Nghiên cứu Chế tạo Sơn Ngụy Trang Hấp Thụ Sóng Radar Trên Cơ Sở Polyme Dẫn Điện

MỤC LỤC Trang MỤC LỤC. 1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 4 DANH MỤC CÁC BẢNG. 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ.

TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ CẤU TRÚC HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ. CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU DÙNG ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOSITE HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ RADAR. Vật liệu tổn hao điện. Vật liệu polyme phối trộn với chất độn dẫn điện.

Vật liệu polyme dẫn điện và polyme dẫn điện chứa ferocen. Vật liệu điện môi. Chất điện ly rắn. Vật liệu tổn hao từ.

Giới thiệu các loại vật liệu từ. Cấu trúc tinh thể và tính chất của vật liệu ferit từ. Các phương pháp chế tạo vật liệu từ dạng hạt. Khả năng hấp thụ sóng điện từ của các vật liệu từ.

CẤU TRÚC HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ CỦA VẬT LIỆU. Cấu trúc hấp thụ và triệt tiêu năng lượng sóng điện từ bằng phương pháp giao thoa, tán xạ. Cấu trúc hấp thụ sóng điện từ tạo mạch cộng hưởng. Cấu trúc hấp thụ sóng điện từ dạng màn chắn Salisbury.

Cấu trúc hấp thụ sóng điện từ đa lớp (cấu trúc Jaumann). CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ GIẢM THIỂU KHẢ NĂNG PHÁT HIỆN CỦA RADAR. Nguyên lý hoạt động của đài radar và sự phản xạ sóng điện từ trên bề mặt kim loại. Cơ sở lý thuyết của vật liệu hấp thụ sóng điện từ.

Nguyên tắc chế tạo vật liệu hấp thụ sóng điện từ. VẬT LIỆU HẤP THỤ SÓNG ĐIỆN TỪ RADAR. 50 CHƯƠNG 2: PHẦN THỰC NGHIỆM. TỔNG HỢP POLYME DẪN ĐIỆN CHỨA FEROCEN.

CHẾ TẠO PIGMENT TỪ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL - GEL. CHẾ TẠO HỆ SƠN HẤP THỤ VI SÓNG. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM. Thiết bị và hoá chất sử dụng thực nghiệm.

Phương pháp phân tích mạng pha xác định thông số tổn hao vi sóng. Phương pháp đo độ dẫn điện của polyme. Các phương pháp xác định tính chất từ của spinel. Các phương pháp xác định tính chất cơ lý của màng sơn phủ.

71 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. ĐIỀU CHẾ POLYME DẪN ĐIỆN CHỨA FEROCEN. Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng đến độ trùng hợp và cấu trúc của polyme. Cấu trúc của polybenzylenferocen.

Tính chất dẫn điện và ảnh hưởng của hàm lượng iot pha tạp đến tính chất dẫn điện của polyme. ĐIỀU CHẾ PIGMENT TỪ. Cấu trúc tinh thể dạng spinel của pigment từ được điều chế bằng phương pháp sol – gel. Ảnh hưởng của các chất phụ gia hoạt động bề mặt (HĐBM) đến kích thước của spinel.

Ảnh hưởng của các thành phần đến tính chất từ của vật liệu. HỆ SƠN HẤP THỤ VI SÓNG. Tính chất cơ lý của lớp màng phủ hấp thụ vi sóng. Ảnh hưởng của độ dày và số lớp phủ đến khả năng hấp thụ của vật liệu.

