Томские учёные создали композит для поглощения радиоволн⁠⁠

Томские учёные научились получать высокочистый гексаферрит Z-типа — один из самых сложных магнитных материалов. Он эффективно поглощает электромагнитное излучение в широком диапазоне частот. На его основе можно создавать композитные материалы для стелс-технологий, радио- и микроэлектроники, антенной техники, а также для защиты электроники от помех.

Разработкой занимался коллектив кафедры радиоэлектроники радиофизического факультета Томского государственного университета. Работа поддержана программой развития ТГУ в рамках федерального проекта «Приоритет 2030». Руководит проектом старший научный сотрудник научной лаборатории терагерцовых исследований РФФ ТГУ Дмитрий Вагнер.

Учёные применили метод золь-гель горения. Ранее они уже разработали радиопоглощающий композит на основе литий-цинковых ферритов и гексаферрита Y-типа. Теперь получили ещё один трудно синтезируемый состав — гексаферрит Z-типа. Исследователи проверяли разные температуры синтеза, чтобы добиться чистого материала без примесей. Наиболее чистый состав удалось получить при окончательном обжиге при 1270°C.

«Мы разработали оригинальные составы гексаферритов Y- и Z-типов, — рассказывает инженер кафедры радиоэлектроники РФФ ТГУ Катерина Карева. — Ферриты — это соединения оксида железа с оксидами металлов. Они являются ферримагнетиками и обладают спонтанной намагниченностью без воздействия внешнего магнитного поля. Особый интерес представляют планарные гексаферриты (Y- и Z-типов). Их особое кристаллическое строение создаёт сильные поля анизотропии (различие свойств среды — прим.), а это напрямую влияет на то, на каких частотах материал способен поглощать излучение.»

Сейчас команда производит ферритовый порошок, который можно использовать как самостоятельно, так и в качестве наполнителя для полимерных матриц. Учёные изготовили два типа композитов: неориентированный (частицы порошка перемешаны с полимером хаотично) и магнитно-ориентированный (частицы при застывании имели структурную ориентацию).

«Синтезированный гексаферрит мы применили в изготовлении двух полимерных композитов: неориентированном, когда частицы порошка были перемешаны с полимером хаотично, и магнитно-ориентированном, когда частицы при застывании имели структурную ориентацию, — поясняет Катерина Карева. — Ориентированные частицы феррита увеличили диапазон поглощения радиоволны. Благодаря этому композит перестаёт быть узким "фильтром" и начинает работать как широкий "глушитель" радиоволн.»

Результаты показали, что сам принцип ориентации частиц гексаферрита Z-типа обеспечивает композиту способность эффективно поглощать микроволны.

Разработанные композиты универсальны: они подходят для радиоэлектроники и оборонно-промышленного комплекса (стелс-покрытия для скрытия объектов от радиолокации, фазовращатели, вентили), а также для микроэлектроники (защита компонентов от электромагнитных помех). Сейчас команда ищет индустриального партнёра, который поможет определить приоритетное направление для внедрения разработки в производство. Материал подготовлен по данным «Наука.рф».

Подписывайтесь на Телеграм «Сделано у нас» тут, а на сообщество на Пикабу можно подписаться здесь

Также у нас теперь есть канал в МАХ