авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ...»

-- [ Страница 2 ] --

3 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ОТКЛИКА ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ МЕТОДОМ «СВОБОДНОГО ПРОСТРАНСТВА»

В главе дается описание измерительного комплекса на основе скалярного и векторного анализаторов цепей в различных модификациях. Предложен оригинальный метод повышения чувствительности спектроскопа введением линзового волновода, который защищен патентом. Определяется достоверность и погрешность результатов измерений. Материалы данной главы доложены на двух конференциях и опубликованы в 8 статьях и материалах конференций, выполненных в соавторстве. Автор лично выполнял монтаж и настройку различных комбинаций измерительной установки, проводил измерения на стандартных образцах предприятия и сравнивал экспериментальные значения с расчетными, определял достоверность и погрешность результатов измерений, принимал участие в обсуждении результатов и подготовке публикаций.

3.1 Измерительный комплекс на основе скалярного анализатора цепей На основании проведенного обзора литературных источников и теоретического и экспериментального анализа, разработанного линзового волновода, в качестве измерительного для исследования плоских образцов исследуемых материалов в диапазоне 26-37 ГГц выбран метод «свободного пространства» «на проход» и «на отражение» с рупорными антеннами.

Широко используемые, из-за доступной стоимости и меньшей требовательности к калибровочным мерам, скалярные анализаторы цепей дают возможность измерять на данной частоте модули |R| и |T|, по которым определяются две величины: или значения и при известных и, или наоборот. Блок-схема установки на основе аналогового анализатора цепей – панорамного измерителя коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВн) и ослабления для миллиметрового диапазона длин волн: Р2-65 (2637,5 ГГц), в который входит индикатор Я2Р-67 (позиция 1), генератор качающейся частоты и набор волноводных элементов, приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Блок-схема рупорной установки для исследования электромагнитного отклика плоских образцов Кроме указанных выше элементов комплекс состоит из трех направленных ответвителей 3, 4, 8 с детекторными секциями. Ответвитель 3 с детекторной секцией (ДС) служит для измерения падающей на измерительную ячейку (ИЯ) 5, 6 мощности Рпад. Этот сигнал используется в системе стабилизации падающей мощности.

Ответвитель 4 с ДС предназначен для измерения мощности отраженного сигнала Pотр, а ответвитель 8 с ДС – для измерения прошедшей через исследуемый объект мощности Pпрох. Тракт оканчивается согласованной нагрузкой 7. Результаты измерения можно визуально наблюдать на дисплее индикатора и считывать со шкал прибора или автоматически снимать с разъема «Самописец» данного индикатора через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9 в память персонального компьютера 10, где производится обработка результатов, которые выводятся в удобной для исследования форме [87]. Таким образом, осуществленная автоматизация процесса измерения существенно сокращает время измерений, повышает точность измерений и облегчает обработку результатов исследования. За счет сокращения времени измерения увеличен набор статистики, чем обеспечен рост метрологических характеристик [92].

Во второй главе показано, что измерения электромагнитных характеристик в случае близко расположенных рупорных преобразователях приводят к значительным погрешностям. Однако и этот вариант установки возможно использовать для качественной оценки изменения электромагнитных свойств одинаковых по толщине образцов, при вариации состава, концентрации активной фазы или технологии приготовления. Установка применима для исследования спектров коэффициентов прохождения и отражения образцов, линейные размеры которых более 50 мм, для материалов со средними и малыми значениями электромагнитных потерь (tg, 0,1).

3.2 Измерительный комплекс с квазиоптическими линзами Для измерения электромагнитных параметров материалов с большими потерями при относительно небольших площадях образцов необходимо компенсировать снижение показателя сигнал/шум, вызванного увеличением расстояния между рупорами с целью формирования плоского фронта. Это достигнуто установкой квазиоптических тефлоновых линз с фокусным расстоянием 120 мм, изготовленных из фторопласта-4 (Ф-4). Расстояние от линз до рупоров подбиралось экспериментально по наибольшему уровню прошедшего сигнала при отсутствии образца между рупорами. Благодаря введению квазиоптических линз удалось повысить уровень сигнала на 30 дБ. Для исследования образцов, диаметр которых не менее 50 мм, использовалась диафрагма, изготовленная из поглощающего материала с круглым отверстием диаметром 45 мм [87]. Выбор размера отверстия вызван необходимостью исследования небольших образцов, размеры которых ограничены технологическими трудностями изготовления либо стоимостью исходных компонентов, а поглотитель необходим для устранения трудноучитываемых дифракционных эффектов.

Блок-схема установки приведена на рисунке 3.2. Обозначения основных элементов такие же, что и на рисунке 3.1.

Рисунок 3.2 – Блок-схема измерительной установки с двумя линзами Добавленная тефлоновая фокусирующая линза 6 формирует волновой пучок с плоским фронтом, который поступает на диафрагму, закрепленная на держателе образца 7. На обратной стороне диафрагмы крепится плоскопараллельный образец исследуемого материала 8. Далее с помощью еще одной линзы 9 и рупора 10 осуществляется обратная фокусировка СВЧ мощности в направленный ответвитель 12. Волноводный тракт оканчивается согласованной нагрузкой 11.

Достоверность результатов, получаемых на этой установке, оценивалась, как и ранее, сравнением измеренного электромагнитного отклика от образцов с известными свойствами с расчетом для плосковолнового приближения.

Такая конструкция установки решила проблему исследования электромагнитного отклика образцов относительно небольших размеров, но проведенные пробные исследования материалов с большими диэлектрическими (полимерные образцы с многостенными углеродными нанотрубками [87]) и магнитными (композит на основе карбонильного железа [88]) потерями показали, что принимаемый сигнал теряется на фоне шумов. Это связано с тем, что на образец подается относительно небольшая доля мощности, излучаемая генератором, остальная падает на поглотитель.

3.3 Измерительный комплекс с линзовым волноводом Блок-схема измерительной установки с четырьмя линзами представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Блок-схема измерительной установки с четырьмя линзами Для перераспределения падающей микроволновой мощности и концентрации ее на образце были добавлены еще две линзы с фокусным расстоянием 60 мм. Концентрация мощности при таком изменении конструкции установки оказалась достаточной для объектов, исследованных в данной работе.

Фокусировка позволяет проводить измерения электромагнитного отклика и электромагнитных характеристик листовых материалов с поперечными размерами, меньшими, чем 50 мм. В этом случае применяется держатель образца с меньшим отверстием (диаметром 20 мм) в диафрагме и дополнительной фокусировкой излучения на образце с помощью линз 13, 14 [93, 94].

Этот вариант установки может быть использован также для более детального рассмотрения электромагнитных характеристик образцов больших размеров с целью выявления локальных неоднородностей, которые могут проявиться в процессе изготовления или эксплуатации.

3.4 Измерительный комплекс на основе векторного анализатора цепей В настоящее время используются аналоговые и цифровые анализаторы цепей на основе синтезаторов частот. С помощью скалярных анализаторов цепей измеряются только модули комплексных коэффициентов отражения (R) и прохождения (T), соответственно они дают возможность определять из эксперимента на одном образце только две величины: или значения ', '' при известных ', '' или наоборот. Среди отечественных скалярных анализаторов заслуженное признание нашли приборы производства томской научно производственной фирмы «Микран» [95].

Применение векторного анализатора цепей позволяет перейти на более высокий уровень качества измерений, так как они позволяют измерить не только модули |R|, |T|, но и фазы отраженного R и прошедшего T, сигналов, следовательно, они позволяют вычислить все составляющие комплексных значений диэлектрической и магнитной проницаемостей при одной установке образца. Этим принципиально ускоряется процесс проведения измерений.

Электронная схема на основе синтезатора частоты позволяет обеспечить высокую точность изменения и измерения частоты во всем диапазоне перестройки, которая в настоящее время достигает 100 ГГц. Компьютерное управление перестраиваемым генератором, разработанная система калибровок микроволнового тракта, разработанный фирмой-производителем программный продукт статистической обработки принятого сигнала заслуженно определили ведущие позиции таких приборов среди радиоэлектронных средств, используемых для исследования электромагнитных параметров природных и искусственных материалов. Однако эти приборы обладают высокой стоимостью и малодоступны для многих образовательных и научных учреждений.

Блок-схема измерительной установки на основе векторного анализатора цепей Е8363В фирмы Agilent Technologies представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 – Блок-схема измерительной установки на основе векторного анализатора цепей Е8363В Использование векторного анализатора цепей Е8363В (1) с рабочим диапазоном частот 10 МГц – 40 ГГц упростило устройство микроволнового тракта. Он состоит из гибких высокочастотных кабелей связи;

коаксиально волноводных переходов 2 и линзового волновода.

Измерение коэффициентов прохождения и отражения не приводят к значительным временным затратам, а достоверность измерения гарантируется применением электронного калибратора Ecal фирмы-производителя векторного анализатора.

На рисунках 3.5 – 3.8 приведены результаты измерений коэффициентов прохождения СОП на векторном анализаторе цепей.

2 Расчет Эксперимент Аппроксимация Коэффициент прохождения, дБ - - - - - - 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 3.5 – Результаты оценки достоверности измерений для СОП- Расчет Эксперимент Коэффициент прохождения, дБ Аппроксимация - - - - - - 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 3.6 – Результаты оценки достоверности измерений для СОП- Расчет Эксперимент Аппроксимация Коэффициент прохождения, дБ - - - - - - - 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 3.7 – Результаты оценки достоверности измерений для СОП- 2 Расчет Эксперимент Коэффициент прохождения, дБ Аппроксимация - - - - - - - 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 3.8 – Результаты оценки достоверности измерений для СОП- Приобретенный опыт работы с этим прибором показал, что экспериментальные значения, полученные с помощью векторного анализатора цепей, в отдельных частотных точках имеют не меньший разброс, чем дают аналоговые панорамные измерители, но число точек несоизмеримо больше, а потому выбранное нами усреднение во всей рабочей полосе частот и аппроксимация экспериментальных значений полиномом второй степени снижает погрешность измерений до 0,2 дБ и менее для всех стандартных образцов [87]. Из графиков 3.5 – 3.8 видно, что результаты расчета и усредненные значения коэффициентов прохождения практически совпадают.

