Material radioabsorbente: descripción, características, aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El nivel actual de desarrollo de los dispositivos de ingeniería de radio y su uso generalizado ponen en el orden del día los temas de protección y seguridad electromagnética. Hasta hace poco, esta capa de problemas permanecía en la sombra, ya que el nivel tecnológico no permitía considerarlos en detalle. Pero hoy existe toda una dirección para el desarrollo de materiales absorbentes de radar (RPM), que tienen una variedad de propósitos.

Alcance de RPM

La necesidad de utilizar este tipo de materiales surge en el complejo militar-defensivo, en la industria civil, en la resolución de problemas típicos en el desarrollo de dispositivos radioelectrónicos, etc. Pero los sistemas de protección y las herramientas de seguridad siguen siendo la más relevantes en términos de solicitud en RPM. Además, esto no es necesariamente un complejo técnico-militar. Absorbedores de radar modernoslos materiales se dominan con éxito en el nicho de los sistemas informáticos que procesan información con la conexión de medios de protección contra el acceso no autorizado. Los objetos de origen biológico quedan así protegidos de los efectos electromagnéticos, y la reducción de la vulnerabilidad de los radares es una necesidad para una amplia gama de unidades civiles y militares. Otra cosa es que la naturaleza del uso y las propiedades de los RPM específicos en cada caso pueden diferir notablemente.

¿Qué son las RPM?

Esta clase de materiales se puede definir a través de la capacidad de la composición y la estructura del producto para garantizar la absorción de energía electromagnética en un rango de frecuencia particular. Las nuevas generaciones de RPM son más susceptibles de modificación en términos de su capacidad para convertir las ondas absorbidas en ciertos tipos de energía. En este proceso, además de la absorción, también se observan fenómenos como la interferencia, la dispersión y la difracción. En cuanto a la producción de materiales radioabsorbentes, se basan en partículas de un ferromagneto. Se utilizan como materiales absorbentes de amplio rango, formando una capa aislante en la superficie del producto objetivo con respecto a las ondas electromagnéticas. En este caso, un requisito previo para la base estructural del aislador debe ser la presencia de un dieléctrico no magnético. Sobre esta base, se están desarrollando varias modificaciones del RPM. Por ejemplo, además de la estructura de ferroimanes, se pueden incluir elementos de hollín o grafito, que actúan comoabsorbentes En la producción de RPM de rango estrecho, el énfasis también está en el uso de caucho o plástico.

La diferencia entre materiales absorbentes de radar y revestimientos

No existe una distinción estricta, en términos de rendimiento, entre materiales y revestimientos para este propósito, pero la propia mecánica de fabricación y manipulación posterior hace necesario distinguir entre estos medios de aislamiento. En particular, si los materiales pueden incluirse en la base estructural e incluso elemental del producto objetivo, entonces los recubrimientos actúan solo como una capa auxiliar en la superficie, sin realizar tareas de naturaleza diferente. En parte, también hay diferencias en la capacidad de absorción, pero este factor es más bien condicional. Dependiendo de la estructura, el material absorbente de radar puede mostrar algún éxito como dispositivo absorbente de microondas, pero en cualquier caso, esta capacidad será característica solo para un rango limitado. Por ejemplo, hoy en día existen espectros de radiación de estaciones de radar que, en principio, no están disponibles para el “procesamiento” de RPM.

Características técnicas y operativas de RPM

Los materiales son bastante diversos en su diseño y estructura y, sin embargo, existen indicadores de rendimiento promedio para los grupos de RPM más establecidos. Las características básicas que reflejan estos valores incluyen:

• La longitud de las ondas de trabajo - de 0,3 a 25 cm.
• El espectro de frecuencias de funcionamiento es de 300 a 37 500 MHz.
• Permeabilidad magnética - de 1, 26 a 10-6 H/m.
• Rango de temperatura de funcionamiento: de -40 a 60 °С.
• Peso - alrededor de 200-300 g por 1 metro cuadrado

Debe tenerse en cuenta que no todos los materiales pueden mantener las características de rendimiento anteriores en condiciones de uso externas adversas. En este sentido, podemos destacar el material absorbente de radio Ternovnik tipo alfombra, que es ampliamente utilizado por empresas rusas en diversas industrias. Para él, prácticamente no existen restricciones de operación en condiciones climáticas adversas. Además, este material es resistente a la abrasión mecánica y conserva la capacidad de aislar objetos independientemente de su forma y área.

