RU2647380C2 - Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range - Google Patents

Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range Download PDF

Info

Publication number
RU2647380C2
RU2647380C2 RU2016103010A RU2016103010A RU2647380C2 RU 2647380 C2 RU2647380 C2 RU 2647380C2 RU 2016103010 A RU2016103010 A RU 2016103010A RU 2016103010 A RU2016103010 A RU 2016103010A RU 2647380 C2 RU2647380 C2 RU 2647380C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electromagnetic radiation
fibers
microwave range
microwave
range
Prior art date
Application number
RU2016103010A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016103010A (en
Inventor
Алексей Александрович Сердобинцев
Андрей Владимирович Стародубов
Антон Михайлович Павлов
Юрий Евгеньевич Сальковский
Николай Алексеевич Гусев
Ирина Васильевна Кириллова
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority to RU2016103010A priority Critical patent/RU2647380C2/en
Publication of RU2016103010A publication Critical patent/RU2016103010A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647380C2 publication Critical patent/RU2647380C2/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radiophysics and is intended for absorbing electromagnetic radiation of the ultra-high frequency (microwave) range, and its structure and properties meet the requirements of creating elements of wearing clothes for masking people in the microwave range. Nonwoven material for absorbing electromagnetic radiation of the microwave range containing dielectric fibers, is characterized by carbonaceous elements with a size of 50 to 100 nm are built into the structure of dielectric fibers, made by the method of capillarless electrostatic molding from a solution of polymers based on polyacrylonitrile (PAN), with a diameter dielectric fibers do not exceed 500 nm. Invention provides the possibility of masking a person in the microwave range.
EFFECT: technical result consists in reducing the value of the surface density without reducing the attenuation coefficient.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиофизики и предназначено для поглощения электромагнитного излучения СВЧ диапазона, причем его структура и свойства отвечают требованиям создания элементов носимой одежды для маскировки человека в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне.The invention relates to the field of radiophysics and is intended to absorb electromagnetic radiation from the microwave range, and its structure and properties meet the requirements for creating elements of wearable clothing to mask a person in the microwave range.

Известны различные материалы, предназначенные для поглощения электромагнитного излучения.Various materials are known for absorbing electromagnetic radiation.

Известны маскировочные покрытия с радиорассеивающими свойствами, позволяющими снижать уровень отраженного сигнала от маскируемого объекта не только за счет радиорассеивающих свойств самого покрытия маски (маски-перекрытия), но и за счет искажения геометрической формы объекта, а также экранирования уголковых образований фрагментов объекта. К таким радиорассеивающим покрытиям (РРП) относится, например, "Камуфляжный материал для защиты от радиолокационного наблюдения" по патенту США N 4528229, МПК F41H 3/0, 1985. Указанный камуфляжный материал содержит слоистую основу с ворсом из натурального или синтетического волокна, выполненным в виде петель различной длины, прикрепленных к основе и выступающих в разных направлениях, и нити или винтообразные участки в основе, которые обеспечивают дополнительный эффект рассеивания электромагнитного излучения, попадающего на неэкранированную верхнюю поверхность основы материала покрытия. Указанные покрытия, при наличии соответствующего защитного окрашивания волокон под фон местности, могут использоваться для маскировки объектов в оптическом и радиолокационном (РЛ) диапазонах длин волн. Однако к существенным недостаткам отмеченных РРП следует отнести возможность эффективного их применения только в узком рабочем диапазоне длин волн ввиду сильной зависимости уровня собственных отражений и удельной эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) покрытий от угла наблюдения и длины волны, значительной удельной массы покрытий (от 0.8 до 1.2 кг/м2), обусловленной их конструктивными особенностями, а также низкие эксплуатационные показатели.Masking coatings with radio-scattering properties are known that make it possible to reduce the level of the reflected signal from a masked object not only due to the radio-scattering properties of the mask coating itself (mask-overlap), but also due to distortion of the geometric shape of the object, as well as screening of corner formations of fragments of the object. Such radio-scattering coatings (RRS) include, for example, "Camouflage material for protection against radar surveillance" according to US patent N 4528229, IPC F41H 3/0, 1985. The specified camouflage material contains a layered base with a pile of natural or synthetic fiber made in in the form of loops of various lengths attached to the base and protruding in different directions, and threads or helical sections at the base, which provide an additional effect of the dispersion of electromagnetic radiation incident on the unscreened top nude surface of the base of the coating material. These coatings, in the presence of appropriate protective dyeing of fibers under the terrain, can be used to mask objects in the optical and radar (RL) wavelength ranges. However, the significant disadvantages of the indicated RRSs include the possibility of their effective use only in a narrow operating wavelength range due to the strong dependence of the level of intrinsic reflections and the specific effective scattering surface (EPR) of the coatings on the observation angle and wavelength, a significant specific mass of coatings (from 0.8 to 1.2 kg / m 2 ), due to their design features, as well as low performance.

