constructionСтроительство и реконструкцияBuilding and Reconstruction2073-7416Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева10.33979/2073-7416-2024-112-2-110-116construction-725Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИCONSTRUCTION MATERIALS AND TECHNOLOGIESЭластичные самоклеящиеся радиопоглощающие материалыElastic self-adhesive radioabsorbing materialsЧеркасовВ. Д.CherkasovV. D.

Черкасов Василий Дмитриевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Прикладная механика»,

г. Саранск

Cherkasov Vasilii D. - Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department «Applied Mechanics»,

Saransk

vd-cherkasov@yandex.ruЩербакЮ. П.ShcherbakY. P.

Щербак Юрий Петрович - кандидат технических наук, доцент, советник руководителя,

г. Саров

Shcherbak Yuri P. - Advisor to the Head, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor,

Sarov

ypscherbak@gmail.comЧеркасовД. В.CherkasovD. V.

Черкасов Дмитрий Васильевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Прикладная механика»,

г. Саранск

Cherkasov Dmitry V. - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor «Applied Mechanics»,

Saransk

dv-cherkasov@yandex.ruНациональный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. ОгареваNational Research Ogarev Mordovia State UniversityСаровский физико-технический институт Национальный исследовательский ядерный университет МИФИSarov Institute of Physics and Technology National Research Nuclear University MEPhI20240705202402110117Copyright © Черкасов В.Д., Щербак Ю.П., Черкасов Д.В., 20242024Черкасов В.Д., Щербак Ю.П., Черкасов Д.В.Cherkasov V.D., Shcherbak Y.P., Cherkasov D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://construction.elpub.ru/jour/article/view/725

В статье рассматривается создание эластичных самоклеящихся радиопоглощающих материалов для защиты от СВЧ излучения. В производстве радиопоглощающих материалов широко используют карбонильное железо. Материалы с этим наполнителем имеют низкое поглощение электромагнитного излучения, а в большей степени отражают его. Основное достоинство этого наполнителя в том, что он выпускается отечественными производителями в промышленных объёмах. Другой наполнитель, используемый для производства радиопоглощающих материалов – углеродное волокно. Материалы на этом наполнителе имеют высокий коэффициент поглощения электромагнитного излучения, но работают в очень узком диапазоне частот. В связи с этим для повышения поглощения электромагнитного излучения и расширения диапазона частот в состав радиопоглощающего материала, содержащего карбонильное железо, вводится определённое количество углеродного волокна. Показано, что при этом поглощение электромагнитного излучения достигает 80 %, а частотный диапазон работы составляет 6,2 – 7,7 ГГц. Материал предназначен для защиты помещений и оборудования от электромагнитного излучения.

The article considers creation of elastic self-adhesive radio absorbing materials for frequency range of 2-7 GHz. Carbonyl iron is widely used in the production of radioabsorbing materials. Materials with this filler have a low absorption of electromagnetic radiation, and more reflect it. The main advantage of this filler is that it is produced by domestic manufacturers in industrial volumes. Another filler used for the production of radioabsorbing materials is carbon fibre. Materials on this filler have a high absorption coefficient of electromagnetic radiation, but operate in a very narrow frequency range. Therefore, in order to increase electromagnetic absorption and extend the frequency range, a certain amount of carbon fibre is introduced into the composition of the radioabsorbing material containing carbonyl iron. It is shown that in this case absorption of electromagnetic radiation reaches 93%. The material is intended for protection of premises and equipment against electromagnetic radiation.

