Исследование электрофизических характеристик магнезиально-шунгитовых композиционных материалов методом импульсной рефлектометрии байдин Ф. Н., Никитина В. Н., Сафронов Н. Б. Создание компанией «Альфа-Пол»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНЕЗИАЛЬНО-ШУНГИТОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ Байдин Ф.Н., Никитина В.Н., Сафронов Н.Б. Создание компанией «Альфа-Пол» смеси на основе композиции магнезита и шунгита позволила разработать новые материалы, обладающие уникальной комбинацией свойств и оптимальными эксплуатационными характеристиками, заменяющими несколько разных строительных материалов с моносвойствами [1]. К числу важных свойств новых композиционных материалов относится их экранирующая способность, позволяющая создавать экранированные помещения неограниченных размеров [2]. При создании экранирующих оболочек оценка их эффективности базируется на определении волнового сопротивления материала экрана, определяемого его электрофизическими характеристиками – диэлектрической и магнитной проницаемостью. Для исследования электрофизических характеристик магнезиально-шунгитовых композиционных материалов применены теория распространения электромагнитных волн в коаксиальной линии и метод импульсной рефлектометрии [3,4]. В основу расчетно-экспериментальной методики положено исследование закономерности распространения сверхкоротких электромагнитных импульсов в системах с распределенными параметрами при наличии неоднородности. Исследования проведены на экспериментальной установке, схема которой представлена на рисунке 1. На схеме обозначены: V1 – генератор сверхкоротких импульсов электрического напряжения; IVm1, IVm2, IVm3 – регистрирующие приборы; R1-R6 – согласующие резисторы; Т1-Т5 – отрезки коаксиальных линий. Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема установки для определения электрофизических характеристик В качестве генератора V1 использован генератор импульсов амплитудой 85В, длительностью на уровне 0,5 от амплитуды 300 пс с частотой следования 100кГц. В качестве регистрирующего использован цифровой стробоскопический осциллограф TMR8110 с полосой пропускания частот 0-10 ГГц. Отрезки коаксиальных линий Т1, Т2, Т3, Т5 выполнены из стандартного кабеля типа РК50 с волновым сопротивлением 50 Ом. Отрезок Т4 представляет собой специально изготовленную коаксиальную конструкцию, заполняемую исследуемым материалом, с размерами r1=1,5 мм, r2=35 мм длиной 80 мм из луженой стали с медным облуженным центральным проводником. Электрофизические характеристики материала, заполняющего коаксиальную линию, определялись в результате расчета параметров неоднородности линии на основе измерения параметров зондирующего, отраженного и прошедшего через участок с неоднородностью импульсных сигналов и времени прохождения сигнала через линию. В результате исследований магнезиально-шунгитовой смеси с солевым раствором бишофита (штукатурной смеси типа «Альфапол ШТ-1») с наполнением природным шунгитом III разновидности (32 % содержанием углерода) получены экспериментальные оценки электрофизических характеристик материала в диапазоне частот от 0,08 до 3,5 ГГц [5]: относительная диэлектрическая проницаемость - 21,2; относительная магнитная проницаемость - 1,0; электропроводность - 0,313 См/м. В ходе исследований также определена временная динамика установления стабильных электрофизических характеристик в процессе затвердения состава магнезиально-шунгитовых композиционных материалов типа «Альфапол ШТ-1». Исследованиями установлено, что значения электрофизических характеристик материала изменяются после добавления бишофита и различны во времени с момента формировании твердого состава «Альфапол ШТ-1». Ко времени последнего наблюдения (110 суток) значение проводимости материала изменилось почти в два раза (с 0,507 до 0,313 См/м). Соответственно менялись значения коэффициентов отражения (увеличилось на 30 %) и затухания (увеличилось на 400 %) зондирующего сигнала. Это позволяет утверждать о повышении со временем эффективности экранирования материала. Поэтому при создании встроенных экранированных помещений предпочтительной является технология их выполнения из заранее изготовленных панелей из материала «Альфапол ШТ-1». Возможной причиной столь длительного по времени изменения характеристик материала является то, что готовая смесь находилась в замкнутом объеме отрезка коаксиальной линии и процесс становления