалов, работающих в диапазоне от 50 ГГц до 4 ТГц.
Имеющиеся в настоящее время радиопоглощающие материалы (РПМ) основаны на способности преобразования падающего электромагнитного излучения в тепло. Для этого используют различные дисперсные металлические, графитовые и ферромагнитные порошки или волокна с требуемыми электродинамическими свойствами (величиной диэлектрической и магнитной проницаемости, электрических или магнитных потерь). В последнее время для этих целей используют также углеродные нанотрубки в различных сочетаниях с волокнистыми и порошковыми компонентами. Для создания радиопоглощающих материалов эти вещества (преимущественно с высокими диэлектрическими или магнитными потерями) формируют в объемные (пирамидальные, сетчатые) или многослойные структуры, которые обладают низким уровнем отражения радиоволн в заданном диапазоне частот.
Известен радиопоглощающий материал [EP 2411462, A1, H01Q 17/00, H05K 9/00, C08K 7/04, C08K 7/06, 24.03.2010], обеспечивающий работу в частотном диапазоне радарных устройств и состоящий из продолговатых углеродных частиц длиной от 50 до 1000 мкм при толщине от 1 до 15 микрон в количестве от 1,0 до 20 объемных % (в сухом состоянии) и распределенных в непроводящем связующем.
Углеродные частицы могут представлять собой размолотые углеродные волокна или нити, непроводящее связующее выбирают из различных видов полиуретана. Высокий уровень поглощения радиоизлучений обеспечивается в нем при отсутствии контакта между частицами графита, в противном случае возникает объемная электропроводность и материал становится экранирующим. Для управления рабочим диапазоном частот выбирают соответствующую толщину покрытия и значения действительной части диэлектрической проницаемости.
Известный материал имеет высокие значения действительной части диэлектрической проницаемости и высокие диэлектрические потери в высокочастотном (ВЧ) диапазоне.
Недостатком этого материала является относительно низкая поглощающая способность по отношению к электромагнитным излучениям.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является углеродный поглотитель электромагнитных излучений, который используется в материале для поглощения электромагнитных излучений (ЭМИ) [RU 00080959, U1, G01R 1/18, G12B 17/00, 27.02.2009], содержащем связующее вещество, причем поглотитель электромагнитных излучений выполнен на основе углеродных нанотрубок.
Известный материал для поглощения электромагнитных излучений применим, например, для камуфляжа летательных аппаратов от обнаружения их радиолокационными средствами в широком диапазоне частот (десятки и тысячи мегагерц) несущих электромагнитных излучений, а также для ослабления побочных электромагнитных излучений и наводок.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая поглощающая способность по отношению к электромагнитным излучениям и относительно узкий рабочий диапазон частот.
Задачей, которая решается в предложенном изобретении, является повышение поглощающей способности по отношению к электромагнитным излучениям и расширение рабочего диапазона частот.
Требуемый технический результат заключается в повышении поглощающей способности по отношению к электромагнитным излучениям и расширении рабочего диапазона частот, в котором материал проявляет свою эффективность.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов согласно изобретению выполнено в виде нанопористых углеродных микроволокон, в которых количество аморфной фазы составляет не более 0,1%, причем длина волокон лежит в пределах от 10 до 200 мкм, а поры с преимущественным распределением по диаметрам от 2 до 200 нм расположены ортогонально оси нанопористых углеродных микроволокон.
На изображениях представлены:
на фиг. 1 - изображение поверхности нанопористых углеродных волокон;
на фиг. 2 - распределение нанопористых микроволокон по длине, %, мкм;
на фиг. 3 - распределение размеров пор нанопористых микроволокон по длине, %, нм;
на фиг. 4 - спектр поглощения нанопористых микроволокон (зависимость коэффициента поглощения от частоты (ТГц).
Изготавливается и используется нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов следующим образом.
Производится механическое измельчение рубленных углеродных волокон с диаметром от 5 до 20 мкм, например, в молотковой мельнице до получения распределения по длинам в диапазоне от 10 до 200 мкм (фиг. 2) с последующим травлением во вращающихся СВЧ-печах в кислородосодержащей среде при мощности СВЧ-поля от 200 до 2000 ВА в течение от 5 до 50 минут. Получаемые при этом поры имеют преимущественное распределение по размерам от 2 до 200 нм (фиг. 3) и благодаря использованию вращающихся СВЧ-печей расположены ортогонально оси углеродных волокон.
Полученное таким способом нанопористое углеродное микроволокно используется для создания радиопоглощающих материалов.
Экспериментально установлено, что использование волокон с меньшим диаметром, меньшей длиной и меньшими размерами пор приводит к повышенным технологическим трудностям при их изготовлении без ощутимой эффективности применения, а большие размеры, чем в указанном диапазоне, также не приводят к повышению эффективности использования.
Результаты экспериментальных исследований спектров поглощения нанопористых микроволокон представлены на фиг. 4. Из анализа графика следует, что предложенные нанопористые углеродные микроволокна эффективно поглощают радиоизлучение в широком диапазоне частот 0,05-4,0 ТГц, что подтверждает достижение требуемого технического результата, который заключается в повышении поглощающей способности по отношению к электромагнитным излучениям и расширении рабочего диапазона частот.
