Разработка пористого стекломатериала с улучшенными характеристиками радиопоглощения электромагнитного излучения

Пеностекло представляет собой материал, состоящий из воздушных
ячеистых пор (80 – 95 %), замкнутых или сообщающихся между собой и
разделенных межпоровой стекловидной перегородкой. Ячеистая структура и
неорганическая природа перегородки придают пеностеклу ряд важных свойств:
негорючесть, низкий коэффициент теплопроводности (0,04 – 0,9 Вт/мК),
влагонепроницаемость (менее 4 %), относительно высокую прочность на сжатие
(0,5 – 1,5 МПа). Благодаря сочетанию свойств пеностекло является эффективным
строительным материалом, который конкурирует с классическими полимерными
и волокнистыми тепло- и звукоизоляторами. Термическая стабильность,
пожаробезопасность, долговечность обеспечивают явные преимущества перед
полимерными материалами.
Особо актуальным является новое направление использования пеностекла
в качестве радиопоглотителя электромагнитного излучения. Снижение
электромагнитного загрязнения окружающей среды и электромагнитных помех
входит в перечень приоритетных проблем. Данный вид излучения представляет
опасность для здоровья человека и негативно влияет на функционирование
радиоэлектронных средств. Постоянно растет число публикаций, которые
направлены на решение задач электромагнитной совместимости работы
различного радиотехнического, электронного и электротехнического
оборудования. Одним из путей решения данной проблемы является
использование радиопоглощающих материалов.
При разработке радиопоглощающих покрытий и материалов
перспективными являются легковесные материалы с высокой пористостью
(пены, соты, сетки). Способностью пористого материла поглощать
электромагнитное излучение можно управлять, изменяя его макроструктуру,
формируя оптимальные по форме и размерам поры. В этом плане
перспективным выглядит пеностекло, поровой структурой которого можно
управлять путем введения в пенообразующую смесь модифицирующих добавок.
Наряду с быстрым развитием современной науки и инженерия,
серьезное электромагнитное загрязнение привлекло большое внимание не
только в военных областях, но и в нашей повседневной жизни [1]. В
настоящее время многие исследователи посвятили себя изучение идеальных
материалов, имеющих меньшую плотность, более высокую удельную сила и
сильная способность поглощения СВЧ [2]. Вообще, обычные материалы,
такие как ферриты и металлы, чрезвычайно ограничены узким частотным
диапазоном и необходимы дальнейшего исследования для решения этой
проблемы [3].
Среди модификаторов карбид кремния демонстрирует потенциальное
применение в микроволновом поглотителе следующего поколения из-за
отличной термической стабильности, химической стабильности и высоких
механических свойств. В некоторых работах показано, что материалы с SiC
имеют улучшенную поглощающую способность [4]. Тем не менее, материал
с SiC имеет более слабые по сравнению с ферромагнитными и
углеродопоглощающими материалами характеристики. Следовательно, для
достижения потенциальных применений, необходимо проведение
дополнительных исследований, что является актуальным.
В связи с вышесказанным, целью настоящей работы являлась
разработка состава смеси для получения пористого стекломатериала с
улучшенными характеристиками радиопоглощения электромагнитного
излучения материала.
Для достижения данной цели, в работе были поставлены следующие
задачи:
1. Получение пеностекла с различным содержанием карбида кремния;
2. Исследование влияния карбида кремния на процесс вспенивания;
3. Исследование физико-механических свойств полученных образцов;
4. Исследование радиопоглощающих характеристик образцов пористого
стекломатериала.