материала был замедлен, по сравнению с образцом, изготавливаемом в открытой форме. Полученные значения электрофизических характеристик материала «Альфапол ШТ-1», позволили провести расчетную оценку частотной зависимости эффективности экранирования при различных значениях толщины материала. Проведенные в ходе исследований расчетные оценки хорошо согласуются с результатами экспериментов на моделях экранов. Результаты исследований имеют высокую сходимость с результатами ранее проведенных работ [6] и подтверждают, что электропроводность материала практически определяется электропроводностью входящего в его состав шунгита. Высокая сходимость результатов исследований с данными, полученными ранее в других организациях, позволяет сделать вывод о корректности и достаточной точности примененного метода импульсной рефлектометрии. Литература: Патент РФ на изобретение № 2233255. Сухая строительная смесь. Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Альфа-Пол». Авторы: Поцелуева Л.Н., Гончаров Ю.Д. Зарегистрировано в государственном реестре изобретений РФ 27.07.2004. Шестопалов В.П., Яцук К.П. Методы измерений диэлектрической проницаемости вещества на сверхвысоких частотах. Успехи физических наук, т.LXXIV, вып.4, 1961. Тарасов Н.А. Использование метода импульсной рефлектометрии для определения повреждений кабельных линий, публикация Интернет В.И. Березкин, П.П. Константинов, С.В. Холодкевич, Эффект Холла в природном стеклоуглероде шунгитов, Физика твердого тела, т.39, №10, 1997.

Похожие:

	Государственное Образовательное Учреждение Гимназия №1505 реферат Целью моего исследования является расширение своих познаний в области физики, материаловедения. Также я предполагаю расширить знания...		Государственное Образовательное Учреждение Гимназия №1505 реферат Целью моего исследования является расширение своих познаний в области физики, материаловедения. Также я предполагаю расширить знания...
	Методические указания по выполнению реферата по дисциплине "процессы... Методические указания предназначены в помощь студентам при выполнении реферата по дисциплине "Процессы соединения, сборки и ремонта...		Физический факультет Сравнительное исследование парамагнитных свойств образцов, полученных методом пиролиза аэрозолей и золь-гель методом 19
	Методические указания по выполнению рефератов по дисциплине "Механика... Методические указания предназначены в помощь студентам при выполнении рефератов по дисциплине "Механика деформирования и разрушения...		Методические указания по выполнению рефератов по дисциплине "Механика... Методические указания предназначены в помощь студентам при выполнении рефератов по дисциплине "Механика деформирования и разрушения...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Химические технологии композиционных материалов» Специальность — 240403. 65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов		Исследование радиационных изменений в керамике ск-1 методом ик-спектроскопии Астапова Е. С., Костюков Н. С., Ванина Е. А., Пивченко Е. Б. «Структурные изменения керамических материалов в результате нейтрронного...
	Структура и механические свойства гибридных композиционных материалов... Структура и механические свойства гибридных композиционных материалов на основе портландцемента и ненасыщенного		Россия 1 ООО «Альфа Пол», 2Санкт-Петербургский Государственный морской... Автор: Жигунова Г. В., кандидат философских наук, доцент кафедры «социальных наук»
	Дипломную работу по теме «Исследование кинетики окисления цитохрома р-450 методом флеш-фотолиза» Медицинский, на Медико-биологический факультет, отделение биохимии. На 6-ом курсе выполняла дипломную работу по теме «Исследование...		Урок 1 Создание помещений прежде всего необходимо для расчета освещенности методом коэффициента использования. В проекте силового электрооборудования...
	Тема «Религиозные обряды казахов аула Каразюк» Исследование данной проблематики тесно связано с процессами, которые проходили в России в этот период. Исходя из этого исследование...		Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производства химических волокон и композиционных материалов на их основе
	Рабочая учебная программа дисциплины Технология и оборудование производств химических волокон и композиционных материалов на их основе		Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Профиль подготовки 04 – Конструирование и производство изделий из композиционных материалов