Новости

Международная группа ученых разработала новый композитный радиопоглощающий материал на основе полимерной матрицы с наполнителем из гексаферрита и нанографита,

который позволяет эффективно поглощать электромагнитное излучение в СВЧ-диапазоне и может быть использован для технологии снижения заметности.

Исследования показали, что новый композит способен поглощать до 99.9% электромагнитного излучения, что открывает перспективы его для снижения заметности в области радарных частот.

Работа опубликована в журнале Journal of Alloys and Compounds.

Ученые НИТУ «МИСиС», Южно-Уральского государственного университета и Объединённого института ядерных исследований совместно с коллегами из Египта,

Саудовской Аравии и Белоруссии разработали радиопоглощающий полимерный композитный материал с наполнителем на основе алюминий-замещенного гексаферрита бария и наноразмерного производного графита,

который может быть использован как для антенных применений (технологии 5G), так и для снижения заметности в области радарных частот.

Полученный материал эффективно снижает коэффициент отражения электромагнитных волн, становясь практически невидимым в СВЧ-области.

«Высокий коэффициент поглощения был достигнут за счет комбинирования магнитного диэлектрического наполнителя (гексаферрит бария) и диамагнитного проводящего наполнителя (нанографит).

Именно данная идея (сочетания порошкообразных материалов-наполнителей с принципиально различными электродинамическими характеристиками при формировании функциональных композитов) обладает новизной и актуальностью.

На сегодняшний день «век однофазных материалов» подходит к своему логическому завершению. Принципиально новые свойства могут быть обнаружены именно в области композитов.

Следует отметить, что для получения данного результата была проделана большая работа по исследованию исходных магнитных наполнителей – замещенных гексаферритов бария.

Так были проведены комплексные исследования корреляции химического состава, структурных особенностей, электрических, магнитных и микроволновых свойств широкого ряда твердых растворов гексаферритов.

Были выбраны наиболее оптимальные химические составы для синтеза композита.

Новый композиционный материал обладает прекрасными экранирующими свойствами и при этом отличается легкостью, гибкостью, химической стабильностью и хорошим сочетанием с различными полимерными матрицами»,

- поясняет один из авторов исследования Алексей Труханов, к.ф.-м.н., научный сотрудник кафедры технологии материалов электроники НИТУ "МИСиС".

В качестве матрицы композита был использован поливинилиденфторид, или ПВДФ/PVDF.

Этот полимер известен своей химической стабильностью, устойчивостью к органическим растворителям и более высоким по сравнению с другими полимерами модулем упругости.

Его использование позволило компенсировать такие недостатки гексаферрита бария, как хрупкость и недостаточная пластичность.

В ходе исследования ученые определили оптимальное весовое соотношение ПВДФ и гексаферрита бария – 15% к 85% соответственно.

Применение гексаферритового наполнителя играет ключевую роль в формировании магнитных потерь в композиционном материале, что усиливает поглощение исходного полимера.

При этом содержание нанографита не должно превышать 5% от веса финального продукта.

Такая концентрация вещества позволяет добиться максимально эффективного радиопоглощения за счет повышения проводимости композита.

Авторы работы отмечают, что разработанный ими композитный материал способен поглощать до 99.9% электромагнитного излучения, что открывает перспективы его использования в СВЧ-области (антенные и радарные технологии).

Исследование было проведено при поддержке Российского научного фонда (грант №19-72-10071).

Информация предоставлена пресс-службой НИТУ «МИСиС»