3.5 Достоверность и погрешность измерений Достоверность полученных результатов измерений обоснована применением поверенного оборудования и аттестованными методиками ЦКП «Центр радиоизмерений ТГУ», аккредитованного на техническую компетентность.

Достоверность метрологических характеристик вновь разработанных экспериментальных средств доказана проведением измерений электромагнитного отклика на образцах материалов, прошедших метрологическую аттестацию в Сибирском научно-исследовательском институте метрологии как стандартные образцы предприятия и сравнением с результатами математического моделирования линзового волновода.

Случайная аппаратная погрешность, возникающая из-за несовершенства приемо-передающего тракта, стабильности частоты, из-за влияния температуры, которая может изменяться за время измерений, а также за счет выбранной методики (метод «свободного пространства»), когда возможно влияние случайно возникающих внешних электромагнитных полей, и принятых упрощений при выводе расчетных формул, снижается применением статистической обработки результатов измерений в полосе частот при предположении отсутствия дисперсии диэлектрической проницаемости в диапазоне частот, в котором производится усреднение.

Проведенное сравнение показало, что коэффициент прохождения измеряется с погрешностью не более 0,5 дБ для скалярного анализатора цепей, что в процентном выражении соответствует 12%, и не более 0,2 дБ для векторного анализатора цепей или 4,7%.

Кроме аппаратных погрешностей источником погрешностей может быть неточная установка образца в держателе, непараллельность граней плоского образца, неоднородность распределения частиц активной фазы в композите, технологические особенности приготовления образцов.

Снижение погрешностей за счет этих причин достигается в каждом отдельном случае: поворотом образца вокруг оси, смещением положения образца в держателе, измерением электромагнитного отклика при разных размерах диафрагмы, набором образцов одного состава, сличением результатов, полученных разными экспериментальными методами в пересекающихся участках частотного диапазона.

Выводы Измерительная установка, модернизированная добавлением линзового волновода, включающего передающий и приемный рупорные преобразователи и четыре линзы, позволяет проводить измерения коэффициента прохождения плоских образцов диэлектрических материалов с точностью не хуже 0,2 дБ в полосе частот 26–37 ГГц.

Введение дополнительных линз расширяет диапазон измерения тангенса угла диэлектрических потерь для плоскопараллельных диэлектриков в 5 раз с 0, до 1.

Показано, что предложенная модернизация и статистический метод усреднения результатов эксперимента во всей рабочей полосе частот позволяет применять аналоговые панорамные измерители коэффициентов отражения и прохождения типа Р2-65 для получения достаточно точной информации о характеристиках электромагнитного отклика.

4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ РАДИОМАТЕРИАЛОВ В главе дается описание технологий получения и общих физических характеристик образцов композиционных материалов на основе углеродных нанотрубок с различными связующими, пеностеклокристаллического и мезопористого материалов. Основной объем главы занимают результаты исследований частотных зависимостей электромагнитных характеристик этих материалов Проведено сравнение значений диэлектрической проницаемости образцов композиционных материалов на основе МУНТ в различных полимерных матрицах. Материалы данной главы доложены на трех конференциях и опубликованы в 9 статьях и материалах конференций, выполненных в соавторстве. На основании проведенных автором исследований разработан материал, активно взаимодействующий с электромагнитным взаимодействием, на который получен патент на изобретение. Автор лично проводил экспериментальные исследования электромагнитных характеристик образцов композиционных материалов, выполнял обработку результатов измерений, проводил анализ полученных данных принимал участие в обсуждении результатов, подготовке публикаций и в проведении патентного поиска.

4.1 Выбор материалов исследования В настоящее время наблюдается повышенная потребность в перспективных радиоматериалах, которые способны решать вопросы повышения быстродействия, снижения энергозатрат, уменьшения массогабаритных показателей аппаратных средств, используемых в технике связи и многих бытовых приборах. Одним из наиболее важных направлений при разработке новых материалов является обеспечение электромагнитной совместимости элементов высокочастотной аппаратуры. В современной радиофизике и радиоэлектронике для этой цели широко используются композиционные радиоматериалы (КРМ), активно взаимодействующие с электромагнитным излучением микроволнового диапазона. Применение КРМ в электронных устройствах связано с простотой механической обработки, сочетанием требуемых значений электромагнитных и технологических характеристик: адгезийные свойства, эластичность, прочность и др. [96 – 99]. С помощью КРМ возможно существенно расширить полосу рабочих частот, снизить массу и толщину поглотителя электромагнитного излучения [100, 24].

Наиболее частое применение находят полимерные композиты на основе термо- и реактопластов с различными наполнителями. Анализ научных публикаций показал, что на сегодняшний момент наиболее активно исследуются нанокомпозиты на основе органических полимеров, таких как: полиамиды, полиэфиры, полиимиды, полифенилены, полиуретаны или эпоксидные смолы.

При этом основное внимание уделяется модификации полимерных КРМ различными наноразмерными наполнителями. Разработка КРМ, обладающих заданными свойствами, в том числе и электромагнитными, относится к приоритетным направлениям развития науки и экономики большинства развитых мировых держав.

На сегодняшний момент, в качестве наполнителей – активной фазы композитов, наиболее активно используют наноматериалы: наноразмерные порошки различных металлов [101], наноструктурные магнитные материалы [102] и углеродные наноразмерные структуры [103, 99].

Среди углеродных наноматериалов выделяются графены, фуллерены, луковичные структуры, одностенные и многостенные углеродные нанотрубки (ОУНТ и МУНТ). МУНТ представляют собой соединения углерода со слоями разнообразных структур, как в продольном, так и в поперечном направлении, состоящих из совокупности коаксиально вложенных друг в друга цилиндрических трубок, коаксиальных призм или скрученные в виде свитка. В отличие от многих углеродных материалов, МУНТ имеют ряд особенностей:

большая прочность на разрыв при высокой гибкости, значительная тепло- и электропроводность. Особый интерес специалистов вызывает свойство МУНТ иметь проводимость по металлическому или полупроводниковому типам в зависимости от их диаметра и хиральности.

Основной задачей при создании радиоматериалов с заданными электромагнитными характеристиками является согласование требуемых характеристик изделий и электромагнитных параметров материала, которые, в свою очередь, определяются химическим составом, структурой, технологией синтеза составляющих и технологией приготовления композита.

Экспериментальное исследование электромагнитных характеристик является основным источником информации, необходимой для создания КРМ с заданными свойствами.

Еще одним вопросом, решаемым в радиофизике, является создание многофункциональных безэховых камер и экранированных помещений из малогабаритных, негорючих и экологически чистых поглощающих материалов.

Устройства на основе таких материалов также должны обладать удовлетворительными электромагнитными характеристиками в широком диапазоне частот и высокими прочностными значениями. Известно, какие трудности возникают при монтаже и ремонте безэховых камер при использовании элементов, называемых «пирамидами» или «бамбуком», поэтому желательно, чтобы элементы по своим технологическим качествам были максимально приближены к строительным материалам, технология применения которых хорошо разработана. Пеноматериалы относятся к такой категории и достаточно широко применяются в строительстве [104, 105].

Механические свойства пеноматериала определяются его структурой, т.е.

размером, формой, однородностью распределения пор, а также толщиной межпоровой перегородки и составом аморфной составляющей. Механическая прочность аморфной фазы значительно повышается в присутствии частиц кристаллической фазы микро- и наноразмеров, то есть без концентрации напряжений на границе раздела фаз, приводящих к разрушению. Получение частиц таких размеров в стекле можно осуществить путем частичной кристаллизации или используя явление микроликвационного расслоения [106, 107].

Всё большее внимание исследователей из разных стран привлекают пористые металлорганические координационные полимеры в связи с их многообещающими применениями. Комбинируя ионы металлов или кластеры и разнообразные органические лиганды, можно получить огромное количество координационных полимеров с самыми разнообразными свойствами: большие площади поверхности, контролируемая пористость, низкая плотность, богатые возможности модификации как органических, так и неорганических частей каркаса и др. В последнее время пористые координационные полимеры привлекают большое внимание в связи с перспективами их широкого использования для разделения, сорбции и хранения газов, в качестве катализаторов, для создания лекарств пролонгированного действия и др.

применений. Значительный прогресс достигнут в получении микропористых (с размерами пор менее 2 нм) координационных полимеров. Переход к мезопористым каркасам (размер пор более 2 нм) позволяет значительно расширить круг использования таких пористых сорбентов [108, 109]. Прежде всего, представляет особый интерес изучить электромагнитные характеристики мезопористых полимеров для использования в качестве радиоматериалов высокочастотного диапазона.

Учитывая актуальность и многообразие задач, решаемых с помощью материалов, активно взаимодействующих с электромагнитным излучением, в качестве объектов исследования перед данной диссертационной работой выбраны:

• пеностеклокристаллический материал;

• композиты на основе мезопористых материалов;

• композиты на основе многостенных углеродных нанотрубок и наноструктурных оксидных ферримагнетиков;

4.2 Электромагнитные характеристики пеностеклокристаллического материала 4.2.1 Технология получения и основные физико-химические свойства Исследуемый пеностеклокристаллический материал получен, согласно разработанной в Томском политехническом университете технологии [105, 106], из шихты, компонентный состав которой приведен в таблице 4.1. При о С синтезирована фритта, которая по результатам температуре ренгенофазового анализа на 93 % состоит из стеклофазы и 7 % кристаллической фазы в виде остаточного кварца. Пенообразующая смесь подготовлена из см2/г) порошка фритты (удельная поверхность 5000 с добавлением газообразователя (сажи) в количестве 0,5 мас.% [110, 111].

о При температуре вспенивания 830 С получен пористый материал, макроструктура которого представлена мелкими равномерно распределенными в объеме порами. По основным свойствам ПСКМ соответствует теплоизоляционным материалам с улучшенными показателями прочности (таблица 4.2).

Таблица 4.1 Компонентный состав шихты и химический состав стекла Состав Состав стекла, мас. % Компоненты шихты, мас.