Ảnh hưởng của hàm lượng iot pha tạp trong PBzFrc đến khả năng hấp thụ của vật liệu. 130 CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 141 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Bz: Benzaldehyt CP: Polyme dẫn điện EP: Nhựa epoxy EW: Sóng điện từ EWA: Hấp thụ sóng điện từ Frc: Ferocen G: Gauss GPC: Sắc ký thẩm thấu gel Hc: Hệ số từ dư HĐBM: Hoạt động bề mặt HEC: hydroxy ethyl xelulozo IR: Phổ hồng ngoại Mr: Hệ số momen cảm ứng từ Ms: Hệ số moment từ bão hòa Oe: Oersted PA: Polyamit lỏng PBzFrc: Polybenzylenferocen RAM: Vật liệu hấp thụ sóng điện từ radar 4 RAS: Cấu trúc hấp thụ sóng điện từ radar SEM: Ảnh chụp hiển vi điện tử quét X-ray: Phổ nhiễu xạ tia X DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Các dải băng tần làm việc của đài radar .2: Ảnh hưởng của hàm lượng graphit đến độ dẫn của composite PE 15 Bảng 1.3: Độ dẫn điện của các vật liệu vô cơ và hữu cơ .4: Ảnh hưởng chất pha tạp đến độ dẫn điện của polyacetylen.5: Hệ số cảm ứng từ riêng của polyme chứa ferocen .6: Kết quả khảo sát tính chất từ của polyme chứa ferocen .7: Tính chất dẫn điện của các loại polyme chứa ferocen .8: Tính chất tổn hao yếu tố điện môi của polyme dẫn pha tạp iot.9: Độ từ thẩm, thông số từ và nhiệt độ Curie của một số ferit và vật liệu sắt từ .10: Đặc trưng của các tấm cao su hấp thụ sóng điện từ .11: Ảnh hưởng cấu trúc và hàm lượng C đến khả năng hấp thụ vi sóng của vật liệu cao su neopren.1: Ảnh hưởng của xúc tác đến tính chất sản phẩm polyme .2: Ảnh hưởng của tỷ lệ mol đến tính chất sản phẩm .3: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trùng hợp đến phân tử khối và hiệu suất sản phẩm .4: Ảnh hưởng của hàm lượng iot pha tạp đến độ dẫn điện của PBzFrc.5: Hàm lượng kim loại trong mẫu ferit: Mn0.6: Ảnh hưởng của các chất HĐBM đến kích thước tinh thể ferit.7: Tỷ lệ kích thước tinh thể ferit trong hệ phân tán (dung môi etanol) .8: Các giá trị thông số từ các mẫu spinel.9: Thành phần khối lượng của các hệ sơn hấp thụ sóng điện từ: .10: Tính chất cơ lý của các lớp màng phủ .11: Ảnh hưởng của chiều dày lớp phủ đến hệ số hấp thụ cực đại của vật liệu.12: Ảnh hưởng kết cấu màng phủ đến khả năng hấp thụ sóng điện từ của lớp sơn phủ.13: Hệ số hấp thụ và độ rộng dải hấp thụ của các mẫu sơn có hàm lượng iot khác nhau trong dải X.

