Реферат 1
ОГЛАВЛЕНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Обзор литературных источников 4
1.1 Техника терагерцового диапазона частот 4
1.2 Технология SD-печати композитных материалов методом послойного наплавления 5
1.3 Композитные материалы с упорядоченными включениями 9
2 Исследуемые материалы 16
2.1 Моделирование и создание структуры с упорядоченными включениями в виде
проводящих полос 16
2.2 Моделирование и создание периодических структур с цилиндрическими и
кубическими ячейками 18
2.3 Моделирование и создание гексагональных структур 19
3 Измерение электромагнитного отклика периодических структур 21
3.1 Описание экспериментальной установки 21
3.2 Результаты измерений 24
4 Выводы 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 36
Актуальность. В последние годы ведутся интенсивные исследования в области разработки, а также исследования различных элементов для терагерцового диапазона. Создаются различные материалы и структуры, которые будут обладать новыми электрофизическими свойствами. Они используются в различных областях человеческой деятельности, начиная со строительной и заканчивая радиоэлектронной областью.
Композиционные материалы можно использовать для изготовления элементов терагерцовой техники, такие, как поглотители, поляризаторы, линзы, фильтры для установок в КВЧ-диапазоне. Также, с использованием 3 D-моделирования и -печати методом послойного наплавления появляется возможность создавать различные структуры.
Быстро развивающиеся технологии КВЧ и ТГц техники, такой, как системы приёмопередающей связи, радиолокационное оборудование, нуждается в дешевой и легко воспроизводимой технологии для производства элементов. И из этого следует, что одним из перспективных направлений для создания частотно-селективных элементов является использование аддитивной технологии послойного наплавления.
Цель работы: исследование электрофизических свойств многослойных композитных материалов с различными структурами, создаваемых с использованием аддитивной технологии послойного наплавления.
Задачи работы:
1) проведение литературного обзора по тематике исследования;
2) создание 3D модели периодических структур;
3) изготовление образцов периодических структур;
4) измерение электрофизических свойств структур в ТГц-диапазоне;
5) анализ полученных результатов.
В процессе проделанной работы были изготовлены при помощи аддитивной технологии послойного наплавления набор образцов с периодическими электропроводящими структурами в виде полос и гексагональных элементов, проведены измерения электромагнитного отклика в ТГц-диапазоне на установке СТД- 21.
В результате работы:
- проведен литературный обзор по тематике исследования;
- изготовлены образцы с использованием 3 D-печати;
- измерены частотные зависимости коэффициента прохождения, комплексной и мнимой диэлектрической проницаемости, фазового сдвига для материалов с упорядоченной и матричной структурами.
Результаты работы представлены на:
- шестнадцатой Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов (Томск, 13-15 мая 2019г.);
- международной научно-технической конференции студентов «Научная сессия ТУСУР 2019» (Томск, 22-24 мая 2019 г.);
- «20th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices» (с. Чемал, Алтай, 29 июня-3 июля 2019г.).
Измерения электромагнитных характеристик проводились на оборудовании Центра коллективного пользования «Центр радиофизических измерений, диагностики и исследования параметров природных и искусственных материалов».
1 Liu H.-B. и др. Terahertz Spectroscopy and Imaging for Defense and Security Applications // Proc. IEEE. 2007. Т. 95. № 8. С. 1514-1527.
2 Яценко С. Я., Литвин О.Н., Литвин О.О. Применение терагерцового излучения для неразрушающего контроля качества изделий // 2016. С. 7-10.
3 Paoletti I. Mass customization with additive manufacturing: new perspectives for multi performative building components in architecture // Procedia Eng. 2017. Т. 180. С. 1150-1159.
4 Najmon J. C., Raeisi S., Tovar A. The aerospace industry // Elsevier Inc. 2019. С. 7-32.
5 Brunler R., Aibibu D., Woltje M. PT // Mater. Sci. Eng. C. 2017. С. 2-12.
6 Lee T. C. и др. ScienceDirect An Overview on 3D Printing Technology: Technological, Materials, and Technology: Applications Technological, Materials, An Overview on 3D Printing and Applications // Procedia Manuf. 2019. Т. 35. С. 1286-1296.
7 Montjovent M. O. и др. Human fetal bone cells associated with ceramic reinforced PLA scaffolds for tissue engineering // Bone. 2008. Т. 42. № 3. С. 554-564.
8 Yadav D. K., Srivastava R., Dev S. Materials Today: Proceedings Design & fabrication of ABS part by FDM for automobile application // Mater. Today Proc. 2020. С. 197-214.
9 Jones RM. Mechanics of composite materials // CRC Press. 1998. Т. 2. С. 5-57.
10 Morris PJ. Polymer pioneers: a popular history of the science and technology of large molecules (No. 5). Chemical Heritage Foundation. 2005. Т. 5. С. 3-23.
11 Ram A. Description of major plastics: structure, properties and utilization. In: Fundamentals of polymer engineering. - Boston (MA): Springer. 1997. С. 148-215.
12 Thomas S, Pothan LA, editors. Natural fibre reinforced polymer composites: from macro to nanoscale // Archives Contemporaines. 2009. С. 113-329.
13 Skryabin I. L. и др. The consistent application of Maxwell-Garnett effective medium theory to anisotropic composites // Appl. Phys. Lett. 1997. Т. 70. № 17. С. 2221-2223.
14 Емец Ю. П. Дисперсия диэлектрической проницаемости трех- и четырехкомпонентных матричных сред // Журнал технической физики. 2003. Т. 73. № 3. С. 42-53.
15 Кремзер Р. А. Электрофизические свойства филаментов для SD-печати в диапазоне частот 115-258 ГГц / Р. А. Кремзер, С. С. Зубцов, А. В. Бадьин // Труды Пятнадцатой Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов. - Томск, 17-19 мая 2018 г. / под ред. В.В. Демина. - Томск: Изд-во НТЛ. 2018. C. 35-39.