Material radioabsorvente: descrição, características, aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O nível atual de desenvolvimento de dispositivos de engenharia de rádio e seu uso generalizado colocam as questões de proteção eletromagnética e segurança na agenda. Até recentemente, essa camada de problemas permanecia na sombra, pois o nível tecnológico não permitia que fossem considerados em detalhes. Mas hoje existe toda uma direção para o desenvolvimento de materiais absorventes de radar (RPM), que possuem diversas finalidades.

Escopo de RPM

A necessidade de utilização deste tipo de materiais surge no complexo de defesa militar, na indústria civil, na resolução de problemas típicos no desenvolvimento de dispositivos radioeletrónicos, etc. mais relevante em termos de solicitação em RPM. Além disso, este não é necessariamente um complexo técnico-militar. Absorvedores de radar modernosmateriais são dominados com sucesso no nicho de sistemas de computador que processam informações com a conexão de meios de proteção contra acesso não autorizado. Objetos de origem biológica são assim protegidos de efeitos eletromagnéticos, e reduzir a vulnerabilidade do radar é uma necessidade para uma ampla gama de unidades civis e militares. Outra coisa é que a natureza do uso e as propriedades de RPMs específicos em cada caso podem diferir marcadamente.

O que é RPM?

Esta classe de materiais pode ser definida através da capacidade da composição e estrutura do produto em garantir a absorção de energia eletromagnética em uma determinada faixa de frequência. Novas gerações de RPMs são mais passíveis de modificação em termos de sua capacidade de converter ondas absorvidas em certos tipos de energia. Nesse processo, além da absorção, também são observados fenômenos como interferência, espalhamento e difração. Quanto à produção de materiais radioabsorventes, eles são baseados em partículas de um ferromagneto. Eles são usados como materiais absorventes de amplo alcance, formando uma camada isolante na superfície do produto alvo em relação às ondas eletromagnéticas. Neste caso, um pré-requisito para a base estrutural do isolador deve ser a presença de um dielétrico não magnético. Com base nisso, várias modificações do RPM estão sendo desenvolvidas. Por exemplo, além da estrutura dos ferromagnetos, podem ser incluídos elementos de fuligem ou grafite, que atuam comoabsorventes. Na produção de RPMs de faixa estreita, a ênfase também está no uso de borracha ou plástico.

A diferença entre materiais absorventes de radar e revestimentos

Não há distinção estrita, em termos de desempenho, entre materiais e revestimentos para esse fim, mas a própria mecânica de fabricação e manuseio posterior torna necessário distinguir entre esses meios de isolamento. Em particular, se os materiais podem ser incluídos na base estrutural e mesmo elementar do produto alvo, os revestimentos atuam apenas como uma camada auxiliar na superfície, sem executar tarefas de natureza diferente. Em parte, também existem diferenças nas habilidades de absorção, mas esse fator é bastante condicional. Dependendo da estrutura, o material absorvedor de radar pode mostrar algum sucesso como dispositivo absorvedor de micro-ondas, mas em qualquer caso, essa capacidade será característica apenas para um alcance limitado. Por exemplo, hoje existem espectros de radiação de estações de radar que, em princípio, não estão disponíveis para “processamento” de RPM.

Características técnicas e operacionais do RPM

Os materiais são bastante diversificados em seu design e estrutura, e ainda existem indicadores de desempenho médios para os grupos mais estabelecidos de RPMs. As características básicas que refletem esses valores incluem:

• O comprimento das ondas de trabalho - de 0,3 a 25 cm.
• O espectro de frequência de operação é de 300 a 37.500 MHz.
• Permeabilidade magnética - de 1, 26 a 10-6 H/m.
• Faixa de temperatura de operação - de -40 a 60 °С.
• Peso - cerca de 200-300 g por 1 m²

Deve-se levar em consideração que nem todo material pode manter as características de desempenho acima em condições externas adversas de uso. Nesse sentido, podemos destacar o material absorvente de rádio Ternovnik tipo tapete, amplamente utilizado por empresas russas em vários setores. Para ele, praticamente não há restrições à operação em condições climáticas adversas. Além disso, este material é resistente à abrasão mecânica e mantém a capacidade de isolar objetos independentemente de sua forma e área.