128 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1: Sự biến đổi ’, ” theo tần số của vật liệu điện môi .2: Cấu trúc hấp thụ sóng điện từ tạo mạch cộng hưởng của các hợp chất phân cực từ .3: Mạch cộng hưởng dao động.4: Mạch cộng hưởng hai chiều .5: Kết cấu màn chắn Salisbury .6: Cấu trúc hấp thụ đa lớp .8: Quá trình truyền (a) và phản xạ (b) sóng radar .7: Kết cấu đa lớp dạng chóp nón trên bề mặt.9: Góc phản xạ và sự phản xạ EM trên bề mặt vật liệu .10: Điện, từ trường của sóng điện từ tác động trên bề mặt kim loại .11: Hiện tượng phân cực của vật liệu dưới tác dụng của điện trường 47 Hình 1.12: Góc phát xạ của tia nhiễu xạ tại bờ cạnh vật liệu .13: Điện, từ trường của sóng điện từ trên bề mặt vật liệu .1: Sự truyền dẫn, phản xạ và truyền qua của ánh sáng (a) và sóng điện từ (b) qua vật liệu .2: Các thông số thu được của phương pháp phân tích mạng pha .3: Phương pháp đo hệ số phản hồi và hệ số truyền qua theo 2 hướng.4: Nguyên tắc đo điện trở của màng vật liệu theo phương pháp DC.5: Đồ thị vectơ tổng trở Z và các thông số thành phần R, X .6: Đường cong từ trễ xác định các thông số của vật liệu từ. Sự tán nhiễu xạ X từ các mặt phẳng tinh thể.1: Phân tử khối của polyme được tổng hợp tại các nhiệt độ khác nhau. 2: Phổ IR chuẩn của benzaldehyt .3: Phổ IR chuẩn của ferocen .4: Phổ hồng ngoại của polyme .5 (b): Phổ 1H – NMR của PBzFrc (: 3.5 (c): Phổ 1H – NMR của PBzFrc (: 7.6: Phổ 1H-NMR chuẩn của benzaldehyt .7: Phổ 1H-NMR chuẩn của ferocen.8 (a): Phổ 13C-NMR của PBzFrc.9: Phổ chuẩn 13C-NMR của benzaldehyt .10: Phổ chuẩn 13C-NMR của ferocen .11: Kết quả phân tích nhiệt của PBzFrc.12: Cấu trúc của PBzFrc .13: Phổ UV – Vis của PBzFrc .14: Phổ hồng ngoại của polyme biến tính iot. Sự phụ thuộc của hàm lượng iot pha tạp đến tính chất dẫn điện của PBzFrc .16: Cấu trúc của PBzFrc biến tính iot .17: Phổ X-ray của Mn0.18: Phổ X-ray của Mn0.45Fe2O4 phủ 5% CuFe2O4 .19: Phổ X-ray của Li2Fe2O4.45Fe2O4 phủ 5% CuFe2O4 .20: Ảnh SEM của các mẫu spinel .21: Giản đồ phân bố kích thước hạt ferit được điều chế với các hệ chất hoạt động bề mặt khác nhau .22: Giản đồ mật độ phân bố kích thước hạt ferit được điều chế với các hệ chất hoạt động bề mặt khác nhau .23: Tỷ lệ kích thước hạt ferit phân tán trong etanol.24: Đường từ trễ (a) và cảm ứng từ (b) của Mn0.25: Đường từ trễ (a) và cảm ứng từ (b) của Mn0.45Fe2O4 phủ 5% CuFe2O4 .26: Đường từ trễ (a) và cảm ứng từ (b) của Li2Fe2O4.45Fe2O4 phủ 5% CuFe2O4 .27: Kết quả đo hệ số hấp thụ sóng điện từ các mẫu sơn trên cơ sở CPI15 .28: Ảnh hưởng chiều dày lớp phủ đến hệ số hấp thụ vật liệu.29: Kết quả đo hệ số hấp thụ của mẫu sơn trên cơ sở CPI15 .30: Kết quả đo hấp thụ vi sóng của các hệ sơn phủ trên cơ sở nhựa PBzFrc biến tính iot.

127 MỞ ĐẦU Các kỹ thuật quân sự và dân sự (công nghệ thông tin liên lạc, vô tuyến, dẫn đường hàng không, chỉ thị mục tiêu ) sử dụng năng lượng vi sóng ngày càng phát triển với tốc độ cao. Các thiết bị thông tin di động hiện đại thường làm việc trong các dải tần số GHz. Do đó, vấn đề ô nhiễm sóng điện từ và giảm thiểu tác động có hại của các bức xạ vi sóng đối với môi trường đã và đang được đặt ra rất cấp thiết. Radar là phương tiện trinh sát hiện đại sử dụng cơ chế phát và thu nhận tín hiệu sóng điện từ.

Các đài radar dẫn đường và chỉ thị mục tiêu chủ yếu làm việc trong dải X (8 – 12 GHz). Nguỵ trang sóng điện từ radar giảm thiểu khả năng phát hiện của đối phương đang là hướng nghiên cứu được quan tâm mạnh mẽ trong kỹ thuật quân sự. Có nhiều phương pháp triệt tiêu năng lượng sóng điện từ để nguỵ trang giảm thiểu sự phát hiện của radar. Tuy nhiên, hướng nghiên cứu sử dụng các vật liệu hấp thụ để triệt tiêu năng lượng sóng điện từ đang là giải pháp tối ưu và phát triển mạnh.

Các kết quả nghiên cứu công bố đã xác định cơ chế hấp thụ năng lượng sóng điện từ của các vật liệu là hấp thụ điện và hấp thụ từ. Vật liệu tổn hao từ là các vật liệu từ như hợp kim Fe từ, các phức cacbonyl Fe, các hợp chất ferit. Vật liệu tổn hao điện là các chất có tính chất tổn hao điện 10 môi cao như các chất điện môi phức hợp, polyme dẫn điện, chất điện ly rắn .v, nhưng chủ yếu trên cơ sở graphit phối trộn với nhựa tổng hợp hoặc các polyme dẫn điện polyanilin, polypyrol. Việc sử dụng công nghệ nano chế tạo vật liệu hấp thụ vi sóng đang được tập trung nghiên cứu nhằm tăng khả năng hấp thụ của vật liệu.