В.А. Журавлев, В.И. Сусляев, Е.Ю. Коровин, Ю.П. Землянухин

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 MS ≈ 1,7*103 Гс ; • Высокая температура Кюри; • Широкая полоса частот естественного ферромагнитного резонанса от f1 ≈ 1,4 ГГц до f2 ≈ 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 (µ0).

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=2мм (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 см2. КСВн системы рупоров без образца в исследованном диапазоне частот не превышал 1,2.

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).

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.