Известны радиопоглощающие покрытия (РПП) градиентного или интерференционного типа, обладающие удельной ЭПР на 1-2 порядка ниже, чем у РРП покрытий (см., например, Палий А.И. Радиоэлектронная борьба М.: Воениздат, 1989, с. 103-109, патент США N 4688040, МПК H01Q 17/00, 1987, патент России №203/931, МПК H01Q 17/00, 1992). К недостаткам таких покрытий также следует отнести значительную удельную массу покрытий (от 1.0 до 2.0 кг/м2), относительно невысокий рабочий диапазон, а также нестабильность радиотехнических и физико-механических показателей при различных видах воздействий (климатических, механических, эксплуатационных) в полевых условиях. Так, например, разброс значения коэффициента отражения у РПП интерференционного типа может составить до 7-12 дБ в диапазоне длин волн от 0.3 до 4.0 см.Known radar absorbing coatings (RPP) of gradient or interference type, having a specific EPR of 1-2 orders of magnitude lower than that of RRS coatings (see, for example, Paliy A.I. Radioelectronic warfare M .: Voenizdat, 1989, pp. 103-109 US patent N 4688040, IPC H01Q 17/00, 1987, Russian patent No. 203/931, IPC H01Q 17/00, 1992). The disadvantages of such coatings also include a significant specific gravity of coatings (from 1.0 to 2.0 kg / m 2 ), a relatively low operating range, as well as the instability of radio engineering and physico-mechanical parameters under various types of impacts (climatic, mechanical, operational) in the field . So, for example, the spread of the reflection coefficient value of an interference-type RPP can be up to 7-12 dB in the wavelength range from 0.3 to 4.0 cm.

Известно радиопоглощающее устройство (по патенту России №2084060, МПК H01Q 17/00, 1997). Отмеченное устройство содержит гибкую основу (опору) в виде сети с ячейками размером от 10 до 30 мм и вплетенные в нее гибкие радиопоглощающие элементы. Указанные элементы выполнены в виде лент из полимерного пленочного материала с поверхностным сопротивлением от 30 до 200 Ом. Ширина лент в 1.1-1.3 раза больше размера ячейки сети, а толщина сети с вплетенными лентами составляет от 20 до 50 мм. Несмотря на более простое конструктивное исполнение и расширенный рабочий диапазон по сравнению с другими известными РПП, данное устройство не обеспечивает требуемый стабильный уровень снижения мощности отраженного сигнала в широком радиолокационном диапазоне.Known radar absorbing device (according to the patent of Russia No. 2084060, IPC H01Q 17/00, 1997). The marked device contains a flexible base (support) in the form of a network with cells from 10 to 30 mm in size and flexible radar absorbing elements woven into it. These elements are made in the form of tapes of polymer film material with a surface resistance of 30 to 200 Ohms. The width of the tapes is 1.1-1.3 times the size of the network cell, and the thickness of the network with interwoven tapes is from 20 to 50 mm. Despite the simpler design and extended operating range compared to other known RPPs, this device does not provide the required stable level of reduction in the power of the reflected signal in a wide radar range.