шихты SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O % природный 65 70,67 4,33 1,31 0,61 0,43 – кремнезем доломит 16 0,30 0,20 0,05 6,39 3,6 – сода 19 – – – – – Пересчет на 100 % 69,65 4,45 1,33 6,87 3,96 13, Для сравнительного анализа в работе рассмотрен образец пеностекла плотностью 180 кг/м3 и прочностью 1,5 МПа, имеющий такую же мелкопористую структуру, полученный из стеклобоя.

Таблица 4.2 Характеристика пеностеклокристаллического материала Физико-механические свойства пеноматериала Плотность Прочность при Водопоглощение Коэффициент средняя, кг/м3 сжатии, МПа объёмное, % теплопроводности при 20 оС, Вт/м К 180 – 200 2,6 – 2,8 2–3 0,06 – 0, Характеристика поровой структуры и фазового состава межпоровой перегородки Средний размер Средний размер Количество Количество пор, мм межпоровой стеклофазы, об. кристаллической перегородки, мкм % фазы, об. % 0,8 40 93 Исследования микроструктуры межпоровой перегородки материала осуществляли методами рентгеноструктурного анализа (дифрактометр рентгеновский XRD-7000S, Shimadzu), ИК-спектроскопии (ИК-Фурье спектрометр Nicolet 5700), растровой электронной микроскопии (JSM-6500 F с электронным микроанализатором) и просвечивающей дифракционной электронной микроскопии (прибор JEM-2100F). Стеклокристаллический пеноматериал (ПСКМ) представляет собой пористый неорганический материал, получаемый путем термообработки (~ 800-850°С) аморфной матрицы, содержащей кристаллическую фазу в виде SiO2 в количестве от 5 до (максимум) 25 мас. % и размером частиц менее 1 мкм. ПСК является аналогом традиционного пеностекла, распространенная технология производства которого основана на использовании стеклобоя листовых и тарных стекол или стеклогранулята аналогичных составов, обладающих низкой кристаллизационной способностью [112, 113].

На электронных микроснимках поровой перегородки ПСКМ наблюдаются наноразмерные структурные элементы, которые можно представить как частицы со структурой кварца или кристобалита, на поверхности которых располагаются одномерные SiO-цепочки (рисунок 4.1).

а – сканирующая электронная микроскопия;

б – просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения Рисунок 4.1 – Электронно-микроскопическое изображение наноглобул межпоровой перегородки пеноматериала [112] 4.2.2 Электромагнитные свойства После предварительного исследования различных образцов ПСКМ, для дальнейших измерений были выбраны два из них, электромагнитные параметры которых представляют наибольший интерес. Образцы ПСКМ ШО-1 и ПСКМ ШД-1 отличаются количеством кристаллической фазы в виде SiO2. Образец пеностеклокристаллического материала представляет собой сильно пористую пластину черного цвета размерами 50х50 мм, толщиной 30 мм.

Коэффициент отражения от такого материала практически равен нулю из-за низкой плотности материала и шероховатости поверхности.

Полученные результаты измерений коэффициента прохождения представлены на рисунке 4.2.

-3. Коэффициент прохождения, дБ ПСКМ ШД- -4. ПСКМ ШО- -4. -5. -5. -6. 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.2 – Электромагнитные параметры образцов пеностеклокристаллического материала ПСКМ ШО-1 и ПСКМ ШД- Следует отметить высокий уровень поглощения, которым отличаются исследуемые материалы [110, 111]. Это говорит о том, что структура, т.е.

размеры, форма, однородность распределения пор, а также толщина межпоровой перегородки и состав аморфной составляющей определяют не только механические свойства пористых материалов, аналогичных пеностеклу, но и степень активность взаимодействия с электромагнитным излучением.

Вычисленные из измеренных значений коэффициентов отражения и прохождения диэлектрические проницаемости и тангенсы угла потерь (таблицы 4.3 и 4.4.) показывают отсутствие частотной дисперсии и объясняют причину различия коэффициентов прохождения (рисунок 4.2).

Таблица 4.3 Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь ПСКМ ШД-1 в полосе частот 27 ГГц 29 ГГц 31 ГГц 33 ГГц 35 ГГц ' 1,31 1,28 1,32 1.26 1. tg 0,04 0,04 0,04 0,04 0, Таблица 4.4 Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь ПСКМ ШО-1 в полосе частот 27 ГГц 29 ГГц 31 ГГц 33 ГГц 35 ГГц ' 1,61 1,58 1,57 1,58 1, tg 0,2 0,18 0,21 0,20 0, Ответственным за поглощение электромагнитной энергии пеностекольным материалом, является существование областей частичного и полного отражения, которые возникают на границе раздела «стекло-пора». Этот вопрос достаточно подробно рассмотрен в [49], где показано, что радиопоглощающие свойства зависят от величины диэлектрической проницаемости стекла, содержимого пор, пористости системы, диаметра пор.

Для проведения сравнительного исследования электромагнитных характеристик ПСМ и ПСКМ были использованы идентичные образцы из промышленного стеклобоя на основе лампового стекла марки СЛ-97 и пеностеклокристаллического материала на основе природного кремнезема, доломита и соды.

Полученные результаты измерений коэффициента поглощения представлены на рисунке 4.3.

1, ПСМ 0, Коэффициент поглощения, отн.ед.

ПСКМ 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Рисунок 4.3 – Электромагнитные параметры образцов ПСМ и ПСКМ На рисунке видно, что коэффициент поглощения пеностеклокристаллического материала на основе природного кремнезема, доломита и соды в 1,9 - 1,94 раза выше, чем коэффициент поглощения пеностекольного материала на основе лампового стекла марки СЛ-97.

Таким образом, стеклокристаллический пеноматериал, сочетая относительно высокую прочность и технологичность изготовления [114] с уникальными электромагнитными свойствами, может быть использован в качестве облицовочного материала, как крупных неотражающих помещений, так и малогабаритных безэховых камер.

Проведенные патентные исследования показали, что исследуемый материал по степени активности взаимодействия с электромагнитным излучением превосходит другие материалы, применяемые в строительстве [21]. Полученный материал отличается тем, что включает наноразмерные структурные элементы, повышающие его прочностные характеристики, которое получают путем термообработки (800 – 850 оС) аморфной матрицы, содержащей кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до (максимум) 25 мас. % и размером менее мкм, кристаллическая фаза в процессе вспенивания уменьшается до наноразмеров. Новизна свойств разработанного материала подтверждена выдачей патента на изобретение [115] (Приложение А).

4.3 Исследование электромагнитных характеристик мезопористых полимеров 4.3.1 Основные физико-химические свойства мезопористых полимеров Пористые металлорганические координационные полимеры привлекают всё большее внимание исследователей из разных стран в связи с их многообещающими применениями. Комбинируя ионы металлов или кластеры в разнообразные органические лиганды, можно получить огромное количество координационных полимеров с самыми разнообразными свойствами: большие площади поверхности, контролируемая пористость, низкая плотность, богатые возможности модификации как органических, так и неорганических частей каркаса и др. В последнее время пористые координационные полимеры привлекают большое внимание в связи с перспективами их широкого использования для разделения, сорбции и хранения газов, в качестве катализаторов, для создания лекарств пролонгированного действия и др.

применений. Эти материалы могут быть использованы в электронных и светоизлучающих устройствах, для защиты от коррозии, для создания легких источников тока. Электропроводящие полимеры полианилин и полипиррол представляют собой органические высокомолекулярные полупроводники, уровень электронной проводимости которых в допированном состоянии составляет 100–101 Сименс см-1. Указанные полимеры обладают высокой общей стабильностью и термостабильностью, их получают из дешевого и доступного сырья. Электропроводящие полимеры нашли широкое применение в различных сферах: электропроводящие, антистатические и радиопоглощающие покрытия, ингибирование коррозии металлов, электронные, оптоэлектронные устройства и датчики, химический и электрохимический катализ, энергосберегающие элементы (батареи, емкости, топливные элементы), химические и биологические сенсоры и т.д. [5].

Значительный прогресс достигнут в получении микропористых (с размерами пор менее 2 нм) координационных полимеров. Переход к мезопористым каркасам (размер пор более 2 нм) позволяет значительно расширить круг использования таких пористых сорбентов [108, 109]. Прежде всего, представляет особый интерес изучить электромагнитные характеристики мезопористых полимеров для использования в качестве радиоматериалов высокочастотного диапазона.

4.3.2 Электромагнитные свойства Для исследования электрофизических свойств выбраны координационные мезопористые полимеры Cr-MIL-101 с двумя типами каналов: 29 и 34 и полностью изоструктурного ему Fe-MIL-101.

Исследовались плоские образцы полианилина в матрице толщиной 2 мм.

Образец 1 представляет собой полианилин, обладающий слабой проводимостью.

Образец 2 представляет собой координационный полимер с регулярными мезополостями, в которых размещены молекулы полианилина (длина цепи звеньев х 5 = 450 ), то есть собранную химическим образом фазированную решетку, в узлах которой находится металлический проводник. Длина в будет в том случае, если предполагать, что он распрямлен, как струна. Гораздо более вероятен некий клубок размером в несколько десятков ангстрем [5].

Коэффициенты отражения и прохождения материалов приведены на рисунках 4.4 – 4.7.

1.0 1. Коэффициент прохождения Т, отн. ед.

Коэффициент отражения, R, отн.ед.

0.8 0. 0.6 0. 0.4 0. 0.2 0. 0.0 0. 25 30 35 25 30 35 Частота, ГГц Частота, ГГц Рисунок 4.4 – Коэффициент Рисунок 4.5 – Коэффициент отражения от плоского слоя образца 1 прохождения от плоского слоя образца 1.0 1. Коэффициент прохождения Т, отн.ед.

Коэффициент отражения R, отн.ед.

0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 25 30 35 25 30 35 Частота, ГГц Частота, ГГц Рисунок 4.6 – Коэффициент Рисунок 4.7 – Коэффициент отражения от плоского слоя образца 2 прохождения от плоского слоя образца В диапазоне частот 26–36 ГГц оба образца имеют коэффициент отражения около 20 % (рисунки 4.4, 4.6), а коэффициенты прохождения существенно отличаются (рисунки 4.5, 4.7), что говорит о разных механизмах поглощения электромагнитной энергии. Образец 2, имеющий более сложную структуру расположения нитей полианилина обладает способностью поглощения почти в раза большей, чем образец 1.