Variedades de RPM

Aunque actualmente no existe una distinción clara en el segmento RPM, las siguientes categorías de este material se pueden distinguir condicionalmente:

• Resonante. También llamados sintonizados en frecuencia, son capaces de proporcionar una neutralización total o parcial de la onda absorbida. La eficiencia está directamente determinada por el espesor del producto protector.
• Magnético no resonante. Poseen ferrita en su estructura, cuyas partículas se distribuyen en la capa de epoxi. El material absorbente del radar magnético es capaz de disipar la energía radiada en un área grande, lo que hace posible lograr la neutralización en un amplio rango de frecuencias.
• Volumen no resonante. Por regla general, son gruesas capas de aislantes que absorben la mayor parte de la entradaradiación antes de que se refleje en la placa metálica trasera.

Características de RPM en polvos ferromagnéticos

Una especie de recubrimiento con capacidad de radioabsorción, que contiene microesferas dispersas con partículas de ferrita o carbonil hierro. En el proceso de absorción de radiación de alta frecuencia en el polvo, se producen vibraciones moleculares que provocan la liberación de calor. La misma energía derivada que se disipa o transfiere a una estructura de almacenamiento adyacente. Un principio de funcionamiento similar se observa en láminas de caucho de neopreno. Este material funciona según el principio de las pérdidas magnéticas, pero contiene en su estructura un relleno más sólido de ferrita y grafito.

RPM de espuma

Un grupo especial de RPM que se utilizan para enmascarar a largo plazo objetos importantes. Este tipo de material se basa en espuma de poliuretano. Su uso está justificado por el hecho de que el producto final recibe pequeñas dimensiones y una masa modesta con un rango bastante amplio de actividad absorbente hasta el espectro del decímetro. Aunque las materias primas son más caras en este caso, los materiales absorbentes de radar y los revestimientos de espuma de enmascaramiento a base de poliuretano tienen importantes ventajas de rendimiento:

• Características de alta resistencia en comparación con materiales similares de polímeros de agua.
• Mantiene las cualidades de camuflaje indefinidamente.
• Menos requisitos de almacenamiento para los componentes.
• Cubiertas de espuma para enmascararen principio, se caracterizan por una alta adherencia, lo que amplía las posibilidades de su aplicación a una amplia variedad de superficies.

Desarrollos nacionales de RPM

Los especialistas rusos están trabajando en varias áreas de la creación de RPM, pero los materiales basados en nanoestructuras deben referirse a las áreas más prometedoras. Este concepto, en particular, está siendo dominado por el Instituto de Investigación Ferrit-Domen, que ha desarrollado toda una línea de películas delgadas absorbentes de radio hechas de carbono hidrogenado con nanoelementos. Las ventajas de los materiales absorbentes de radio fabricados en Rusia basados en partículas nanoestructuradas incluyen una mayor capacidad de absorción que opera en el espectro de frecuencia ultra amplio de 7 a 300 GHz. Además, junto con la resistencia al calor y la resistencia mecánica, los desarrolladores destacan el respeto por el medio ambiente y la tecnología libre de residuos para la fabricación de dichos materiales.

Conclusión

A pesar de la expansión del segmento RPM general, aún es demasiado pronto para hablar de estándares de desarrollo establecidos y estandarizados para esta clase de materiales. Esto se debe en gran medida al secreto en el que deben trabajar los investigadores en este campo, pero también existen problemas asociados con la complejidad tecnológica del desarrollo. La obtención de nuevos materiales absorbentes de radio prometedores hoy en día es imposible sin el uso de materias primas innovadoras. Los tecnólogos también están trabajando activamente en métodos más precisos y eficientes de estimación de la capacidad de absorción, lo que mejora la capacidad de identificar nuevas RPM. Y en este contextológicamente, los agentes radioabsorbentes basados en las mismas ferritas, que ya se han hecho tradicionales, están perdiendo relevancia.