Радиопоглощающий материал Российский патент 2018 года по МПК H01Q17/00 

Изобретение относится к материалам для поглощения электромагнитного излучения и может быть использовано для обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств, защиты биологических объектов от электромагнитного излучения, а также для снижения радиозаметности объектов военного и гражданского назначения.

Одним из способов придания материалу радиопоглощающих свойств является нанесение на его поверхность слоя электропроводящего материала. Одним из эффективных способов такого нанесения является вакуумное распыление.

Известно радиопоглощающее покрытие, содержащее подложку из переплетенных арамидных высокомолекулярных нитей с нанесенной на нее вакуумным напылением пленкой из гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него ферромагнитными кластерами (патент RU №2228565, опубл. 10.05.2004 г.).

Недостатком известного покрытия является применение в нем в качестве подложки тканого текстильного материала из дорогих и тяжелых кевларовых нитей. Кроме того, получить на тканых подложках металлический или содержащий металл слой с хорошей электрической проводимостью не представляется возможным, так как ткань имеет островковую структуру, а напыляемые пленки очень тонки. Поэтому даже длительное напыление не приводит к появлению у ткани электрической проводимости. Использование в качестве радиопоглощающей пленки гидрогенизированного углерода с вкрапленными в него ферромагнитными кластерами усложняет процесс изготовления покрытия, поскольку одновременное магнетронное распыление графита и ферромагнетиков требует жесткого контроля параметров процесса и специальных дорогостоящих магнетронных устройств. И, наконец, процесс нанесения на подложку радиопоглощающей пленки имеет недостаточно высокую производительность из-за низкой скорости распыления графита, а использование в качестве рабочего газа водорода увеличивает риск взрывоопасности оборудования и требует особых мер предосторожности при проведении процесса.

Известно радиопоглощающее покрытие, содержащее подложку (основу) из слоев лаутросила или геотекстиля, скрепленных между собой термической обработкой. На одну из сторон подложки при помощи магнетронного распыления нанесена радиопоглощающая пленка из гидрогенизированного углерода с нанокластерами атомов металлов, а сверху нанесен стеклопластиковый слой (патент RU №2592898, опубл. 27.07.2016 г.).

В приведенном покрытии частично улучшены недостатки предыдущего, а именно, в качестве основы использованы недорогие и легкие нетканые материалы, имеющие хаотичное переплетение волокон, напыление на которые даже тонких металлических или содержащих металл слоев придает им электрическую проводимость. Однако приведенное покрытие имеет недостаточно высокие показатели радиопоглощения на низких частотах из-за недостаточно высоких показателей электрической проводимости металлических нанокластеров, покрытых слоем диэлектрика - гидрогенизированного углерода. Для повышения радиопоглощающих свойств необходимо увеличение количества слоев нетканого материала, что приводит к значительному утяжелению покрытия. Все остальные недостатки предыдущего присущи и ему.

Радиопоглощающее покрытие, приведенное последним, является наиболее близким решением по технической сущности.

Задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является повышение радиопоглощающих свойств на низких частотах, упрощение изготовления покрытия и уменьшение его стоимости.

Поставленная задача решается таким образом, что в радиопоглощающем материале, содержащем основу из нетканого текстильного материала с нанесенным на нее при помощи вакуумного распыления радиопоглощающим покрытием, в качестве последнего использованы металлы - железо, никель, хром, кобальт, медь, серебро, титан, цинк, алюминий, вольфрам, молибден, ванадий, цирконий, олово, индий, свинец и золото, их сплавы или их соединения с азотом или кислородом или углеродом.

Использование в качестве радиопоглощающего покрытия металлов, их сплавов или их соединений с азотом или кислородом или углеродом позволяет получить на поверхности нетканого текстильного материала тонкий сплошной слой металлического или содержащего металл покрытия, обладающего хорошей электрической проводимостью. Такое покрытие обеспечивает высокие показатели радиопоглощения в широком диапазоне частот. При нанесении на основу из нетканого текстильного материала радиопоглощающего покрытия не требуется специальных дорогостоящих магнетронных устройств, что существенно упрощает изготовление радиопоглощающего материала и снижает его стоимость.

Радиопоглощающее покрытие наносится на нетканый текстильный материал в виде тонких пленок металлов или их сплавов, или их соединений с азотом или кислородом или углеродом любым известным способом: вакуум-термическим напылением, электронно-пучковым или магнетронным распылением. В качестве металла может быть использован любой из следующих металлов - железо, никель, хром, кобальт, медь, серебро, титан, цинк, алюминий, вольфрам, молибден, ванадий, цирконий, олово, индий, свинец и золото.

Толщина наносимого радиопоглощающего покрытия - 10-1000 нм. В качестве нетканых текстильных материалов могут быть использованы материалы диаметром волокон 10-1000 мкм, поверхностной плотностью 30-1500 г/см² органического (например, полиэфирные волокна) или неорганического (например, кремнеземные волокна) происхождения. Радиопоглощающее покрытие может быть нанесено на обе стороны нетканого текстильного материала. Радиопоглощающий материал может состоять из нескольких слоев нетканого текстильного материала с радиопоглощающим покрытием различной толщины.

Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков радиопоглощающего материала с достижением указанного технического результата.

Радиопоглощающий материал содержит нетканый текстильный материал, на который при помощи вакуумного распыления нанесено покрытие в виде тонких пленок металлов или их сплавов, или их соединений с азотом или кислородом или углеродом.

Результаты испытаний радиопоглощающих материалов, выполненных из различных нетканых текстильных материалов с различными радиопоглощающими покрытиями, приведены в таблице.

Результаты испытаний показали, что радиопоглощающий материал обладает хорошими радиопоглощающими свойствами в широком диапазоне частот, относительно прост в изготовлении и не требует дорогостоящих основ. Эффективность радиопоглощения увеличивается путем увеличения количества слоев нетканого материала с нанесенным на него радиопоглощающим слоем. Основы могут быть также выполнены из негорючих материалов, что особенно необходимо для применения радиопоглощающего материала для объектов военного назначения.

Изобретение относится к материалам для поглощения электромагнитного излучения и может быть использовано для обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств, защиты биологических объектов от электромагнитного излучения, а также для снижения радиозаметности объектов военного и гражданского назначения. Материал содержит основу из нетканого текстильного материала и нанесенное на его поверхность при помощи вакуумного распыления радиопоглощающее покрытие. В качестве радиопоглощающего покрытия использованы металлы - железо, никель, хром, кобальт, медь, серебро, титан, цинк, алюминий, вольфрам, молибден, ванадий, цирконий, олово, индий, свинец и золото, их сплавы или их соединения с азотом, или кислородом, или углеродом. Технический результат заключается в улучшении радиопоглощающих свойств в широком диапазоне частот и упрощении изготовления материала. 1 табл.

Радиопоглощающий материал, содержащий основу из нетканого текстильного материала с нанесенным на нее при помощи вакуумного распыления радиопоглощающим покрытием, отличающийся тем, что радиопоглощающее покрытие нанесено в виде пленок металлов, или их сплавов, или их соединений с азотом или кислородом, или углеродом, при этом в качестве металлов использованы железо, или никель, или хром, или кобальт, или медь, или серебро, или титан, или цинк, или алюминий, или вольфрам, или молибден, или ванадий, или цирконий, или олово, или индий, или свинец, или золото, при этом толщина радиопоглощающего покрытия составляет 10-1000 нм, а диаметр волокон нетканого текстильного материала составляет 10-1000 мкм с поверхностной плотностью 30-1500 г/см² органического или неорганического происхождения.