Учитывая результаты работы [5] можно заключить, что мезопористые полимеры Cr-MIL-101, Fe-MIL-101 представляют определенный интерес в качестве материалов, активно взаимодействующих с электромагнитным излучением.

4.4 Электромагнитные характеристики композитов на основе многостенных углеродных нанотрубок и наноструктурного оксидного ферримагнетика 4.4.1 Синтез многостенных углеродных нанотрубок Многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) получены в институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН путем термического разложения этилена на Fe-Co-содержащих катализаторах при температуре 660–700 °С. Синтезированные МУНТ отмывались от металла катализатора путем кипячения в растворе соляной кислоты (1:1) в течение 3 ч, после чего промывались водой до нейтральной реакции pH и высушивались на воздухе при 50 °С в течение 24 ч. Разработанные катализаторы позволяют получать МУНТ с варьируемым диаметром и с содержанием трубок более 95%. Изображение МУНТ, полученные на просвечивающем электронном микроскопе и статистическое распределение размеров МУНТ приведены на рисунке 4.8 [116].

Рисунок 4.8 – Многостенные углеродные нанотрубки: TEM изображение МУНТ (А);

статистическое распределение размеров МУНТ (В) Данный продукт может быть использован без дополнительной очистки от остаточных металлических примесей либо подвергнут дополнительной очистке, позволяющей снизить содержание металлических примесей до 0,5% и менее.

Электромагнитные свойства композитов на основе МУНТ исследовались в широком диапазоне частот [116–120]. Этими работами показано, что композиционные материалы с наноуглеродными включениями активно взаимодействуют в широком диапазоне частот, включая терагерцовый, ИК и оптический.

В качестве связующего компонента композита используются такие полимеры: эпоксидные смолы, полиметилакрелаты, полиуретаны, полипропилен, полиэтилен и т.д.

В диссертационной работе рассмотрено влияние матрицы, в которую внедрены МУНТ, на электромагнитные свойства. Рассматриваются полистирольная, полипропиленовая, полиметилметакрилатная. Кроме того, исследовано влияние углеродных наноструктур на электромагнитные характеристики композиционного материала на основе оксидных ферримагнетиков.

4.4.2 Электромагнитные характеристики композитов на основе МУНТ в полистирольной (ПС) матрице Композиционные материалы, созданные введением углеродных нанотрубок в матрицу полимера, сочетают высокую технологичность со значительно улучшенными характеристиками, присущими МУНТ. Синтез соединений МУНТ/ПС, полученных методом коагуляции, позволяет достигать высокой степени дисперсии МУНТ в матрице полимера. Согласно данным электронной микроскопии, полистирольная матрица формирует сферические частицы с диаметром приблизительно 100-200 нм и поверхность МУНТ полностью смачивается тонким слоем полимера с толщиной на 5-10 нм.

Структура полимера и обтекание им МУНТ приведены на рисунке 4.9 [116].

Рисунок 4.9 – Структура полимера, состоящая из сферических частиц (А) и обтекание им МУНТ с разной степенью разрешения (B, C, D) Для экспериментального исследования использовались образца соединения МУНТ/ПС с содержанием нанотрубок: 0, 0,5, 1,0, 2,0, 4,0 и 10,0 вес. %, которые представляют собой круглые пластины размером 60±10,3±0,02 мм.

Структура соединений МУНТ/ПС с различным содержанием трубок показана на рисунке 4.10 [116].

Рисунок 4.10 – Изображение композита МУНТ/ПС с содержанием трубок вес.%: 0,5(A);

1,0(B);

2,0(C);

4,0(D);

10,0(E);

0(F) [116] На рисунках 4.11-4.13 приведены результаты измерений электромагнитного отклика образцов с различным весовым содержанием МУНТ.

1. Коэффициент прохождения T, отн.ед.

0. 0. 0 вес.% 0. 0,5 вес.% 0. 1 вес.% 2 вес.% 0. 4 вес.% 0. 10 вес.% 0. 0. 0. 0. 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.11 – Коэффициенты прохождения композита МУНТ/ПС с различным содержанием нанотрубок 1, 0 вес.% Коэффициент отражения R, отн.ед.

0, 0,5 вес.% 0,8 1 вес.% 2 вес.% 0, 4 вес.% 0,6 10 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.12 – Коэффициенты отражения композита МУНТ/ПС с различным содержанием нанотрубок 1, Коэффициент поглощения A, отн.ед.

0 вес.% 0, 0,5 вес.% 0,8 1 вес.% 2 вес.% 0, 4 вес.% 0,6 10 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.13 – Коэффициенты поглощения композита МУНТ/ПС с различным содержанием нанотрубок Коэффициент поглощения А вычислялся по измеренным значениям R и T из соотношения А=1- R-T.

На рисунках видно, что Т с ростом содержания МУНТ сначала падает, от уровня 4 вес.% темп падения снижается. Этот эффект вызван возрастанием коэффициента отражения, который достигает величины в 40 % при максимальном содержании трубок в этой серии образцов. Это можно объяснить появлением проводящих кластеров в объеме образца. Однако при росте концентрации активной фазы возрастает и коэффициент поглощения за счет наведения токов проводимости на поверхности трубок.

Электромагнитный отклик характеризует исследуемые образцы и в значительной мере зависит от толщины образца. Материальными характеристиками являются спектры магнитной и диэлектрической проницаемостей, знание которых позволяет моделировать электромагнитный отклик для разных толщин и форм образцов, а также для построения многослойных структур.

На рисунках 4.14-4.15 приведены частотные зависимости диэлектрической проницаемости исследованных образцов.

Диэлектрическая проницаемость, отн.ед.

3, 2, 2, 0 вес.% 1, 0 вес.% 0,5 вес.% 1, 0,5 вес.% 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.14 – Частотные зависимости диэлектрической проницаемости образцов композита МУНТ/ПС с содержанием нанотрубок 0 и 0,5вес.% Диэлектрическая проницаемость, отн.ед.

1 вес.% 1 вес.% 2 вес.% 2 вес.% 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц б Рисунок 4.15 – Частотные зависимости диэлектрической проницаемости образцов композита МУНТ/ПС с содержанием нанотрубок 1 и 2вес.% С ростом концентрации МУНТ увеличиваются значения и.

4.4.3 Электромагнитные характеристики композитов на основе МУНТ в матрице из полиметилметакрилата (ПММА) Для получения композиционных материалов на основе полиметилметакрилата была использована методика коагуляционного осаждения.

Таким образом были получены пленки композитов МУНТ/ПММА в виде дисков диаметром 50 мм и содержанием МУНТ 0,5-5 вес.%, характеристики которых указаны в таблице 4.5. Установлено, что использование метода коагуляционного осаждения позволяет получить материал, в котором МУНТ достаточно равномерно распределены в полимерной матрице [99].

Таблица 4.5 – Характеристики композиционных материалов на основе полиметилметакрилата Содержание МУНТ, вес.% Толщина дисков, мм 0,5 0, 1 0, 2 0, 3 0, На рисунках 4.16 – 4.18 приведены результаты зависимости электромагнитных характеристик от концентрации МУНТ.

1, 0, Коэффициент прохождения, отн.ед.

0, 0, 0,5 вес.% 1 вес.% 0, 2 вес.% 0, 3 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.16 – Зависимость коэффициента прохождения от концентрации МУНТ 1, 0, Коэффициент отражения, отн.ед.

0, 0, 0,5 вес.% 1 вес.% 0, 2 вес.% 0, 3 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.17 – Зависимость коэффициента отражения от концентрации МУНТ 1, 0, Коэффициент поглощения отн.ед.

0, 0, 0,5 вес.% 0, 1 вес.% 2 вес.% 0, 3 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.18 – Зависимость коэффициента поглощения от концентрации МУНТ На графиках видно, что по мере увеличения концентрации МУНТ, снижаются коэффициенты прохождения и увеличиваются коэффициенты отражения и поглощения.

На рисунке 4.19 приведены частотные зависимости диэлектрической проницаемости использованных образцов от концентрации МУНТ.

Диэлектрическая проницаемость, отн.ед.

0,5 вес.% 0,5 вес.% 1 вес.% 1 вес.% 2 вес.% 2 вес.% 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.19 – Частотные зависимости диэлектрической проницаемости образцов композита МУНТ/ПММА от концентрации МУНТ Как и в случае с полистирольной матрицей, в композитах МУНТ/ПММА с ростом концентрации МУНТ увеличиваются значения и.

4.4.4 Электромагнитные характеристики композитов на основе МУНТ в полиэтиленовой (ПЭ) матрице Была изготовлена серия образцов в виде дисков диаметров 50 мм, характеристики которых указаны в таблице 4.6, с различной концентрацией МУНТ в композите.

Таблица 4.6 – Характеристики композиционных материалов на основе МУНТ в полиэтиленовой матрице Образец Содержание МУНТ, вес.% Толщина дисков, мм 0,1 0, 0,5 0, МУНТ/ПЭ 1 0, 4 0, Чистый полиэтилен 0 0, На рисунках 4.20 – 4.22 приведены результаты зависимости электромагнитных характеристик от концентрации МУНТ. Для сравнения на графиках показаны характеристики чистого полиэтилена.

1, 0, Коэффициент прохождения, отн.ед.

0, 0, МУНТ 0,1 вес.% МУНТ 0,5 вес.% 0, МУНТ 1 вес.% 0, МУНТ 4 вес.% МУНТ 0 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 38 Частота, ГГц Рисунок 4.20 – Зависимость коэффициента прохождения от концентрации МУНТ 1, МУНТ 0,1 вес.% 0, Коэффициент отражения, отн.ед.

МУНТ 0,5 вес.% 0, МУНТ 1 вес.% МУНТ 4 вес.% 0, МУНТ 0 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Рисунок 4.21 – Зависимость коэффициента отражения от концентрации МУНТ 1, 0, Коэффициент поглощения, отн.ед.

