КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК G12B17/02 B82B1/00 H05K9/00 

Изобретение относится к материалам для защиты от электромагнитных полей радиочастотного диапазона и может применяться для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств в различных отраслях промышленности, а также для защиты биологических объектов от патогенного влияния электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения, состоящий из полимерной основы, в которой распределены частицы соединений - (Fe, Si) или - Со с нанокристаллической структурой объемной плотностью (0,6÷1,4)·10^-5 1/нм³ по патенту РФ №2324989, МПК⁷ G12В 17/02 (прототип).

Недостатком предлагаемого изобретения является то, что в данной конструкции сравнительно невысокая эффективность экранирования и значение магнитной проницаемости из-за неупорядоченной структуры полимерной основы для фиксации положения частиц порошка с нанокристаллической структурой.

Технически достижимый результат - повышение магнитной проницаемости и, как следствие, коэффициента экранирования.

Это достигается тем, что в композиционном материале для защиты от электромагнитного излучения, состоящем из полимерной основы, в которой распределены частицы соединений - (Fe, Si) или - Со с нанокристаллической структурой объемной плотностью (0,6÷1,4)·10^-5 1/нм³, полимерная основа для фиксации положения частиц порошка с нанокристаллической структурой выполнена в виде чередующихся между собой элементов структуры, расположенных под углом 90° друг к другу, а каждый из элементов выполнен в виде расположенных в параллельных рядах частиц вытянутой формы, причем частицы, расположенные слева и справа от нее, сдвинуты на величину, не превышающую половины максимального размера частицы, при этом оптимальным является следующий диапазон значений объемной плотности нанокристаллов в аморфной матрице: больше 0,6·10^-5 1/нм³, но менее 1,4·10^-5 1/нм³.

На чертеже представлена схема полимерной основы для фиксации положения частиц порошка с нанокристаллической структурой.

Композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения состоит из полимерной основы с частицами 1 и 3, в которой распределены частицы 2 соединений - (Fe, Si) или - Со с нанокристаллической структурой объемной плотностью (0,6÷1,4)·10^-5 1/нм³. Полимерная основа для фиксации положения частиц порошка с нанокристаллической структурой выполнена в виде чередующихся между собой элементов структуры с частицами 1 и 3, расположенных под углом 90° друг к другу, а каждый из элементов с частицами выполнен в виде расположенных в параллельных рядах частиц вытянутой формы, причем частицы, расположенные слева и справа от нее, сдвинуты на величину, не превышающую половины максимального размера частицы. Использование в качестве наполнителя материала, обладающего нанокристаллической структурой, обеспечивает увеличение магнитной проницаемости.

Экспериментально установлено, что при объемной плотности нанокристаллов в аморфной матрице менее 0,6·10^-5 1/нм³ эффект повышения значения магнитной проницаемости не наблюдается. При объемной плотности нанокристаллов в аморфной матрице больше, чем 1,4·10^-5 1/нм³, происходит уменьшение значения магнитной проницаемости. Следовательно, оптимальным является следующий диапазон значений объемной плотности нанокристаллов в аморфной матрице: больше 0,6·10^-5 1/нм³, но менее 1,4·10^-5 1/нм³.

Материал работает следующим образом.

Электромагнитная волна, проникшая в глубь материала, интенсивней поглощается в нем за счет более высокой поглощающей способности нанокристаллической структуры, обладающей большей магнитной проницаемостью по сравнению с аморфной. При достижении электромагнитной волной противоположной поверхности происходит ее большее поглощение, что приводит к повышению коэффициента экранирования.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения выразится в снижении толщины и уменьшении массогабаритных характеристик композиционного материала, что позволит повысить надежность работы электронных и электротехнических средств, обеспечить эффективную защиту биологических объектов за счет повышения магнитной проницаемости композиционного материала и, как следствие, коэффициента экранирования электромагнитных полей радиочастотного диапазона.

При объемной плотности нанокристаллов - (Fe, Si) или - Co (0,6÷4,4)·10^-5 1/нм³ магнитная проницаемость композитов по сравнению с аморфным состоянием увеличивается в 2-3 раза и составляет от 90 до 135 ед.

Изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности, когда требуется обеспечение электромагнитной совместимости технических средств, а также может быть использовано для защиты биологических объектов от патогенного влияния электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты, что обеспечивается за счет того, что в композиционном материале, состоящем из полимерной основы, в которой распределены частицы соединений - (Fe, Si) или - Со с нанокристаллической структурой объемной плотностью (0,6÷1,4)·10^-5 1/нм³, согласно изобретению полимерная основа для фиксации положения частиц порошка с нанокристаллической структурой выполнена в виде чередующихся между собой элементов структуры, расположенных под углом 90° друг к другу, а каждый из элементов выполнен в виде расположенных в параллельных рядах частиц вытянутой формы, причем частицы, расположенные слева и справа от нее, сдвинуты на величину, не превышающую половины максимального размера частицы, при этом оптимальным является следующий диапазон значений объемной плотности нанокристаллов в аморфной матрице: больше 0,6·10^-5 1/нм³, но менее 1,4·10^-5 1/нм³. 1 ил.

Композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения, состоящий из полимерной основы, в которой распределены частицы соединений - (Fe, Si) или - Со с нанокристаллической структурой объемной плотностью (0,6÷1,4)·10^-5 1/нм³, отличающийся тем, что полимерная основа для фиксации положения частиц порошка с нанокристаллической структурой выполнена в виде чередующихся между собой элементов структуры, расположенных под углом 90° друг к другу, а каждый из элементов выполнен в виде расположенных в параллельных рядах частиц вытянутой формы, причем частицы, расположенные слева и справа от нее, сдвинуты на величину, не превышающую половины максимального размера частицы, при этом оптимальным является следующий диапазон значений объемной плотности нанокристаллов в аморфной матрице: больше 0,6·10^-5 1/нм³, но менее 1,4·10^-5 1/нм³.