Variedades de RPM

Embora não haja atualmente uma distinção clara no segmento RPM, as seguintes categorias deste material podem ser condicionalmente diferenciadas:

• Ressonante. Também chamados de sintonizados em frequência - eles são capazes de fornecer neutralização completa ou parcial da onda absorvida. A eficiência é determinada diretamente pela espessura do produto protetor.
• Magnético não ressonante. Possuem ferrita em sua estrutura, cujas partículas são distribuídas na camada de epóxi. O material absorvedor de radar magnético é capaz de dissipar a energia irradiada em uma grande área, o que possibilita a neutralização em uma ampla faixa de frequência.
• Volume não ressonante. Como regra, são camadas espessas de isolantes que absorvem a maior parte da entradaradiação antes de refletir na placa de metal traseira.

Recursos de RPM em pós ferromagnéticos

Uma espécie de revestimento com capacidade radioabsorvente, que contém microesferas dispersas com partículas de ferrita ou ferro carbonílico. No processo de absorção de radiação de alta frequência no pó, ocorrem vibrações moleculares, que provocam a liberação de calor. A mesma energia derivada que é dissipada ou transferida para uma estrutura de armazenamento adjacente. Um princípio de operação semelhante é observado em folhas de borracha de neoprene. Este material funciona segundo o princípio das perdas magnéticas, mas contém em sua estrutura um filler mais sólido de ferrita e grafite.

Espuma RPM

Um grupo especial de RPMs que são usados para mascaramento de longo prazo de objetos importantes. Este tipo de material é baseado em espuma de poliuretano. A sua utilização justifica-se pelo facto de o produto final receber pequenas dimensões e uma massa modesta com uma gama bastante ampla de actividade absorvente até ao espectro decimétrico. Embora as matérias-primas sejam mais caras neste caso, os materiais absorventes de radar e os revestimentos de espuma de mascaramento à base de poliuretano têm vantagens de desempenho significativas:

• Características de alta resistência em comparação com materiais semelhantes de polímero de água.
• Manter as qualidades de camuflagem indefinidamente.
• Menos requisitos de armazenamento para componentes.
• Capas de máscara de espumaem princípio, caracterizam-se pela alta adesão, o que amplia as possibilidades de sua aplicação a uma ampla variedade de superfícies.

Desenvolvimentos domésticos de RPM

Especialistas russos estão trabalhando em várias áreas de criação de RPM, mas materiais baseados em nanoestruturas devem ser encaminhados para as áreas mais promissoras. Esse conceito, em particular, está sendo dominado pelo Ferrit-Domen Research Institute, que desenvolveu toda uma linha de filmes finos radioabsorventes feitos de carbono hidrogenado com nanoelementos. As vantagens dos materiais radioabsorventes fabricados na Rússia baseados em partículas nanoestruturadas incluem uma maior capacidade de absorção operando no espectro de frequência ultra-amplo de 7 a 300 GHz. Além disso, juntamente com a resistência ao calor e resistência mecânica, os desenvolvedores observam a compatibilidade ambiental e a tecnologia sem desperdício para a fabricação de tais materiais.

Conclusão

Apesar da expansão do segmento de RPM geral, ainda é cedo para falar em padrões de desenvolvimento estabelecidos e padronizados para esta classe de materiais. Isso se deve em grande parte ao sigilo em que os pesquisadores da área têm que trabalhar, mas também há problemas associados à complexidade tecnológica do desenvolvimento. A obtenção de novos materiais radioabsorventes promissores hoje é impossível sem o uso de matérias-primas inovadoras. Os tecnólogos também estão trabalhando ativamente em métodos mais precisos e eficientes de estimativa da capacidade de absorção, o que aumenta a capacidade de identificar novos RPMs. E contra este pano de fundologicamente, os radioabsorventes baseados nas mesmas ferritas, que já se tornaram tradicionais, estão perdendo relevância.