Известны поглотитель электромагнитных волн и способ его изготовления по патенту России №2119216, МПК Н01Q 17/00, 1996. Указанное устройство представляет собой многослойное радиопоглощающее покрытие интерференционного типа, содержащее несколько слоев переменной толщины, между которыми расположены двумерные решетки резонансных элементов. Способ изготовления такого покрытия заключается в последовательном нанесении слоев диэлектрика и размещении между ними электропроводящих элементов. Устройство и способ характеризуются достаточно высокой трудоемкостью изготовления, относительно узким рабочим диапазоном поглощения, а также значительной удельной массой покрытия. Кроме того, указанные устройство и способ могут использоваться преимущественно для снижения заметности стационарных объектов, например сооружений, и не приспособлены для применения в полевых условиях из-за жесткой конструкции покрытия.A known absorber of electromagnetic waves and the method of its manufacture according to the patent of Russia No. 2119216, IPC H01Q 17/00, 1996. The specified device is a multilayer radar absorbing coating of the interference type, containing several layers of variable thickness, between which there are two-dimensional gratings of resonant elements. A method of manufacturing such a coating consists in sequentially applying dielectric layers and placing electrically conductive elements between them. The device and method are characterized by a rather high laboriousness of manufacture, a relatively narrow working absorption range, and also a significant specific gravity of the coating. In addition, these devices and methods can be used mainly to reduce the visibility of stationary objects, such as structures, and are not suitable for use in the field due to the rigid construction of the coating.

Известен способ изготовления радиопоглощающего маскировочного устройства (покрытия), например, по патенту России №2037931, МПК Н01Q 17/00, 1992, заключающийся в формировании поглощающих электромагнитное излучение элементов на пучках гибких волокон и закреплении их на сетевой опоре (основе). Однако указанное радиопоглощающее маскировочное устройство характеризуется сложностью, большой трудоемкостью и недостаточно высокой технологичностью изготовления.A known method of manufacturing a radar absorbing camouflage device (coating), for example, according to Russian patent No. 2037931, IPC H01Q 17/00, 1992, which consists in the formation of elements absorbing electromagnetic radiation on bundles of flexible fibers and fixing them on a network support (base). However, the specified radar absorbing camouflage device is characterized by complexity, high complexity and not sufficiently high manufacturability.

Наиболее близкий аналог описан в способе получения нетканого материала для поглощения электромагнитного излучения СВЧ диапазона (патент России №2474628). Изобретение относится к созданию нетканого материала, предназначенного для изготовления защитной одежды и экранов от воздействия СВЧ излучения. Состав и структура материала определяются процессом изготовления, который включает следующие технологические операции: развес волокон с целью получения требуемых концентраций перед смешением различных волокон, подготовка многослойной конструкции диэлектрических и электропроводящих волокон, рыхление волокон в грубом рыхлителе, рыхление волокон в тонком рыхлителе, чесание волокон, аэродинамическое холстообразование, упрочнение нетканого холста иглопробивом, формирование многослойной конструкции из холстов с различным содержанием электропроводящих волокон, дублирование холстов иглопробивом. Получают поглотитель электромагнитного излучения из смески полиэфирных и углеродных волокон. Недостатком указанного материала является значительная удельная масса - величина поверхностной плотности материала составляет не менее 200 г/м2, которая обусловлена большим диаметром используемых волокон (не менее 5 мкм). Кроме того, из описания процесса производства следует, что высокая трудоемкость и множество стадий изготовления обуславливают значительную стоимость материала. Также отсутствуют данные о паропроницаемости материала, что не позволяет оценить его возможности применения в качестве элементов носимой одежды.The closest analogue is described in a method for producing a nonwoven material for absorbing electromagnetic radiation of the microwave range (Russian patent No. 2474628). The invention relates to the creation of non-woven material intended for the manufacture of protective clothing and screens from exposure to microwave radiation. The composition and structure of the material are determined by the manufacturing process, which includes the following technological operations: fiber weighing in order to obtain the required concentrations before mixing various fibers, preparing a multilayer structure of dielectric and electrically conductive fibers, loosening fibers in a coarse cultivator, loosening fibers in a thin cultivator, carding fibers, aerodynamic canvas formation, hardening of non-woven canvas with needle punches, formation of a multilayer structure from canvases with different contents electrically conductive fibers, duplication of canvases with needle punches. An electromagnetic absorber is obtained from a mixture of polyester and carbon fibers. The disadvantage of this material is a significant specific gravity - the surface density of the material is at least 200 g / m 2 , which is due to the large diameter of the fibers used (at least 5 microns). In addition, from the description of the production process, it follows that the high complexity and many stages of manufacturing cause a significant cost of material. There is also no data on the vapor permeability of the material, which does not allow us to evaluate its potential use as elements of wearable clothing.

