Designing finishing materials with a gradient of electrophysical properties

Автор(и)

  • Я.І. Бірук Асистент кафедри фізики Київського національного університету будівництва і архітектури, Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-3669-9744

DOI:

https://doi.org/10.32347/2411-4049.2022.3.73-80

Ключові слова:

електромагнітні поля, екранування, коефіцієнти екранування, облицювальний захисний будівельний матеріал

Анотація

У статті розглянуто основи розробки та виробництва матеріалів для екранування електромагнітних полів у широкому діапазоні частот. Призначення цих матеріалів – покриття великих площ поверхні. Встановлено основні вимоги до даних видів матеріалів. Основні з них: лицьова поверхня повинна мати електрофізичні властивості (діелектричну та магнітну проникність), щоб забезпечити якомога менший коефіцієнт відбиття електромагнітних хвиль. При цьому обов'язковим є одночасно забезпечення характеристик міцності, вогнестійкості, нетоксичності та ін. Вміст радіопоглинаючих частинок і ефективна діелектрична (магнітна) проникність у прошарку шаруватої структури в напрямку росту підкладки повинні забезпечувати широкосмуговість і ефективність матеріалу. Дисперсійна залежність повинна забезпечувати рівномірне поглинання електромагнітної енергії та її проходження від вхідної поверхні до підкладки в заданому діапазоні частот. На підставі максимальних і мінімальних довжин хвиль екрануючого поля, проникності та товщини окремих шарів наводяться розрахунки необхідної товщини градієнтного матеріалу для даного коефіцієнта відбиття. Завдяки термічній обробці поверхні матеріалу в процесі виготовлення показано можливість виготовлення монолітних металополімерних екранів з поверхневими шарами низької діелектричної проникності. Продемонстровано можливість створення монолітних металополімерних екранів із феромагнітних дрібнодисперсних речовин з регульованим градієнтом у напрямку від лицьової поверхні до нижньої та наведено технічне рішення. Цей матеріал можна використовувати для керування співвідношенням коефіцієнтів екранування для високочастотних електромагнітних полів, ультранизькочастотних електричних і магнітних полів, а також супутнього екранування від природних магнітних полів.

Посилання

Salski, B. (2012). The extension of the Maxwell Garnett mixing rule for dielectric composites with nonuniform orientation of ellipsoidal inclusions. Progress in Electromagnetics Research Letters, 30, 173-184. doi: https://doi.org/10.2528/pierl12020202.

Belyaev, A.A., Agafanova, A.S., Antipova, E.A., & Botanogova, E.D. (2013). Structural radar-absorbing material of a three-layer structure with a matching layer. Proceedings of VIAM, 4, 62-68 [in Russian].

Panova, O.V., Agafanova, A.S., Belyaev, A.A., Kondrashov, E.K., & Romanov, A.M. (2013). Features of the formation of monolithic structural radio-absorbing materials based on composites filled with resistive fiber. Aviation materials and technologies, 3, 56-59 [in Russian].

Lynkov, L.M., Bogush, V.A., Borbotko, T.V., et al. (2019). New technologies for creating electromagnetic radiation screens based on modified powder, nano-structured and film materials. Report of BTUIR, 2, 85-99 [in Russian].

Glyva, V., Kovalenko, V., Levchenko, L., & Tykhenko, O. (2017). Research into protective properties of electromagnetic screens based on the metal-containing nanostructures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(12 (87), 50-56. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.103167.

Belyaev, A.A., Shirokov, V.V., & Romanov, A.M. (2014). Features of optimization of resonant radio-absorbing materials of non-magnetic type. Proceedings of VIAM, 11, 62-68 [in Russian].

Ukrainianets, E.A., & Kolbun, N.V. (2013). Shielding properties of multilayer structures of electromagnetic screens based on materials with small-sized inclusions of metals and liquid media. Doklady BSUIR, 4, 115-118 [in Russian].

Glyva, V.A., Levchenko, L.O., Panova, O.V., Tyhenko, O.M. & Radomska, M.M. (2020). Composite metal-polymer cladding material for electromagnetic field shielding. In theses of reports of the 4th international scientific and practical conference "Innovative technologies in architecture and design" (Section 4 "Latest building materials and modern technologies in architecture and design", pp. 155-158). Kharkiv: KhNUBA. Retrieved from http://www.itad.com.ua/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D1%96%D1%8F-2020/ [in Ukrainian].

Kasatkina, N.V., Levchenko, L.O., Panova, O.V., Tikhenko, O.M., & Chenchevoi, V.V. (2020). Optimization of shielding parameters of electromagnetic fields of heterogeneous sources in industrial buildings. News of the Donetsk Mining Institute, 1(46). doi: https://doi.org/10.31474/1999-981x-2020-1-181-188 [in Ukrainian].

Rozanov, K.A. (1999). Fundamental limitations for the width of the operating range of radio-absorbing coatings. Radio engineering and electronics, 44, 526-530 [in Russian].

Glyva, V.A., Podoltsev, A.D., Bolibrukh, B.V., & Radionov, A.V. (2018). A thin electromagnetic shield of a composite structure made on the basis of a magnetic fluid. Tekhnichna elektrodynamika, 4, 14-18. doi: https://doi.org/10.15407/techned2018.04.014.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-11-21

Як цитувати

Бірук, Я. (2022). Designing finishing materials with a gradient of electrophysical properties. Екологічна безпека та природокористування, 43(3), 73–80. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2022.3.73-80