0, МУНТ 0,1 вес.% 0, МУНТ 0,5 вес.% МУНТ 1 вес.% 0, МУНТ 4 вес.% 0, МУНТ 0 вес.% 0, 0, 0, 0, 0, 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Рисунок 4.22 – Зависимость коэффициента поглощения от концентрации МУНТ На всех графиках выделяется только композит с содержанием МУНТ вес.%, где коэффициент прохождения значительно ниже, а коэффициенты отражения и поглощения значительно выше остальных образцов.

Анализируя зависимость электромагнитных характеристик материалов от концентрации МУНТ, можно сделать вывод, что в данных образцах радиопрозрачность заметно снижается только при значительных концентрациях МУНТ.

На рисунке 4.23 приведены частотные зависимости диэлектрической проницаемости использованных образцов от концентрации МУНТ.

0,1 вес.% Диэлектрическая проницаемость, отн.ед.

0,1 вес.% 0,5 вес.% 0,5 вес.% 1 вес.% 1 вес.% 4 вес.% 4 вес.% 26 28 30 32 34 36 38 40 Частота, ГГц Рисунок 4.23 – Частотные зависимости диэлектрической проницаемости образцов композита МУНТ/ПЭ от концентрации МУНТ Как и в случаях с другими полимерными матрицами, в композитах МУНТ/ПЭ с ростом концентрации МУНТ увеличиваются значения и.

4.4.5 Электромагнитные характеристики композитов на основе МУНТ и гексаферритов в полимерной матрице на основе полиметилметакрилата Электромагнитные характеристики такого состава композита представляют особый интерес, поскольку сообщается, что добавление наноуглеродных структур к силиконовому маслу увеличивает поглощающую способность в 500 раз [121], а в композиционный материал на основе ферритов в 30 раз [122].

Для получения композиционных материалов на основе полиметилметакрилата была использована методика коагуляционного осаждения.

Синтез ферритов с гексагональной кристаллической структурой проведен по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с предварительной механохимической обработкой исходных компонентов в отделе Структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН. По отношению к традиционной керамической технологии этот способ является менее энергозатратным и позволяет получать гексаферриты, частицы которых имеют узкие распределения по размерам и форме.

Для получения оксидных гексагональных ферримагнетиков использовались химические реакции:

BaО2+5Fe2O3+CoO+ZnO+6Fe+4O2 BaCoZnFe16O27;

BaО2+5Fe2O3+0,8CoO+1,2ZnO+6Fe+4O2 BaCo0,8Zn1,2Fe16O27;

BaО2+5Fe2O3+0,7CoO+1,3ZnO+6Fe+4O2 BaCo0,7Zn1,3Fe16O27;

BaО2+5Fe2O3+0,6CoO+1,4ZnO+6Fe+4O2 BaCo0,6Zn1,4Fe16O27.

При этом окислителем является кислород, одна часть которого вводится в шихту в твердом состоянии, а другая часть поступает путем фильтрации активного газа из внешней среды, в результате фильтрационное горение происходит в атмосфере кислорода, который окисляет свободное железо, введенное в смесь компонентов. Таким образом, механизм взаимодействия реагентов сочетает в себе особенности безгазового и фильтрационного горения.

Пероксид бария содержит большее количество лабильного кислорода, чем оксиды и карбонаты, применяемые в традиционной технологии, поэтому его использование в реакциях ферритообразования более выгодно и приводит к отсутствию загрязнения, в частности углеродом.

При синтезе в качестве исходных материалов применяли пероксид бария ВаО2, оксид кобальта (II) СоО, оксид железа (III) Fe2O3, оксид цинка (II) ZnO и железо радиотехническое Р10.

Порошки оксидов и пероксида бария сушили в вакуумном шкафу при температуре 120°С в течение 4 часов, после чего компоненты дозировали на весах KERN&Sohn GmbH и смешивали растиранием в фарфоровой ступке.

Предварительную механическую активацию смеси порошков проводили в атмосфере воздуха в планетарной шаровой мельнице МПВ (60 g) с водяным охлаждением, объем стальных барабанов составлял 1000 см3, в качестве мелющих тел использовали шары из закаленной стали диаметром ~ 4 – 5 мм. Отношение массы шаров к массе порошка составляло 20:1. продолжительность механической активации смеси компонентов выбирали равным 5 минутам.

После механической активации смесь компонентов засыпали в реактор – горизонтально расположенную кварцевую трубку, которую герметично закрывали с обоих концов металлическими крышками с отверстиями, предназначенными для подвода и отвода реагирующего газа, а так же ввода термопары и электрической спирали для воспламенения исследуемого состава.

После подготовки реактора со смесью, начальная пористость которой составляла 60 – 70 %, через него пропускали кислород, поддерживая заданное давление.

Скорость потока кислорода измеряли с помощью ротаметра РМ-1,6Г, давление определяли с помощью водяного манометра.

При выборе условий синтеза скорость потока кислорода и давление в реакторе составляли (0,6 – 0,8) м3/ч и (10,7 – 12,7) КПа соответственно. После воспламенения смеси определяли максимальную температуру, скорость распространения и динамику волны горения, используя аналого-цифровой преобразователь и персональный компьютер. Ферритизацию проводили в муфельной печи СНОЛ-7.2/1300 в атмосфере воздуха. В конечном итоге получен феррит BaCo0,7Zn1,3Fe16O27, который использовался при проведении исследований.

Для проведения исследования использовались образцы с содержанием МУНТ 1, 2,5, 5 вес. % и феррита 0, 10, 30, 60 вес. % в различных комбинациях.

Была проверена зависимость электромагнитных характеристик материалов от концентрации того или иного наполнителя (рисунки 4.24, 4.25).

МУНТ 2,5%, феррит 0% МУНТ 1%, феррит 0% МУНТ 2,5%, феррит 10% - Коэффициент прохождения, дБ Коэффициент прохождения, дБ МУНТ 1%, феррит 10% - МУНТ 2,5%, феррит 30% МУНТ 1%, феррит 30% МУНТ 2,5%, феррит 60% МУНТ 1%, феррит 60% - - - - - - -8 - 26 28 30 32 34 36 38 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Частота, ГГц а б - МУНТ 5%, феррит 0% Коэффициент прохождения, дБ МУНТ 5%, феррит 10% - МУНТ 5%, феррит 30% - - - - - - 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц в а – МУНТ 1%;

б – МУНТ 2,5%;

в – МУНТ 5% Рисунок 4.24 – Зависимость коэффициента прохождения от концентрации феррита и МУНТ В композитах при содержании МУНТ 1 вес. % выделяется только образец с примесью феррита 60 вес. %, где коэффициент прохождения увеличивается на 0,51,5 дБ. В образце с МУНТ 2,5 вес. % наблюдается такая же картина, но с увеличением на 3 дБ. Из общего графика здесь также можно выделить материал с примесью феррита 10 вес. %, где коэффициент прохождения чуть ниже остальных, но это можно объяснить увеличенной толщиной образца. В композитах с содержанием МУНТ 5 вес. % имеется значительное снижение коэффициента прохождения ( на отдельных участках диапазона до 7 дБ) в образце с отсутствием феррита.

Феррит 0%, МУНТ 1% Феррит 10%, МУНТ 1% Феррит 0%, МУНТ 2,5% Феррит 10%, МУНТ 2,5% - Коэффициент прохождения, дБ - Коэффициент прохождения, дБ Феррит 0%, МУНТ 5% Феррит 10%, МУНТ 5% - - - - - - - - - -14 - - - - - - -22 - - - 26 28 30 32 34 36 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Частота, ГГц а б Феррит 30%, МУНТ 1% Феррит 60%, МУНТ 1% Коэффициент прохождения, дБ Феррит 30%, МУНТ 2,5% Коэффициент прохождения, дБ - Феррит 60%, МУНТ 2,5% Феррит 30%, МУНТ 5% - - - - - - - - -14 - - - - 26 28 30 32 34 36 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Частота, ГГц г в а – феррит 0%;

б – феррит 10%;

в – феррит 30%;

г – феррит 60% Рисунок 4.25 – Зависимость коэффициента прохождения от концентрации феррита и МУНТ На всех графиках прослеживается одинаковая закономерность: основное влияние на изменения коэффициента прохождения оказывает содержание МУНТ в композитном материале.


Проведя сравнительный анализ зависимости электромагнитных характеристик материалов от концентрации того или иного наполнителя можно сделать вывод, что увеличение концентрации МУНТ снижает коэффициент прохождения, тогда как увеличение концентрации феррита приводит к его повышению.

Однако ферритового материала в композите было недостаточно много, чтобы обеспечить эффективное поглощение магнитной составляющей. Это связано с тем, что при большей концентрации композит с матрицей из ПММА рассыпался.

4.4.6 Сравнение электромагнитных характеристик композитов на основе МУНТ в различных полимерных матрицах Для сравнения значений диэлектрической проницаемости были взяты образцы с содержанием МУНТ 0,5 и 1 вес.%, так как они имеются в каждой полимерной матрице.

На рисунках 4.26-4.27 показаны сравнительные результаты частотной зависимости диэлектрической проницаемости образцов от типа используемой матрицы при различном содержании МУНТ.

Диэлектрическая проницаемость, отн.ед.

МУНТ/ПС МУНТ/ПС МУНТ/ПММА МУНТ/ПММА МУНТ/ПЭ 1 МУНТ/ПЭ 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Рисунок 4.26 – Частотная зависимость диэлектрической проницаемости материалов при содержании МУНТ 0,5 вес.% Диэлектрическая проницаемость, отн.ед.

МУНТ/ПС МУНТ/ПС МУНТ/ПММА МУНТ/ПММА МУНТ/ПЭ МУНТ/ПЭ 26 28 30 32 34 36 Частота, ГГц Рисунок 4.27 – Частотная зависимость диэлектрической проницаемости материалов при содержании МУНТ 1 вес.% На графиках видно, что при содержании МУНТ в композитах 0,5 вес.% значения диэлектрической проницаемости образцов в различных полимерных матрицах изменяется в пределах одной отн.ед. При увеличении содержания МУНТ до 1 вес.%, возрастает значение диэлектрической проницаемости композита в матрице из ПММА, значительно превышая аналогичные показатели других образцов.