Задачей данного технического решения является создание такого нетканого материала, поглощающего электромагнитное излучение в СВЧ диапазоне, который мог бы преодолеть указанные выше недостатки существующего аналога и обеспечил меньшее значение величины поверхностной плотности (не более 140 г/м2) за счет использования, в частности, диэлектрических волокон диаметром не более 500 нм, а также отсутствие множества стадий при производстве за счет того, что поглощающие электромагнитные волны углеродосодержащие элементы встраивались в непосредственно структуру диэлектрических нитей в процессе их электроформования.The objective of this technical solution is to create such a non-woven material that absorbs electromagnetic radiation in the microwave range, which could overcome the above disadvantages of the existing analogue and provide a lower value of the surface density (not more than 140 g / m 2 ) due to the use, in particular, of dielectric fibers with a diameter of not more than 500 nm, as well as the absence of many stages during production due to the fact that carbon-containing elements absorbing electromagnetic waves were built in directly GOVERNMENTAL structure dielectric filaments in the process of electrospinning.

Технический результат, достигаемый в предложенном изобретении, заключается в уменьшении величины поверхностной плотности без потерь коэффициента ослабления поверхности. Дополнительный результат состоит в том, что в предлагаемом материале реализован механизм встраивания микро- и наноразмерных углеродосодержащих элементов непосредственно в диэлектрические нити в процессе их электроформования.The technical result achieved in the proposed invention is to reduce the surface density without loss of the coefficient of attenuation of the surface. An additional result consists in the fact that the proposed material implements a mechanism for embedding micro- and nanosized carbon-containing elements directly into dielectric filaments during their electroforming.

Поставленная задача решается, а результат достигается тем, что нетканый материал для поглощения электромагнитного излучения СВЧ диапазона, содержащий полимерные волокна, отличается тем, что в структуру диэлектрических волокон встроены углеродосодержащие элементы размером от 50 до 100 нм, при этом диаметр диэлектрических волокон не превышает 500 нм.The problem is solved, and the result is achieved in that the non-woven material for absorbing microwave electromagnetic radiation containing polymer fibers is characterized in that carbon-containing elements from 50 to 100 nm in size are embedded in the structure of the dielectric fibers, while the diameter of the dielectric fibers does not exceed 500 nm .

Также диэлектрические волокна изготавливают путем электроформования из раствора одного или нескольких полимеров.Also, dielectric fibers are made by electroforming from a solution of one or more polymers.

Также полимером является полиакрилонитрил.Also, the polymer is polyacrylonitrile.

Также диэлектрические волокна изготовлены методом бескапилярного электростатического формования.Also, dielectric fibers are fabricated by capillary-free electrostatic molding.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена электронная фотография получаемого путем электроформования образца нетканого материала, поглощающего электромагнитное излучение в СВЧ диапазоне, гдеThe invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is an electronic photograph of a non-woven material obtained by electroforming, absorbing electromagnetic radiation in the microwave range, where

1 - диэлектрическое волокно;1 - dielectric fiber;

2 - встроенный в диэлектрическое волокно углеродосодержащий элемент.2 - carbon-containing element embedded in a dielectric fiber.

Изобретение согласно предлагаемому решению содержит диэлектрические волокна, получаемые путем электроформования, при этом в структуру волокон встроены микро- и наноразмерные углеродосодержащие элементы размером от 50 до 100 нм, а сам процесс электроформования проводится таким образом, что диаметр получаемых диэлектрических волокон не превышает 500 нм, поверхностная плотность материала не превышает 140 г/м2, значение величины паропроницаемости получаемого материала не ниже 5.5 кг/м2 сут.The invention according to the proposed solution contains dielectric fibers obtained by electroforming, while micro- and nanosized carbon-containing elements from 50 to 100 nm in size are embedded in the fiber structure, and the electroforming process is carried out in such a way that the diameter of the resulting dielectric fibers does not exceed 500 nm, surface the density of the material does not exceed 140 g / m 2 , the vapor permeability of the resulting material is not lower than 5.5 kg / m 2 days.