Claims (1)
- Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов, отличающееся тем, что оно выполнено в виде нанопористых углеродных микроволокон, в которых количество аморфной фазы составляет не более 0,1%, причем длина волокон лежит в пределах от 10 до 200 мкм, а поры с преимущественным распределением по диаметрам от 2 до 200 нм расположены ортогонально оси нанопористых углеродных микроволокон.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014151923/07A RU2570794C1 (ru) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014151923/07A RU2570794C1 (ru) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570794C1 true RU2570794C1 (ru) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014151923/07A RU2570794C1 (ru) | 2014-12-23 | 2014-12-23 | Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570794C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19518541A1 (de) * | 1994-05-19 | 1995-11-23 | Yazaki Corp | Elektromagnetisch abschirmende Stoffzusammensetzung |
WO1999062076A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke | An electrically conductive layer of cellulose fibres and a composite thereof |
EA009102B1 (ru) * | 2003-08-14 | 2007-10-26 | Эвальд Деркен Аг | Отражающий слой |
RU80959U1 (ru) * | 2008-08-07 | 2009-02-27 | Михаил Демьянович Скубилин | Материал для поглощения электромагнитных излучений |
RU2359374C1 (ru) * | 2008-05-14 | 2009-06-20 | Лев Николаевич Левадный | Поглотитель электромагнитных волн |
EP2411462A1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-02-01 | QinetiQ Limited | Electromagnetic field absorbing composition |
-
2014
- 2014-12-23 RU RU2014151923/07A patent/RU2570794C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19518541A1 (de) * | 1994-05-19 | 1995-11-23 | Yazaki Corp | Elektromagnetisch abschirmende Stoffzusammensetzung |
WO1999062076A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke | An electrically conductive layer of cellulose fibres and a composite thereof |
EA009102B1 (ru) * | 2003-08-14 | 2007-10-26 | Эвальд Деркен Аг | Отражающий слой |
RU2359374C1 (ru) * | 2008-05-14 | 2009-06-20 | Лев Николаевич Левадный | Поглотитель электромагнитных волн |
RU80959U1 (ru) * | 2008-08-07 | 2009-02-27 | Михаил Демьянович Скубилин | Материал для поглощения электромагнитных излучений |
EP2411462A1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-02-01 | QinetiQ Limited | Electromagnetic field absorbing composition |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Duan et al. | Enhanced electromagnetic microwave absorption property of peapod-like MnO@ carbon nanowires | |
Zhou et al. | Silica-modified ordered mesoporous carbon for optimized impedance-matching characteristic enabling lightweight and effective microwave absorbers | |
Chu et al. | Effects of diameter and hollow structure on the microwave absorption properties of short carbon fibers | |
Liu et al. | Absorption properties of carbon black/silicon carbide microwave absorbers | |
Zhao et al. | Magnetic and conductive Ni/carbon aerogels toward high-performance microwave absorption | |
Kumar et al. | Nickel nanoparticles embedded in carbon foam for improving electromagnetic shielding effectiveness | |
Kumar et al. | Improved microwave absorption in lightweight resin-based carbon foam by decorating with magnetic and dielectric nanoparticles | |
Cheng et al. | Ultra-thin low-frequency broadband microwave absorber based on magnetic medium and metamaterial | |
Zhang et al. | A broadband radar absorber based on perforated magnetic polymer composites embedded with FSS | |
Huang et al. | Fibrous composites with double-continuous conductive network for strong low-frequency microwave absorption | |
Li et al. | Ultralight Fe@ C nanocapsules/sponge composite with reversibly tunable microwave absorption performances | |
Zhou et al. | Synthesis and electromagnetic interference shielding effectiveness of ordered mesoporous carbon filled poly (methyl methacrylate) composite films | |
CN104485515A (zh) | 加载集总元件的宽带吸波材料 | |
Singh et al. | Enhanced microwave absorption performance of SWCNT/SiC composites | |
YIN et al. | Effects of heat treatment temperature on microstructure and electromagnetic properties of ordered mesoporous carbon | |
Kaur et al. | Review on microwave absorbing material using different carbon composites | |
Yanagi et al. | Carbon-nanotube-based ultralight materials for ultrabroadband electromagnetic wave shielding and absorption | |
Wang et al. | In-situ growth of magnetic nanoparticles on honeycomb-like porous carbon nanofibers as lightweight and efficient microwave absorbers | |
RU2570794C1 (ru) | Нанопористое углеродное микроволокно для создания радиопоглощающих материалов | |
Jiang et al. | Using γ-Fe 2 O 3 to tune the electromagnetic properties of three-dimensional (3D) polypyrrole (PPy) and its broadband electromagnetic absorber | |
Guan et al. | A novel three-dimensional Fe 3 SnC/C hybrid nanofiber absorber for lightweight and highly-efficient microwave absorption | |
Xuesong et al. | Investigation into wideband electromagnetic stealth device based on plasma array and radar-absorbing materials | |
CN204156097U (zh) | 加载集总元件的宽带吸波材料 | |
Gong et al. | Design of ultra wideband microwave absorber effectual for objects of arbitrary shape | |
Neto et al. | Analysis and design of fractal-like circular patch elements for miniaturized and stable FSSs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161224 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171006 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181224 |