Этот эффект можно объяснить тем, что при относительно большой концентрации углеродного материала, взаимодействие МУНТ с материалом матрицы приводит к образованию различных структур. Результаты сравнения можно использовать для выбора связующего, обеспечивающего большую активность взаимодействия композита при одинаковом содержании активной фазы.

Выводы В результате проведенного исследования получены частотные зависимости электромагнитного отклика от образцов композиционных материала на основе многостенных углеродных нанострубок с различными связующими, пенокристаллического и мезопористого материалов. Эти результаты могут быть использованы для оценки эффективности композиционных материалов при использовании в качестве устройств, снижающих интенсивность электромагнитного излучения в диапазоне частот 26 – 37 ГГц.

Полученные данные об электромагнитных характеристиках пеностеклокристаллического материала использованы для получения патента на изобретение.

Показано, что добавление многостенных нанотрубок в композит с бариевым ферритом не привело к резкому повышению поглощающих свойств, как утверждалось в диссертации Смирнова [122].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенного научного исследования предложен способ измерения спектров диэлектрической проницаемости материалов с большими электродинамическими потерями в диапазоне частот 26 – 37 ГГц, включающим два рупорных преобразователя и линзовый волновод, составленный из четырех тефлоновых линз. Новизна технического решения подтверждена положительным решением о выдаче патента.

Теоретически и экспериментально доказана обоснованность применения плосковолнового приближения при использовании разработанного линзового волновода. Для экспериментальной проверки использовались стандартные образцы предприятия, аттестованные в соответствии с принятыми правилами.

В результате модельных экспериментов получены оптимальные геометрические размеры измерительной линии, при которых получается равномерное распределение поля на объекте иследования.

Показано, что усреднение результатов измерения электромагнитного отклика методом «свободного пространства» с применением рупорных преобразователей во всей полосе частот 26 – 37 ГГц повышает точность измерений коэффициентов прохождения при сокращении объема измерений в 3– раз по сравнению с многократными измерениями в отдельных точках диапазона.

Измерительная установка, модернизированная добавлением линзового волновода, включающего передающий и приемный рупорные преобразователи и четыре линзы, позволяет проводить измерения коэффициента прохождения плоских образцов диэлектрических материалов с точностью не хуже 0,2 дБ в полосе частот 26 – 37 ГГц.

Введение дополнительных линз повышает чувствительность измерений материалов с большими потерями.

Показано, что предложенная модернизация и статистический метод усреднения результатов эксперимента во всей рабочей полосе частот позволяет применять аналоговые панорамные измерители коэффициентов отражения и прохождения типа Р2-65 для получения достаточно точной информации о характеристиках электромагнитного отклика.

В результате проведенного исследования получены частотные зависимости электромагнитного отклика от образцов композиционных материалов на основе многостенных углеродных нанотрубок с различными связующими, пеностеклокристаллического и мезопористого материалов. Эти результаты могут быть использованы для оценки эффективности композиционных материалов при использовании в качестве устройств, снижающих интенсивность электромагнитного излучения в диапазоне частот 26 – 37 ГГц.

Коэффициент поглощения пеностеклокристаллического материала на основе природного кремнезема, доломита и соды в 1,9 - 1,94 раза выше, чем коэффициент поглощения пеностекольного материала на основе лампового стекла марки СЛ-97.

Полученные данные об электромагнитных характеристиках пеностеклокристаллического материала использованы для получения патента на изобретение.

Показано, что добавление многостенных нанотрубок в композит с бариевым ферритом не привело к резкому повышению поглощающих свойств, как утверждалось в некоторых публикациях.

Установлено, что диэлектрическая проницаемость композиционного материала на основе МУНТ в матрице из ПММА, при содержании МУНТ 1 вес.%, в диапазоне частот 26 – 37 ГГц, значительно выше, чем в матрицах из ПС и ПЭ.

За помощь в работе, за полезные обсуждения результатов исследования выражаю благодарность доценту Мещерякову В.А., доценту Журавлеву В.А., доценту Коровину Е.Ю.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Улащик В.С. Иммуномодулирующее действие лечебных физических факторов / В.С. Улащик // Медицинские новости. – 2006. – №11. – С. 8–13.

2. Кожокару А.Ф. Механизмы индукции биологической активности и памяти воды при ее облучении низкоинтенсивным КВЧ ЭМИ / А.Ф. Кожокару // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 10. – С. 53–56.

3. Гульбин В.Н. Разработка и исследование радио- и радиационно защитных материалов / В.Н. Гульбин, В.А. Михеев, Н.С. Колпаков, и др. // Ядерная физика и инжиниринг. – 2013. – Т. 4. – № 6. – С. 597–604.

4. Гульбин В.Н. Разработка радио- и радиационно-защитных материалов для авиационной техники / В.Н. Гульбин, В.А. Михеев, Н.С. Колпаков, и др. / Сборник докладов IX международной научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон-2012». Сентябрь 7–8. – 2012.– Часть II.– C. 108 – 117.

5. Сусляев В.И. Микроволновые характеристики мезопористых полимеров Cr-MIL-101, Fe-MIL-101 и композитов на основе полианилина / В.И.

Сусляев, В.П. Федин, А.И. Романенко, Д.Н. Дыбцев, Ю.П. Землянухин, С.Б.

Алиев, С.А. Сапченко, К.В. Дорожкин // Известия высших учебных заведений.

Физика. – 2012. – Т.55. – № 9/2. – С.351–356.

6. Жуль, Е.Г. Экологический мониторинг за состоянием электромагнитного загрязнения : автореф. дис.... канд биол. Наук : 03.00.16 / Жуль Елена Геннадьевна. – Красноярск, 2009. – 20 с.

7. Щелкунов Г. Электромагнитное излучение приборов и защита от него / Г. Щелкунов // Электроника: наука, технология, бизнес. – 2009. – № 2. – С. 88 – 89.

8. Артемов В.Г. Аппаратура для снижения вредного воздействия дисплея на оператора ПК / В.Г. Артемов, Е.В. Челпанова // Наука – производству. – 2003. – № 10(66). – С. 36 – 37.

9. Малков Н.А. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств : учеб. Пособие / Н.А. Малков, А.П. Пудовкин. – Тамбов : Изд-во Тамб.

гос. техн. ун-та, 2007. – 88 с.

10. Рубцова Н.Б. Обеспечение защиты от электромагнитного излучения персонала физиотерапевтических кабинетов / Н.Б. Рубцова, Д.В. Марков // Человек и электромагнитные поля: сб. докл. III междунар. конф., Саров, 24 – мая 2010. – Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ. – 2010. – С. 204 – 211.

11. Марьин В.К. Аспекты экологической защиты среды жизни человека:

монография / В.К. Марьин, А.П. Дмитриев. – Пенза: ПДЗ, 2010. – 192 с.

12. Жуков Г.П.

Защита от электромагнитного излучения: монография / Г.П.

Жуков, С.Г. Жуков. – Тольятти: ПВГУС, 2010. – 128 с.

13. Зайцев А.П. Технические средства и методы защиты информации:

Учебник для вузов / А.П. Зайцев, А.А. Шелупанов, Р.В. Мещеряков и др.;

под ред.

А.П. Зайцева и А.А. Шелупанова. – М.: ООО «Издательство Машиностроение», 2009. – 508 с.

14. ГОСТ Р 52459.12–2009 (ЕН 301 489–12-2003) Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства радиосвязи. Часть 12. Частные требования к земным станциям с малой апертурой фиксированной спутниковой службы, работающим в полосах частот от 4 до 30 ГГц. – М. :

Стандартинформ, 2010. – 14 с.

15. ГОСТ Р 51318.16.2.4-2010 (СИСПР 16–2–4:2003.) Совместимость технических средств электромагнитная. Требования к аппаратуре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений. Часть 2-4. Методы измерений параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости. Измерение параметров помехоустойчивости.


– М. : Стандартинформ, 2011. – 20 с.

16. Газизов Т.Р. Основы электромагнитной совместимости радиоэлектронной аппаратуры: Учебное пособие / Т.Р. Газизов. – Томск: ТУСУР, 2012. – 245 с.

17. Ефанов В.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем: Учебное пособие / В.И. Ефанов, А.А. Тихомиров. – Томск:

Томский гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2004. – 298 с.

18. Газизов Т.Р. Уменьшение искажений электрических сигналов в межсоединениях / Т.Р. Газизов;

под ред. Н.Д. Малютина. – Томск: Изд-во НТЛ, 2003. – 212 с.

19. Ланцов В. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания / В. Ланцов, С. Эраносян // Силовая электроника. – 2006.– № 4.– С. 58 – 64.

20. Торокин А.А. Основы инженерно-технической защиты информации / А.А. Торокин. – М. : Издательство «Ось-89», 1998 – 336 с.

21. Островский О.С., Одаренко Е.Н., Шматько А.А. Защитные экраны и поглотители электромагнитных волн / О.С. Островский, Е.Н. Одаренко, А.А.

Шматько // ФИП. – 2003. – Т. – № 2. – С. 161–173.

22. Хандогина Е. Щит на пути электромагнитных волн / Е. Хандогина, Д.

Владимиров, Л. Устименко // Новый оборонный заказ. – 2010. – №4. – С. 72–74.

23. Сусляев В.И. Защитные композиционные экраны на основе нанопорошков гексаферритов для снижения влияния СВЧ излучения / В.И.

Сусляев, Г.Е. Кулешов // Доклады ТУСУРа. – 2010. – №2 (22), часть 1.– С 198 – 201.

24. Сусляев В.И., Найден Е.П., Коровин Е.Ю., Журавлев В.А., Итин В.И., Минин Р.В. Способ получения многослойного радиопоглощающего материала и радиопоглощающий материал, полученный этим способом. Патент РФ, №2423761, зарегистрирован 10 июля 2011 г.

25. Найден Е.П. Структура, статические и динамические магнитные свойства синтезированных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза гексаферритов системы Sr(CoхTiх)Fe12–2xO19 / Е.П.

Найден, В.А.Журавлев, В.И. Итин, и др. // Известия высших учебных заведений.

Физика. – 2012. – Т.55. – № 8. – С. 13 – 19.