Нетканый материал для поглощения электромагнитного излучения в СВЧ диапазоне изготавливают следующим образом. Технологический процесс получения нетканого материала методом электроформования включает следующие основные стадии: приготовление формовочного раствора, подготовка материала подложки, непосредственно процесс электроформования нетканого материала. В качестве исходного сырья для формовочного раствора используют полимер - полиакрилонитрил (ПАН). Приготовление формовочного раствора включает в себя две операции - приготовление взвеси стабилизированных с использованием стабилизатора углеродосодержащих элементов в растворителе и затем растворение ПАН в приготовленной взвеси. В качестве стабилизатора используют олеиновую кислоту. В качестве растворителя используют диметилформамид (ДМФА). Формовочный раствор содержит от 5 до 30 мас. % ПАН, от 1 до 15 мас. % углеродосодержащих элементов и от 0,1 до 7 мас. % олеиновой кислоты в растворителе ДМФА. Размер углеродосодержащих элементов лежит в диапазоне 50-100 нм.Non-woven material for absorbing electromagnetic radiation in the microwave range is made as follows. The technological process for the production of non-woven material by electroforming includes the following main stages: preparation of the molding solution, preparation of the substrate material, directly the process of electro-molding of the non-woven material. As the feedstock for the molding solution, a polymer, polyacrylonitrile (PAN), is used. The preparation of the molding solution includes two operations - the preparation of a suspension of carbon-stabilized elements stabilized using a stabilizer in a solvent, and then the PAN is dissolved in the prepared suspension. Oleic acid is used as a stabilizer. The solvent used is dimethylformamide (DMF). The molding solution contains from 5 to 30 wt. % PAN, from 1 to 15 wt. % carbon-containing elements and from 0.1 to 7 wt. % oleic acid in a solvent of DMF. The size of carbon-containing elements lies in the range of 50-100 nm.

В качестве подложки для электроформования мембраны нетканого материала на основе ПАН используется геотекстиль спанбонд.Spunbond geotextiles are used as a substrate for electroforming a nonwoven fabric membrane based on PAN.

Используемая технология электроформования основана на принципе бескапиллярного (бесфорсуночного) электроформования нетканых микро- и нановолокнистых материалов. В основе способа получения нетканых микро- и нановолокнистых материалов лежит принцип образования волокон из раствора полимера под действием электростатического поля высокой напряженности. В качестве формующих электродов используются вращающиеся струнные электроды, погруженные в емкость с раствором полимера с открытой поверхностью. Под действием электрического поля высокой напряженности из тонкого слоя полимерного раствора, создающегося на поверхности электрода при его вращении, формируются многочисленные тонкие струи, которые движутся в направлении осадительного электрода. В процессе дрейфа первоначальных струй под действием электрического поля происходит их последовательное расщепление на более тонкие вторичные, третичные и т.д. При этом интенсифицируется процесс испарения растворителя, струи отверждаются, и образующиеся полимерные волокна беспорядочно осаждаются на подложке (вспомогательный материал), расположенной перед осадительным электродом, формируя нетканый материал.The used technology of electroforming is based on the principle of capillary-free (nozzleless) electroforming of non-woven micro- and nanofibrous materials. The method of producing nonwoven micro- and nanofibrous materials is based on the principle of the formation of fibers from a polymer solution under the influence of an electrostatic field of high tension. Rotating string electrodes immersed in a container with a polymer solution with an open surface are used as forming electrodes. Under the action of an electric field of high tension, from a thin layer of a polymer solution created on the surface of the electrode during its rotation, numerous thin jets are formed, which move in the direction of the precipitation electrode. In the process of drift of the initial jets under the influence of an electric field, they are successively split into thinner secondary, tertiary, etc. In this case, the process of evaporation of the solvent is intensified, the jets are cured, and the resulting polymer fibers are randomly deposited on a substrate (auxiliary material) located in front of the precipitation electrode, forming a non-woven material.