электромагнитное излучениеСВЧ-диапазонкаучукуглеродное волокнокарбонильное железорадиопоглощающий материалисследованияelectromagnetic radiationmicrowave rangerubbercarbon fibercarbonyl ironradio absorbing materialresearchReferencesАлимин Б.Ф. Современные разработки поглотителей электромагнитных волн и радиопоглощающих материалов. – Зарубежная радиоэлектроника, 1989, №2, с. 75 – 82.Alimin B.F. Modern development of electromagnetic wave scavengers and radio absorption materials. - Foreign radio electronics, 1989, 2, p. 75 - 82.Ковалева Т.Ю., Безъязыкова Т.Г., Шафпанский В.С. Магнитодиэлектрики для СВЧ – поглощающих экранов. – Радиоэлектроника и связь, 1991, №2, с. 84 – 86.Kovaleva T.Y., Besyazykova T.G., Shafpansky V.S. Magnetodielectric for microwave - absorbing screens. - Radioelectronics and communication, 1991, 2, p. 84 - 86.Казанцева Н. Е., Рыбкина Н.Г., Чмутин И.А. Перспективные материалы для поглотитетелй электромагнитных волн сверхвысокочастотного диапазона. – Радиотехника и электроника, 2003, т. 1, с. 161 – 163.Kazantseva N. Y., Rybkina N.G., Chmutin I.A. Perspective materials for electromagnetic wave absorbers of ultra-high frequency range. - Radio and Electronics, 2003, t. 1, p. 161 - 163.Островский О.С., Одаренко Е.Н., Шматько А.А. Защитные экраны и поглотители электромагнитных волн - Физическая инженерия поверхности, 2003, т. 1, с. 161 – 163.Ostrovsky O.S., Odarenko E.N., Shmatko A.A.. Protective shields and absorbers of electromagnetic waves - Physical Surface Engineering, 2003, t. 1, p. 161 - 163.Лыньков Л.М., Богут В.Н., Боротько Т.В., Украинец Е.А., Колбун Н.В. Новые материалы для экранов электромагнитного излучения. Доклады Бгуир. - №3 – 2004, с. 152 – 167.Lynkov L.M., Bogut V.N., Borotko T.V., Ukrainian E.A., Kolbun N.V. New materials for screens of electromagnetic radiation. Bhuir Reports. - 3 - 2004, p. 152 - 167.Abdolali Ali, Oraizi Homaeoon, Tavakoli Ahad. Ultra Wide Band Radar Absorbing Materials. Elektromagnetics Research Symposium Proceedings, Moscow, Russia, August 18–21, 2009, 351 c.Abdolali Ali, Oraizi Homaeoon, Tavakoli Ahad. Ultra Wide Band Radar Absorbing Materials. Elektromagnetics Research Symposium Proceedings, Moscow, Russia, August 18–21, 2009, 351 c.Wallace J.L. Broadband Magnetic Microwave Absorbers: Fundamental Limitations // IEEE Trans. Magn. - 1993. - 29, №6, Pt 3. - P. 4209-4214.Wallace J.L. Broadband Magnetic Microwave Absorbers: Fundamental Limitations // IEEE Trans. Magn. - 1993. - 29, №6, Pt 3. - P. 4209-4214.Лопатин А.В., Казанцев Ю. Н. и др. Радиопоглотители на основе магнитных полимерных композитов и частотно-селективных поверхностей – Радиотехника и электроника, 2008, т.53, № 9, с. 1176-1184.Lopatin A.V., Kazantsev Y. N. etc. Radioadsorbents based on magnetic polymer composites and frequency-selective surfaces - Radioengineering and electronics, 2008, vol. 53, 9, pp. 1176-1184.Антонов А.С., Панина Л.В., Сарычев А.К. Высокочастотная магнитная проницаемость композитных материалов, содержащих карбонильное железо. – Журнал технической физики, 1989, т. 59, №6, с. 88 – 94.Antonov A.S., Panina L.V., Sarychev A.K. High-frequency magnetic permeability of composite materials containing carbonyl iron. - Journal of Technical Physics, 1989, vol. 59, 6, p. 88 - 94.Михайлин Ю.А. Специальные полимерные композиционные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2008. 660.Mikhailin Y.A. Special polymer composite materials. SPb.: Scientific bases and technologies, 2008. 660.Колесов В.В., Петрова Н.Г., Фионов А.С. Радиопоглощающие материалы на основе наполненных полимеров // 16-я международная крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь. Украина. 2006. с. 594 – 595.Wheels V.V., Petrova N.G., Fionov A.S. Radio absorbing materials based on filled polymers // 16th International Crimean conference «VHF-technology and telecommunications technologies». Sevastopol. Ukraine. 2006. p. 594 - 595.Лопатин А.В., Казанцева Е.Н., Казанцев Ю.Н. Эффективность использования магнитных полимерных композитов в качестве радиопоглощающих материалов. Радиотехника и электроника – 2008 – т. 53, №5, с. 517 – 526.Lopatin A.V., Kazantseva E.N., Kazantsev Y.N. Efficiency of use of magnetic polymer composites as radio absorbing materials. Radio and Electronics - 2008 - t. 53, 5, p. 517 - 526.