1 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХСЛОЙНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ КАРБОНИЛЬНОГО ЖЕЛЕЗА В.А. Журавлев, В.И. Сусляев, Е.Ю. Коровин, Ю.П. Землянухин Национальный исследовательский Томский государственный университет

2 В настоящее время широкое применение находят композиционные радиопоглощающие материалы (РПМ), матрица которых состоит из высокомолекулярных полимерных соединений, а наполнителем являются частицы ферро- или ферримагнитных материалов. Такие РПМ эффективно работают в качестве поглотителей электромагнитных волн (ПЭВ), расположенных на металлических поверхностях. Перспективный материал для изготовления РПМ в СВЧ и КВЧ диапазонах частот- порошки карбонильного железа (КЖ): Большая величина намагниченности M S 1,7*10 3 Гс ; Высокая температура Кюри; Широкая полоса частот естественного ферромагнитного резонанса от f 1 1,4 ГГц до f 2 61 ГГц.

3 В работе приводятся результаты исследования спектров магнитной, диэлектрической проницаемостей; поглощающих свойств образцов композиционных материалов, состоящих из порошков КЖ марки Р-10 в полимерной матрице. Параметры исследованных плоскослоистых образцов : образец 1 - объемное содержание КЖ 15 %, толщина 1мм; образец 2 - объемное содержание КЖ 50 %, толщина 1мм.

4 Измерение спектров магнитной (μ=μ'–iμ") и диэлектрической (ε=ε'– iε") проницаемостей проведено на «Универсальном широкополосном радиоспектрометре на основе векторного анализатора цепей E8363В фирмы Agilent Technologies» в диапазоне частот 10 МГц – 20 ГГц. В качестве измерительных ячеек использовались: коаксиальный волновод, нерегулярный микрополосковый резонатор, набор объемных прямоугольных многомодовых резонаторов. Согласование частотных зависимостей мнимой и действительной составляющих проницаемостей μ и ε проведено с помощью соотношений Крамерса-Кронига и независимых измерений статической начальной магнитной проницаемости (µ 0 ).

5 Спектры магнитной проницаемости образца 1. Содержание КЖ 15%. Диэлектрическая проницаемость ε'=6,5, ε"= 0,2 Спектры магнитной проницаемости образца 2. Содержание КЖ 50%. Диэлектрическая проницаемость ε'=28, ε"= 4

6 Для создания широкополосных однослойных РПМ, расположенных на металлической поверхности, необходимо, чтобы μ"(f) ~ 1/f, где f – частота микроволнового излучения. В нашем случае падение μ"(f) с частотой происходит гораздо медленнее. Создать однослойный РПМ с коэффициентом отражения менее – 10 дБ в полосе частот более октавы из данных композитов не удается. Исследована двухслойная конструкция поглотителя: поглощающий слой - образец 2; согласующий со стороны открытого пространства слой– (образец 1).

7 Расчетный коэффициент отражения от двухслойного РПМ. Сплошная линия - расчет (толщины слоев на рисунке). Точки – эксперимент: d1=1 мм (образец 2), d1=2 мм (образец 1).

8 Исследование поглощающих свойств РПМ в диапазоне частот 26 – 37 ГГц проведено на измерителе КСВн панорамном типа Р2-65 с рупорными антеннами длиной 5 см и раскрывом рупора 2х1 см 2. КСВн системы рупоров без образца в исследованном диапазоне частот не превышал 1,2.

9 Блок- схема измерительной установки.

10 Коэффициенты отражения от РПМ на металлической поверхности. Кривая 1 – образец 1 толщиной 1 мм, кривая 2 – образец 2 (1мм), кривая 3 – двухслойная структура, состоящая из образца 1 (1 мм) и образца 2 (1 мм).

11 Измерения на «проход». Коэффициенты отражения (R), прохождения (T) и поглощения (A). a – образец 1 (1 мм); b - образец 2 (1 мм); с - образец 1 (1 мм) + образец2 (1 мм).

12 Таким образом, исследования показали: двухслойные композиционные материалы на основе КЖ с разным коэффициентом наполнения обеспечивают возможность избирательного поглощения с заданным коэффициентом отражения в СВЧ и КВЧ диапазонах частот; могут быть использованы как в качестве маскирующих покрытий, расположенных на металлической поверхности, так и в качестве защитных неотражающих покрытий с малыми коэффициентами отражения и прохождения.

13 Благодарю за внимание.