Материал подложки (вспомогательный материал), протянутый перед осадительным электродом, может двигаться в обоих направлениях со скоростью от 0,13 до 1,56 м/мин, что позволяет формовать слой нетканого волокнистого материала в непрерывном режиме.The substrate material (auxiliary material), stretched in front of the precipitation electrode, can move in both directions at a speed of 0.13 to 1.56 m / min, which allows you to form a layer of non-woven fibrous material in a continuous mode.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Электромагнитная волна СВЧ диапазона падает на поверхность предлагаемого нетканого материала. Так как диэлектрические нити, получаемые путем электроформования, характеризуются значением диэлектрической проницаемости близким к 1, то отсутствует резкая граница в значениях диэлектрической проницаемости между свободным пространством (воздух) и поверхностью предлагаемого нетканого материала, а следовательно, при падении электромагнитной волны из свободного пространства на данный нетканый материала не происходит формирования отраженной от поверхности нетканого материала электромагнитной волны. Распространяясь внутри предлагаемого нетканого материала, электромагнитная волна СВЧ диапазона испытывает затухание за счет распределенных в структуре материала углеродосодержащих элементов, которые ослабляют электрическую компоненту электромагнитной волны.An electromagnetic wave of the microwave range falls on the surface of the proposed non-woven material. Since dielectric filaments obtained by electrospinning are characterized by a dielectric constant close to 1, there is no sharp boundary in the dielectric constant between free space (air) and the surface of the proposed non-woven material, and therefore, when an electromagnetic wave from free space falls on this non-woven material does not form reflected from the surface of the nonwoven material of the electromagnetic wave. Propagating within the proposed non-woven material, the microwave electromagnetic wave experiences attenuation due to carbon-containing elements distributed in the material structure, which weaken the electrical component of the electromagnetic wave.

Примеры.Examples.

1. Приготавливали формовочный раствор 12 мас. % ПАН, 15 мас. % графитовой пудры и 5 мас. % олеиновой кислоты. Проведенные измерения массогабаритных параметров показали, что значение поверхностной плотности не превышает 133 г/м2, а толщина материала не превышает 0.84 мм.1. Prepared molding solution of 12 wt. % PAN, 15 wt. % graphite powder and 5 wt. % oleic acid. The measurements of mass and size parameters showed that the surface density does not exceed 133 g / m 2 , and the material thickness does not exceed 0.84 mm.

2. Приготавливали формовочный раствор 10 мас. % ПАН, 10 мас. % технической сажи и 5 мас. % олеиновой кислоты. Проведенные измерения массогабаритных параметров показали, что значение поверхностной плотности не превышает 106 г/м2, а толщина материала не превышает 0.74 мм.2. Prepared molding solution of 10 wt. % PAN, 10 wt. % technical carbon black and 5 wt. % oleic acid. The measurements of weight and size parameters showed that the value of the surface density does not exceed 106 g / m 2 and the material thickness does not exceed 0.74 mm.

Были проведены исследования морфологии нано- и субмикроволокнистых материалов методом электронной микроскопии на сканирующем электронном микроскопе. Нановолокна фиксировались на металлическом носителе с помощью двойного самоклеящегося проводящего слоя, на них осуществлялось напыление проводящего металлического покрытия. Далее исследуемый материал помещали в электронный микроскоп и производили сканирование. Результат исследования для материала по примеру 2 приведен на фиг. 1.The morphology of nano- and submicrofiber materials was studied by electron microscopy using a scanning electron microscope. Nanofibers were fixed on a metal carrier using a double self-adhesive conductive layer; a conductive metal coating was sprayed on them. Next, the test material was placed in an electron microscope and scanning was performed. The research result for the material of Example 2 is shown in FIG. one.