Петров В.М., Гагулин В.В. Радиопоглощающие материалы. – Неорганические материалы, 2001, т.37, №2, с. 135 – 141.Petrov V.M., Gagulin V.V. Radio absorbing materials. - Inorganic materials, 2001, vol. 37, 2, pp. 135 - 141.Хачатуров А.А., Фионов А.С., Колесов В.В., Потапов Е.Э., Ильин Е.М. Функциональные эластомерные композиционные материалы на основе бутадиен-стирольного каучука и магнетита. РЭНСИТ, 2019, том 11, №2., с.189-199.Khachaturov A.A., Fionov A.S., Kolesov V.V., Potapov E.E., Ilyin E.M. Functional elastomeric composite materials based on styrene-butadiene rubber and magnetite. RENSIT, 2019, volume 11, no. 2., pp. 189-199.Крюков А.В., Еремеев А.С. Новые радиопоглощающие гибкие материалы на основе углеродной матрицы с различными синтетическими наполнителями и оценка их поглощающих свойств в СВЧ диапазоне. РЭНСИТ, 2020, 12(3):335-340. DOI: 10.17725/rensit.2020.12.335.Kryukov A.V., Eremeev A.S. New radio-absorbing flexible materials based on a carbon matrix with various synthetic fillers and evaluation of their absorbing properties in the microwave range. RENSIT, 2020, 12(3):335- 340. DOI: 10.17725/rensit.2020.12.335.Xiangyu Zheng, Haiwei Zhang, Zhihao Liu, Rijia Jiang, Xing Zhou, Functional composite electromagnetic shielding materials for aerospace, electronics and wearable fields, Materials Today Communications, Volume 33, 2022, 104498, ISSN 2352-4928, https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.104498. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352492822013393)Xiangyu Zheng, Haiwei Zhang, Zhihao Liu, Rijia Jiang, Xing Zhou, Functional composite electromagnetic shielding materials for aerospace, electronics and wearable fields, Materials Today Communications, Volume 33, 2022, 104498, ISSN 2352-4928, https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2022.104498. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352492822013393)C. Retailleau, J. Alaa Eddine, F. Ndagijimana, F. Haddad, B. Bayard, B. Sauviac, P. Alcouffe, M. Fumagalli, V. Bounor-Legaré, A. Serghei, Universal behavior for electromagnetic interference shielding effectiveness of polymer based composite materials, Composites Science and Technology,Volume 221, 2022, 109351, ISSN 0266- 3538, https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2022.109351. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353822000938)C. Retailleau, J. Alaa Eddine, F. Ndagijimana, F. Haddad, B. Bayard, B. Sauviac, P. Alcouffe, M. Fumagalli, V. Bounor-Legaré, A. Serghei, Universal behavior for electromagnetic interference shielding effectiveness of polymer based composite materials, Composites Science and Technology,Volume 221, 2022, 109351, ISSN 0266- 3538, https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2022.109351. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353822000938)Yingjie Chang, Ruixing Hao, Yaqi Yang, Guizhe Zhao, Yaqing Liu, Hongji Duan, Progressive conductivity modular assembled fiber reinforced polymer composites for absorption dominated ultraefficient electromagnetic interference shielding, Composites Part B: Engineering, Volume 260, 2023, 110766, ISSN 1359- 8368,https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110766. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135983682300269X)Yingjie Chang, Ruixing Hao, Yaqi Yang, Guizhe Zhao, Yaqing Liu, Hongji Duan, Progressive conductivity modular assembled fiber reinforced polymer composites for absorption dominated ultraefficient electromagnetic interference shielding, Composites Part B: Engineering, Volume 260, 2023, 110766, ISSN 1359- 8368,https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110766. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135983682300269X)Влияние формы, химического и фазового состава частиц на основе Fe на СВЧ-характеристики композитов с диэлектрической матрицей / Елсуков Е.П., Розанов К.