26. Верещагин В.И. Функциональная керамика / В.И. Верещагин, П.М.

Плетнев, А.П. Суржиков, В.Е. Федоров, И.И. Рогов. – Томск: Издательство ИХН СО РАН, 2004. – 350 с.

27. Mills D.L.L. Nanomagnetism: Ultrathin Films, Multilayers and Nanostructures / D.L. L. Mills, J.A.C. Bland. – Amsterdam: Elsevier, 2006. – 348 p.

28. Mohn P. Magnetism in the Solid State: An Introduction / P. Mohn. – Ney York: Springer, 2006. – 229 p.

29. Minin R.V. Mechanisms of the Self Propagating High Temperature Synthesis, Phase Composition, and Magnetic Properties of Complex Oxide Ferrimagnets with M Structure / R.V. Minin, V.I. Itin, E.P. Naiden, V.A. Zhuravlev // Russian Journal of Non Ferrous Metals. – 2012. – V. 53. – № 5. – Р. 410 – 414.

30. Шепелев А.А. Радиопоглощающие материалы на основе механосинтезированных порошков системы Fe-Si для обеспечения ЭМС в конструкциях устройств СВЧ бортовой радиоэлектронной аппаратуры / А.А.

Шепелев, А.В. Бочаров, A.Л. Помадчик, В.А. Гончаров // Технологии ЭМС. – 2013. – №2 (45). – С. 26 – 34.

31. Владимиров Д.Н. Материалы для защиты от электромагнитных полей / Д.Н. Владимиров, Е.Н. Хандогина // Мир техники и технологий. – 2007. – № 5. – С. 46 – 48.

32. Владимиров Д.Н. Электромагнитное экранирование радиоэлектронной аппаратуры / Д.Н. Владимиров, Е.Н. Хандогина // Экономика и производство. – 2003. – № 2. – С. 62 – 67.

33. Устименко Я.Г. Применение наноматериалов для поглотителей электромагнитных волн / Я.Г. Устименко, Е.Н. Хандогина, Д.Н. Владимиров // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2009. – №2. – С. 81– 85.

34. Anti-radar means and techniques: pat. 4173018 US. № 04/657472;

заявл.

27.07.1967;

опубл. 30.10.1979, URL:

http://www.patentstorm.us/patents/4173018/description.html (дата обращения 15.01.2010).

35. Silicone compositions containing carbonyl iron powder: pat. 5764181 US. № 07/466704 заявл. 12.21.1989;

опубл. 06.09.1998, URL: http://www.freepaten tsonline.com/5764181.html (дата обращения 21.01.2010).

36. Suslyaev V.I. An investigation of electromagnetic response of composite polymer materials containing carbon nanostructures within the range of frequencies MHz-1.1 THz / V.I. Suslyaev, V.L. Kuznetsov, V.A. Zhuravlev, et al. // Russian Physics Journal. – January 2013. – V. 55. – №. 8. – P. 970 – 975.

37. Namita Roy Choudhury, Aravindaraj Govindaraj Kannan, Naba K. Dutta, Chapter 21. Novel nanocomposites and hybrids for lubricating coating applications // Tribology of Polymeric Nanocomposites. – 2008. – V. 55. – P. 501 – 542.

38. Mazov I.N. Structure and Electrophysical Properties of Multiwalled Carbon Nanotube / I.N. Mazov;

V.L. Kuznetsov;

S.I. Moseenkov et. al. // Nanoscience and Nanotechnology Letters. – February 2011. –V. 3. – № 1. – Р. 18–23.

39. Jung-Hoon Oh. Design of radar absorbing structures using glass/epoxy composite containing carbon black in X-band frequency ranges / Oh Jung-Hoon, Oh Kyung-Sub, Kim Chun-Gon, Hong Chang-Sun // Composites. – 2004. – Part B 35. – Р 49–56.

40. Pinho M.S. Performance of radar absorbing materials by waveguide measurements for X- and Ku-band frequencies / M.S. Pinho, M.L. Gregori, R.C.R.

Nunes, B.G. Soares // Europ. Polymer J. – 2002. – V.38. – 2321–2327.

41. Wu J. High microwave permittivity of multiwalled carbon nanotube composites / J. Wu, L. Kong // Appl. Phys. Let. – 2004. – V. 84. – Р. 4956 – 4958.

42. Абияка А.Н., Верещагин В.И., Казьмина О.В. Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокристаллических материалов. Патент РФ, № 2326841. 20.03.2006.

43. Гульбин В.Н. Материалы для защиты среды обитания человека от влияния электромагнитных излучений / В.Н. Гульбин, В.А. Михеев, Н.С.

Колпаков и др. // Технологии ЭМС. – 2013. – №2 (45). – С. 18 – 25.

44. Bernardo Enrico. Monolithic and Cellular Sintered Glass-Ceramics from Wastes / Enrico Bernardo, Giovanni Scarinci, Sandro Hreglich // Advances in Science and Technology. – 2006. – V. 45. – Р. 596 – 601.

45. Казьмина О.В. Расширение сырьевой базы для получения пеностеклокристаллических материалов / О.В. Казьмина, В.И. Верещагин, А.Н.

Абияка // Строительные материалы. – 2009. – № 7. – С. 54 – 56.

46. Казьмина О.В. Температурные режимы получения гранулята для пеностеклокристаллических материалов в зависимости от состава шихты / О.В.

Казьмина, В.И. Верещагин, А.Н. Абияка, А.В. Мухортова, Ю.В. Поплетнева // Стекло и керамика. – 2009. – № 5. – С. 26 – 29.

47. Казьмина О.В. Низкотемпературный синтез стеклогранулята из шихт на основе кремнеземсодержащих компонентов для получения пеноматериалов / О.В. Казьмина, В.И. Верещагин, Б.С. Семухин, А.Н. Абияка // Стекло и керамика.

– 2009. – № 10. – С. 5 – 8.

48. Казьмина О.В. Влияние механоактивации на процессы взаимодействия тонкодисперсных компонентов стекольной шихты / О.В. Казьмина, В.И.

Верещагин, А.Н. Абияка // Химия и химическая технология. – 2009. – Т. 52. – № 11. – С. 122 – 125.

49. Короленко А.В. Изучение и задание основных параметров модели пеностекла для защиты от полей электромагнитного излучения / А.В. Короленко // Электронный журнал. Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. – 2004. – №2(14). – С.37 – 45.

50. Рожкова Н.Н. Шунгитовый углерод и его модифицирование / Н.Н.

Рожкова, Г.И. Емельянова, Л.Е. Горленко, В.В. Лунин // Российский химический журнал (журнал Российского химического общества им. Д.Н. Менделеева). – 2004. – Т. XLVUIX. – № 5. – С. 107–115.

51. Сапченко С.А. Синтез, строение и свойства нового слоистого координационного полимера на основе карбоксилата цинка (II) / С.А. Сапченко, Э.С. Сапарбаев, Д.Г. Самсоненко, Д.Н. Дыбцев, В.П. Федин // Координационная химия. – 2013. – Т. 39. – № 8. – С. 451–455.

52. Sapchenko S.A. Synthesis, crystal structures, luminescent and thermal properties of two new metal–organic coordination polymers based on zinc(II) carboxylates / S.A. Sapchenko, D.N. Dybtsev, D.G. Samsonenko, V.P. Fedin // New J.

Chem. – 2010. – V. 34. – No. 11. – P. 2445–2450.

53. Жданов К.Р. Диэлектрическая проницаемость полимерных композитов с капсулированными жидкими кристаллами в сильных электрических полях / К.Р.

Жданов, А.И. Романенко, Г.М. Жаркова, В.И. Сусляев, В.А. Журавлев // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2013. – Т. 56. – № 8. – С. 48–53.

54. Солосин, В.С. Рефлектометрия на основе полых металлодиэлектрических волноводов диапазоне : автореф. дис. … канд. физ.-мат.

наук : 01.04.03 / Солосин Владимир Сергеевич. – Фрязино, 2004. – 25 с.

55. Емельянов В.А. Методика измерения диэлектрической проницаемости нематических жидких кристаллов в СВЧ диапазоне / В.А. Емельянов, А.В. Шубин // Электронный журнал «Вестник Московского государственного областного университета». – 2012. – №3. Физика и математика. – С. 116–119.

56. Поплавка Ю.М. Волноводные методы СВЧ-исследований сегнетоэлектрических материалов / Ю.М. Поплавка, В.И. Молчанов, В.М. Пашков и др. // Техника и приборы СВЧ. – 2010. – № 1. – С. 39 – 51.

57. Кулешов Г.Е. Исследование электромагнитного отклика от слоя композиционного материала на основе гексаферрита и углеродных наноструктур / Г.Е. Кулешов, В.И. Сусляев // Современные проблемы радиоэлектроники: сб.

науч. тр.;

под ред. Г.Я. Шайдурова. – Красноярск: СФУ, 2012. – C. 318 – 323.

58. Коровин Е.Ю. Измерение электромагнитных параметров углеродных наноструктур в диапазоне 0,01 – 18 Ггц / Е.Ю. Коровин, В.И. Сусляев, И.П.

Хлуновский, Е.В. Чеботарёв // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2012. – Т.55. – № 9/2. – С 247 – 248.

59. Котов И.О. СВЧ метод и устройство определения электрофизических параметров ферромагнитных жидкостей на базе критичного волновода / И.О.

Котов, В.Н. Чернышов // Вестник ТГТУ. – 2010. – Т. 16. – № 2. – С. 303 – 313.

60. Бычков И.В. Резонансные и кинетические явления исследование эффективной диэлектрической проницаемости композитного материала CaSO 2H2O – графит / И.В. Бычков, Д.В. Дубровских, И.С. Изотов, А.А. Федий // Вестник Челябинского государственного университета. – 2011. – № (222).Физика. – В. 9. – С. 7–15.

61. Найден Е.П. Спектры магнитной проницаемости наноразмерных порошков гексаферритов / Е.П. Найден, В.И. Сусляев, А.В. Бир // Журнал структурной химии. – 2004. – Т. 45. – С. 102 – 105.