Были проведены экспериментальные исследования по измерению поглощения электромагнитного излучения СВЧ диапазона предлагаемого нетканого материала. В проведенных исследованиях в качестве меры поглощения электромагнитного излучения проводилось измерение величины ослабления коэффициента отражения электромагнитной волны в диапазоне частот 17.4-26.0 ГГц от металлической поверхности, покрытой предлагаемым нетканым материалом. Измерения были проведены с использованием индикатора КСВН и ослабления, генератора качающей частоты и волноводного измерительного тракта. Процесс измерения осуществляли следующим образом. На металлическую пластину наносили нетканый материал, вырезанный точно по размеру сечения тракта волновода. Далее данной металлической пластиной с нанесенным на нее нетканым материалом закрывали открытый конец волновода. Второй открытый конец волновода соединяли с волноводным измерительным трактом. В основу расчета коэффициента отражения электромагнитной волны положен принцип раздельного выделения падающей и отраженной электромагнитных волн, который заключается в следующем. Сигнал, пропорциональный мощности, падающей на испытуемый образец, выделяется направленным ответвителем падающей электромагнитной волны, входящим в состав волноводного измерительного тракта. Сигнал, отраженный от испытуемого образца, выделяется направленным ответвителем отраженной электромагнитной волны, входящим в состав волноводного измерительного тракта.Experimental studies have been conducted to measure the absorption of electromagnetic radiation from the microwave range of the proposed non-woven material. In the conducted studies, as a measure of the absorption of electromagnetic radiation, the attenuation of the reflection coefficient of the electromagnetic wave in the frequency range 17.4-26.0 GHz from a metal surface coated with the proposed non-woven material was measured. The measurements were carried out using the VSWR indicator and attenuation, the oscillating frequency generator and the waveguide measuring path. The measurement process was carried out as follows. A non-woven material was cut onto a metal plate, cut exactly to the size of the section of the waveguide path. Next, the open end of the waveguide was closed with this metal plate coated with non-woven material. The second open end of the waveguide was connected to the waveguide measuring path. The calculation of the reflection coefficient of the electromagnetic wave is based on the principle of separate separation of the incident and reflected electromagnetic waves, which is as follows. A signal proportional to the power incident on the test sample is emitted by a directional coupler of the incident electromagnetic wave, which is part of the waveguide measuring path. The signal reflected from the test sample is emitted by a directional coupler of the reflected electromagnetic wave, which is part of the waveguide measuring path.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что для материала по примеру 1 обеспечивается ослабление коэффициента отражения от металлической поверхности от -0.1 до -0.4 дБ в диапазоне частот 17.4-26.0 ГГц. Для материала по примеру 2 установлено, что ослабление коэффициента отражения от металлической поверхности принимает значение от -0.7 до -3.0 дБ в диапазоне частот 17.4-26.0 ГГц. Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены на фиг. 2.The experimental studies showed that for the material of example 1, the reflection coefficient from the metal surface is attenuated from -0.1 to -0.4 dB in the frequency range 17.4-26.0 GHz. For the material according to example 2 it was found that the attenuation of the reflection coefficient from the metal surface takes a value from -0.7 to -3.0 dB in the frequency range 17.4-26.0 GHz. The results of experimental studies are shown in FIG. 2.

Claims (4)

1. Нетканый материал для поглощения электромагнитного излучения СВЧ диапазона, содержащий полимерные волокна, отличающийся тем, что в структуру диэлектрических волокон встроены углеродосодержащие сферические элементы размером от 50 до 100 нм, при этом диаметр диэлектрических волокон не превышает 500 нм.1. Non-woven material for absorbing electromagnetic radiation of the microwave range, containing polymer fibers, characterized in that carbon-containing spherical elements from 50 to 100 nm in size are embedded in the structure of the dielectric fibers, while the diameter of the dielectric fibers does not exceed 500 nm. 2. Нетканый материал по п. 1, отличающийся тем, что диэлектрические волокна изготавливают путем электроформования из раствора одного или нескольких полимеров.2. The nonwoven material according to claim 1, characterized in that the dielectric fibers are made by electrospinning from a solution of one or more polymers. 3. Нетканый материал по п. 1, отличающийся тем, что полимером является полиакрилонитрил.3. The nonwoven material according to claim 1, characterized in that the polymer is polyacrylonitrile. 4. Нетканый материал по пп. 1-3, отличающийся тем, что диэлектрические волокна изготовлены методом бескапилярного электростатического формования.4. Non-woven material according to paragraphs. 1-3, characterized in that the dielectric fibers are made by capillary-free electrostatic molding.
RU2016103010A 2016-01-29 2016-01-29 Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range RU2647380C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016103010A RU2647380C2 (en) 2016-01-29 2016-01-29 Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016103010A RU2647380C2 (en) 2016-01-29 2016-01-29 Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016103010A RU2016103010A (en) 2017-08-03
RU2647380C2 true RU2647380C2 (en) 2018-03-15