Н. и др. // Журнал технической физики – 2009 – т.79, вып. 4 – с. 125-130.The influence of the form, chemical and phase composition of Fe-based particles on the VHF characteristic of composites with dielectric matrix / Elsukov H.P., Rozanov K.N. etc. // Journal of Technical Physics - 2009 - vol. 79, vol. - pp. 125-130.Петров В., Николайчук Г. и др. Многоцелевые радиопоглощающие материалы на основе магнитных нано структур: получение, свойства, применение. – Компоненты и технологии, 2008, №10, с. 147 – 150.Petrov V., Nikolaychuk G. et al. Multi-purpose radio absorbing materials based on magnetic nano structures: receiving, properties, applications. - Components and Technologies, 2008, 10, p. 147 – 150.Журавлев В.А., Сусляев В.И. и др. Радиопоглощающие свойства содержащих карбониль-ное железо композитов на СВЧ и КВЧ – Исследовано в России, 2010, 035/100608, с. 404 – 411.Zhuravlev V.A., Suslyaev V.I. etc. Radio absorbing properties of carbonyl iron-containing composites on microwave and microwave surface - Studied in Russia, 2010, 035/100608, p. 404 - 411.Серебрянников С.П., Чепарин В.П., Румянцев П.А., Еремцова Л.Л. Электродинамические свойства диспергированных гексафферритовых наполнителей и радиопоглощающих покрытий. – Электричество, 2013, №5, с. 37 – 40.Serebrennikov S.P., Cheparin V.P., Rumyantsev P.A., Eremsova L.L. Electrodynamic properties of dispersed hexafferrit fillers and radio-absorbing coatings. - Electricity, 2013, 5, p. 37 - 40.Серебрянников С.П., Чепарин В.П., Китайцев А.А., Смирнов Д.О. Влияние толщины покрытия с наполнителем в виде высокоанизотропного феррита на величину поглощения электромагнитного излучения. Магнетизм, дальнее и ближнее спин-спиновое взаимодействие. – Сб. трудов XVII Междунар. Конф., (Москва – Фирсановка, 20 -22 ноября 2009 г.), с. 223 – 229. 2Serebrennikov S.P., Cheparin V.P., Chinese A.A., Smirnov D.O. Influence of thickness of coating with filler in the form of high anisotropic ferrite on the amount of absorption of electromagnetic radiation. Magnetism, distant and near spin-spin interaction. - Sat. works of XVII Mezhunar. Conf., (Moscow - Firsanovka, 20 - 22 November 2009), pp. 223 - 229.Серебрянников С.В., Чепарин В.П., Смирнов Д.О., Румянцев П.А., Китайцев А.А., Еремцов Л.Л. Свойства композиционных материалов на основе ультрадисперсных ферримагнитных наполнителей. – Электричество, 2011, №3, с. 78 – 80.Serebrennikov S.V., Cheparin V.P., Smirnov D.O., Rumyantsev P.A., Chinese A.A., Eremsov L.L. Properties of compositions based on ultradispersed ferrymagnetic fillers. - Electricity, 2011, 3, p. 78 - 80.Taleghani H.G., Aleahmad M., Eisazadeh H. Preparation and Characterization of Polyaniline Nanoparticles Using Various Solutions. – World Applied Seiences Journal, 2009, No. 6 (12), pp. 1607–1611.Taleghani H.G., Aleahmad M., Eisazadeh H. Preparation and Characterization of Polyaniline Nanoparticles Using Various Solutions. – World Applied Seiences Journal, 2009, No. 6 (12), pp. 1607–1611.Журавлев В.А., Сусляев В.И., Доценко О.А., Бабинович А.Н. Композиционный радиоматериал на основе карбонильного железа для миллиметрового диапазона длин волн // Известия высших учебных заведений. Физика. 2010, №8, с. 96 – 97.Zhuravlev V.A., Suslyaev V.I., Dotsenko O.A., Babinovich A.N. Carbonyl iron composite radio material for millimeter wavelength range // Izvestia of higher educational institutions. Physics. 2010, 8, p. 96 - 97.Современные проблемы радиоэлектроники: сб. науч.тр. [Электронный ресурс] /науч. ред. В.Н. Бондаренко; отв. за вып. А.А. Левицкий. Электрон. дан. (31 мб). Красноярск: Сиб. федер.ун-т, 2016. 28. ГОСТ 30381-95 / ГОСТ Р 50011-92. Совместимость технических средств электромагнитная. Поглотители электромагнитных волн для экранированных камер. Общие технические условия.Modern problems of radio electronics: collection of scientific tr. [Electronic resource] /scientific ed. V.N. Bondarenko; rev. for issue A.A. Levitsky. Electron. dan. (31 MB). Krasnoyarsk: Sib. feder.Univ., 2016. 28. GOST 30381-95 / GOST R 50011-92. Electromagnetic compatibility of technical means. Electromagnetic wave absorbers for shielded cameras. General technical conditions.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.