62. Zhuravlev V.A. Analysis of the microwave magnetic permeability spectra of ferrites with hexagonal structure / V.A. Zhuravlev, V.I. Suslyaev // Russian Physics Journal. – 2006. – V. 49. – №9. – P. 1032 – 1037.

63. Сусляев В.И. Комплекс методов и средств радиоволновой диагностики фундаментальных характеристик гетерогенных материалов и сред гигагерцового и терагерцового диапазонов / В.И. Сусляев, Г.Е. Дунаевский, Е.В. Емельянов, Г.Е.

Кулешов // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2011. – Т. 54. – № 9. – С. 53–59.

64. Сусляев В.И., Коровин Е.Ю. Соколенко Е.Н. Методика измерений эффективных значений относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь нанопорошков и композитов на их основе в диапазоне сверхвысоких частот / СТО ТГУ 031-2009. – Дата введения 2009 – 04 – 01. – 10 с.

65. Krupka J. Developments in technique to measure dielectric properties of low-loss materials frequencies of 1 – 50 GHz / J. Krupka // Journal of European Ceramic Society. – 2003. – V. 23. – P. 2607 – 2610.

66. Кулешов, Г.Е. Исследование электромагнитных характеристик композитных радиоматериалов на основе порошков гексаферритов и углеродных наноструктур в гигагерцовом диапазоне : автореф. дис.... канд. физ-мат. наук :

01.04.03 / Кулешов Григорий Евгеньевич. – Томск, 2013. –25 с.

67. Доценко О.А. Измерение температурных зависимостей спектров магнитной проницаемости гексаферритов методом вариации частоты в нерегулярном микрополосковом резонаторе / О.А. Доценко, Г.Е. Кулешов, В.И.

Сусляев // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2008. – № 9/2. – С. – 171.

68. Кулешов Г.Е. Измерение спектров магнитной и диэлектрической проницаемости в нерегулярном микрополосковом резонаторе с использованием метода моментов / Г.Е. Кулешов, В.И. Сусляев, О.А. Доценко // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2010. – № 9/2. – С. 217 – 218.

69. Совлуков А.С. Резонаторный метод измерения физических свойств жидкостей с применением полосковых линий / А.С. Совлуков, А.А. Маслов, В.В.

Яценко, А.Р. Власов // Вестник МГТУ. – 2009. – Т. 12. – №2. – С.271 – 275.

70. Emelyanov E.V. Examination Of Physical Parametres Of The Composites Containing Multiwall Carbon Nanotubes Over The Range Of Frequencies 0,1–0,8 Thz / E.V. Emelyanov, G.E. Dunaevskii, V.I. Suslyaev, et. al. // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2010. – №9/3. – С.315 –316.

71. Дунаевский Г.Е. Открытые резонаторные преобразователи / Г.Е.

Дунаевский. – Томск: Изд-во НТЛ, 2006. – 304 с.

72. Мищенко С.В. Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов : учебное пособие / С.В. Мищенко, Н.А.

Малков. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. – 128 с.

73. Табарин В.А. Определение содержания связанной воды в кернах на СВЧ / В.А. Табарин, С.Д. Демьянцева // Нефтегазовое дело. – 2009. – Режим доступа: http://www.ogbus.ru/authors/Tabarin/Tabarin_1.pdf.

74. Петров В. Многоцелевые радиопоглощающие материалы на основе магнитных наноструктур: получение, свойства и применение / В. Петров, Г.

Николайчук, С. Яковлев, Л. Луцев // Компоненты и Технологии. – 2008. – № 10. – С.147–150.

75. Юрцев О.А. Резонансные и апертурные антенны. Ч.2: методическое пособие по курсу «Антенны и устройства СВЧ» В 3 Ч. / О.А. Юрцев. – Минск :

БГУИР, 2000. – 89 с.

76. Egorov V.N. Measuring microwave properties of laminated dielectric substrates / V.N. Egorov, V.L. Masalov, Yu.A. Nefyodov, A.F. Shevchun, M.R. Trunin // Review of Scientific Instruments. – 2004. – vol. 75. – no.11, November 2004. – P.

4423 - 4433.

77. Егоров В.Н. Характеристики резонаторов сверхвысоких частот с нерезонансным просачиванием мощности / В.Н. Егоров // Известия вузов.

Радиофизика. – 2010. – №8. – С. 493 - 503.

78. Егоров В.Н. Концепция развития метрологического обеспечения в области диэлектрических измерений / В.Н. Егоров, В.Л. Масалов, М.В. Кащенко, Е.Ю. Токарева // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2010. – №9/2. – C. 207-210.

79. Поплавка Ю.М. Волноводные методы СВЧ исследований сегнетоэлектрических материалов / Ю.М. Поплавка, В.И. Молчанов, В.М.

Пашков, Ю.В. Прокопенко, В.А. Казлуренко, А.В. Еременко // Техника СВЧ. – 2010. – №1. – С. 39-51.

80. Власов С.H. Методы исследования тонких диэлектрических пленок в миллиметровом диапазоне / С.H. Власов, В.В. Паршин, ЕЛ. Серов // Журнал технической физики. – 2010. – Т 80. – В. 12. – С. 73–79.

81. Землянухин Ю.П. Радиоспектроскоп для исследования электромагнитного отклика плоских образцов в диапазоне 26-38 ГГц / Ю.П.

Землянухин, В.А. Журавлев, В.И. Сусляев, А.Н. Бабинович // Материалы II Научно-практической конференции «Информационно-измерительная техника и технология», Томск, 5-7 мая 2011 г. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – С. 88-89.

82. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах / Л.М. Бреховских. М.: Изд во АН СССР, 1957. – 501 с.

83. Мищенко С.В. Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля : учеб. Пособие / С.В. Мищенко, Н.А. Малков. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. – 128 с.

84. Measurement of permittivity and permeability of microwave materials: pat.

4507602 A US;

заявл. 13.08.1982, опубл. 26.03.1985. Режим доступа:

http://www.google.dz/patents/US4507602.

85. Сусляев В.И. Рупорный метод измерения электромагнитного отклика от плоских образцов в диапазоне частот 26–37,5 ГГц с улучшенными метрологическими характеристиками / В.И. Сусляев, В.А. Журавлев, Е.Ю.

Коровин, Ю.П. Землянухин // Доклады ТУСУРа. – 2011. – № 2 (24) часть 1. – С.

227-231.

86. Журавлев В.А. Исследование электромагнитного отклика плоских образцов квазиоптическим методом в диапазоне частот 26 – 37,5 ГГц / В.А.

Журавлев, В.И. Сусляев, Ю.П. Землянухин // Материалы 21-ой Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

(КрыМиКо’ 2011), Севастополь, 12-16 сентября 2011 г. : в 2 т. – Севастополь:

Вебер, 2011. – Т. 2. – С. 941-942.

87. Сусляев В.И. Исследование электромагнитного отклика композиционных материалов на основе многостенных углеродных нанорубок в полистирольной матрице / В.И. Сусляев, В.А. Журавлев, В.Л. Кузнецов, И.Н.

Мазов, Ю.П. Землянухин // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2010.

– № 9/2. – С. 269-271.

88. Журавлев В.А. Динамические магнитные характеристики композиционного полимерного материала на основе карбонильного железа / В.А.

Журавлев, В.И. Сусляев, Е.Ю. Коровин // Известия высших учебных заведений.

Физика. – 2010. – №5. – С. 97-98.

89. Снайдер А. Теория оптических волноводов / А. Снайдер, Дж. Лав. – М.: Радио и связь, 1987. – 656 с.

90. Неганов В.А. Электродинамика и распространение радиоволн / В.А.

Неганов, О.В. Осипов, С.Б. Раевский, Г.П. Яровой. – М.: Радио и связь, 2005. – 648 с.

91. Каценеленбаум Б.З. Высокочастотная электродинамика / Б.З.

Каценеленбаум. – М.: Наука, 1966. – 240 с.

92. Коровин Е.Ю. Автоматизированный измерительный комплекс для исследования электромагнитных характеристик материалов / Е.Ю. Коровин // Материалы XLII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Физика. – Новосибирск : Новосибирский государственный университет. 2004. – С. 105.

93. Журавлев В.А. Повышение чувствительности и точности квазиоптических методов измерения электромагнитного отклика в миллиметровом диапазоне длин волн / В.А. Журавлев, В.И. Сусляев, Ю.П.

Землянухин // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2011. – т.54. – №7.

– С. 92 – 93.

94. Zhuravlev V.A. Increase of the sensitivity and accuracy of quasioptical methods of measuring the electromagnetic response in the millimeter wavelength range / V.A. Zhuravlev, V.I. Suslyaev, Yu.P. Zemlyanukhin // Russian Physics Journal. – December 2011. – Volume 54. – Issue 7. – pp 828-830.

95. НПФ «Микран». Режим доступа: http://www.micran.ru/.

96. Нанотехнологии в электронике / Под ред. Ю.А.Чаплыгина. – М.:

Техносфера, 2005. – 445 с.

97. Быстров Р.П. Микро- и наноэлектроника применительно к системам радиолокации и радиосвязи / Р.П. Быстров, Ю.В. Гуляев, С.А. Никитов, А.В.

Соколов // Успехи современной радиоэлектроники. – 2010. – № 9. – С. 11–50.

98. Mazov I.N. Structure and properties of multiwall carbon nanotubes/polystyrene composites prepared via coagulation precipitation technique / I.N. Mazov, V.L. Kuznetsov, D.V. Krasnikov et al. // J. of Nanotechnology. – 2011. – Article ID 648324. – 7 p. – doi:10.1155/2011/648324.

99. Mazov I.N. Electrophysical and electromagnetic properties of pure MWNTs and MWNT/PMMA composite materials depending on their structure / I.N. Mazov, V.L. Kuznetsov, S.I. Moseenkov et al. // Fullerenes, nanotubes and carbon nanostructures. – 2010. – Vol. 18. – Р. 505–515.

100. Пат. 2 382 804 РФ, МПК С 09 D 5/32. Способ получения радиопоглощающего материала и радиопоглощающий материал, полученный этим способом / Сусляев В.И., Найден Е.П., Коровин Е.Ю. и др. (РФ). – № 2008142320;

заявл. 24.10.2008;

опубл. 27.02.2010.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.