Разработка пористого стекломатериала с улучшенными характеристиками радиопоглощения электромагнитного излучения
Пористый стеклянный материал с характеристиками поглощения электромагнитного излучения был найден почти вдвое выше, чем твердый материал. Улучшение этой функции поглощения в основном обусловлено отражением, рассеянием и интерференцией сетчатой структуры на электромагнитной волне. Затухание размера пор, относительной плотности, толщины образца и других факторов влияет на характеристики микроволнового поглощения керамики из карбида кремния.
Эта работа предоставит новый способ проектирования недорогих, высокопроизводительных конструкционных материалов, поглощающих микроволны.
Введение…………………………………………………………………………………….9
1 Литературный обзор……….……………………………………………………..11
1.1 Свойства и области применения пористых материалов поглощающих
электромагнитное излучение
1.2 Составы и способы получения пористых неорганических радиопоглотителей
1.2.1 Составы и материалы для пеностекла………………………………….. 14
1.2.2 Технология изготовления пеностекла…………………………………. ..18
1.3 Влияние модификаторов на радиопоглощающие свойства материала……… .22
1.4 Механизм поглощения электромагнитных волн поглотителем……………… 24
2 Методы исследования…………………………………………………………. .27
2.1 Рентгенофазовый анализ………………………………………………………… 27
2.2 Метод определение удельной поверхности порошков…………………………28
2.3 Метод измерения коэффициентов поглощения и отражения электромагнитного
излучения……………………………………………………………………………….…29
2.4 Оптическая и растровая микроскопия………………………………………..…31
2.5 Дифракционный метод анализа размера частиц…………………………………….31
3 Экспериментальная часть………………………………………………………33
3.1 Характеристика исходного сырья………………………………………………..33
3.2 Исследование влияния карбида кремния на процесс вспенивания…………… 36
3.3 Исследование физико-механических свойств полученных образцов………….41
3.4 Исследование радиопоглощающих характеристик образцов пористого
стекломатериала……………………………………………………………………………42
Выводы по работе………………………………………………………………………….49
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…….51
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования………………..……..51
4.2 Инициация проекта……………………………………………………………….59
4.3 Планирование научного исследования………………………………………….62
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования……………………….…73
Выводы……………………………………………………………………………………..76
5 Социальная ответственность……………………………………………………..77
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности труда…….77
5.2 Производственная безопасность………………………………………………….78
5.3 Экологическая безопасность………………………………………………………79
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………….87
Выводы……………………………………………………………………………………..91
Приложение…………………………………………………………………………………92
Список литературы ………………………………………………………………………105
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/мК),
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.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4 (15 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
5 (18 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
5 (14 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.8 (2878 отзывов)
5 (1241 отзыв)