Family

ID=59632048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016103010A RU2647380C2 (en) 2016-01-29 2016-01-29 Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647380C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689624C1 (en) * 2018-03-27 2019-05-28 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Polyester nonwoven material absorbing in microwave range
RU2773522C1 (en) * 2021-04-02 2022-06-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Photoluminescent non-woven material and forming solution for production thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6299812B1 (en) * 1999-08-16 2001-10-09 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method for forming a fibers/composite material having an anisotropic structure

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6299812B1 (en) * 1999-08-16 2001-10-09 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method for forming a fibers/composite material having an anisotropic structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова. Научно-образовательный центр по нанотехнологиям. Химический факультет. Кафедра химической технологии и новых материалов. А.Т. Матвеев, И.М.Афанасов. Получение нановолокон методом электроформования. Учебное пособие для студентов по специальности "Композиционные наноматериалы". Москва 2010, стр.5-7, 45-50, 73. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689624C1 (en) * 2018-03-27 2019-05-28 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Polyester nonwoven material absorbing in microwave range
RU2773522C1 (en) * 2021-04-02 2022-06-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Photoluminescent non-woven material and forming solution for production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016103010A (en) 2017-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6346491B1 (en) Felt having conductivity gradient
Cucchi et al. Bio-based conductive composites: Preparation and properties of polypyrrole (PPy)-coated silk fabrics
Zhang et al. Electrospinning and microwave absorption of polyaniline/polyacrylonitrile/multiwalled carbon nanotubes nanocomposite fibers
Ceken et al. Electromagnetic shielding properties of plain knitted fabrics containing conductive yarns
Sun et al. The effect of solvent dielectric properties on the collection of oriented electrospun fibers
CN107464968A (en) Compact frequency selective surface composite construction
EP0010711A1 (en) Use of a metallised fabric as a microwave reflector
US20110111201A1 (en) Method of making coiled and buckled electrospun fiber structures and uses for same
RU2647380C2 (en) Nonwoven multilayer material for absorption of electromagnetic radiation in the microwave range
Habeeb et al. Production of polyacrylonitrile/boehmite nanofibrous composite tubular structures by opposite‐charge electrospinning with enhanced properties from a low‐concentration polymer solution
Kim et al. High-performance coaxial piezoelectric energy generator (C-PEG) yarn of Cu/PVDF-TrFE/PDMS/Nylon/Ag
Wang et al. Two-dimensional photonic crystal at THz frequencies constructed by metal-coated cylinders
RU2580140C2 (en) Textile composite for protection against electromagnetic radiation
KR20070063147A (en) Camouflage textile using electroless plating fiber
Deng et al. Scalable 3D textile with hierarchically functionalized pyramidal units using nanostructured polyamide@ carbon/Fe3O4 fibers for tunable microwave absorption
Huang et al. Morphology and properties of nanoscale copper films deposited on polyester substrates
Dolník et al. Radio Frequency Response of Magnetic Nanoparticle-Doped Yarn
RU2566338C2 (en) Electromagnetic emission protection device
RU2322736C1 (en) Electromagnetic wave absorber
Amudhu et al. Low-Profile Polymer Composite Radar Absorber Embedded with Frequency Selective Surface
RU2689624C1 (en) Polyester nonwoven material absorbing in microwave range
Jiyong et al. Influence of woven fabric specification and yarn constitutions on the dielectric properties at ultrahigh frequency
KR950009257B1 (en) A manufacturing method of radarware camouflage fabric
Priniotakis et al. Effects of different conductive yarns’ knitting structure on electromagnetic shielding effectiveness
Sousa et al. Scalable Flexible Electromagnetic Interference Shielding Textiles Based on MWCNTs and PEDOT: PSS

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200323

Effective date: 20200323