📄Работа №186560
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРИСТЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СВЧ
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Физика
Объем:
53 листов
Год:
2019
Просмотров:
69
4800
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
Введение 5
1 Композиционные материалы на основе углеродных нанотрубок 7
1.1 Композиционные материалы 7
1.2 Углеродные нанотрубки и их строение 9
1.3 Модель композиционного материала, содержащего углеродные нанотрубки 24
1.4 Методы измерения диэлектрической проницаемости. Резонаторный метод .. 27
2 Электромагнитные характеристики композитов на основе многостенных
углеродных нанотрубок в полиуретановой матрице 29
2.1 Изготовление образцов 29
2.2 Исследование электрофизических характеристик композитов 31
2.3 Исследование электромагнитного отклика композитов 40
Заключение 45
Список использованных источников 47
Введение 5
1 Композиционные материалы на основе углеродных нанотрубок 7
1.1 Композиционные материалы 7
1.2 Углеродные нанотрубки и их строение 9
1.3 Модель композиционного материала, содержащего углеродные нанотрубки 24
1.4 Методы измерения диэлектрической проницаемости. Резонаторный метод .. 27
2 Электромагнитные характеристики композитов на основе многостенных
углеродных нанотрубок в полиуретановой матрице 29
2.1 Изготовление образцов 29
2.2 Исследование электрофизических характеристик композитов 31
2.3 Исследование электромагнитного отклика композитов 40
Заключение 45
Список использованных источников 47
📖 Аннотация
Работа посвящена исследованию электрофизических характеристик пористых композиционных материалов на сверхвысоких частотах. Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания эффективных радиопоглощающих материалов для экранирования электромагнитных помех, поскольку традиционные металлические экраны обладают высокой плотностью, склонностью к коррозии и ограниченными поглощающими свойствами. В ходе работы были изготовлены экспериментальные образцы композитов на основе полиуретановой матрицы с наполнителями из многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) и сегнетоэлектрика BaTiO₃, после чего методом резонаторных измерений изучена частотная зависимость их диэлектрической проницаемости в диапазоне 3–13 ГГц. Установлено, что введение МУНТ приводит к значительному повышению диэлектрической проницаемости, особенно в низкочастотной области, а композит с содержанием МУНТ 0,75% демонстрирует поглощающие свойства на частоте 2,4 ГГц. Полученные результаты согласуются с теоретическими моделями композитов, рассмотренными в трудах Дульнева Г.Н., а также находят подтверждение в исследованиях Bell J.M., посвященных композитам полимер-углеродные нанотрубки. Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные материалы могут быть использованы для создания радиопоглощающих покрытий, снижающих электромагнитный фон от Wi-Fi оборудования и другой электронной аппаратуры в жилых и рабочих помещениях.
📖 Введение
В настоящее время особое внимание уделяется экранированию электронных компонентов от электромагнитного излучения, испускаемого другими устройствами. Для достижения надлежащей защиты от электромагнитных помех требуются материалы с хорошей электропроводностью. До настоящего времени активно использовались экранирующие электромагнитные материалы, основанные на металлических листах, выполненных из стали, меди, никеля или алюминиевых сплавов. Благодаря такой комбинации достигалась высокая электропроводность и диэлектрическая проницаемость материалов. Однако, металлосодержащие защитные системы имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение, таких как: высокая плотность, плохая устойчивость к коррозии, ограничение
использования в областях, где требуется поглощение ЭМИ [1]. Данные недостатки возможно устранить, используя полимерные композиционные материалы с наполнителями - углеродными нанотрубками.
Особая структура УНТ обеспечивает им рекордные значения прочности при малом удельном весе, а также электропроводность в осевом направлении. Такие свойства УНТ в связи с тем, что их диаметр составляет всего несколько нанометров, а длина - от единиц до сотен микрон, определяют возможность создания композиционных материалов с высокими значениями прочности, электропроводности и радиопоглощения.
Для разработки радиопоглощающих и радиоотражающих покрытий на основе углеродных наноструктур необходимо проводить исследование электромагнитных характеристик образцов данных материалов. Основными электромагнитными параметрами любого вещества, характеризующими взаимодействие электромагнитной волны с материалами, является диэлектрическая е и магнитная р проницаемости. Знание диэлектрических проницаемостей вещества имеет большое значение в физике, химии и технике. Развитие науки последних лет расширило области применения диэлектриков, выдвинуло новые проблемы в изучении их свойств. Диэлектрическая проницаемость имеет глубокий физический смысл.
Действительная часть диэлектрической проницаемости (е') является мерой того, сколько энергии внешнего электрического поля запасено в материале или показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в этой среде меньше, чем в вакууме.
Мнимая часть диэлектрической проницаемости (е'') называется коэффициентом потерь и является мерой потерь энергии или того, как сильно материал поглощает энергию внешнего электрического поля.
В связи с этим, исследование электромагнитных характеристик новых материалов, которые эффективно отражают или поглощают ЭМИ, с целью выбора оптимального состава или строения, отработка достоверных методик измерения и измерительных средств являются актуальными задачами.
Цель работы - исследование электромагнитных характеристик радиопоглощающих и радиоотражающих покрытий на основе углеродных наноструктур.
Задачи, которые необходимо выполнить для решения поставленной цели:
1. обзор литературы;
2. подбор состава композиционного материала;
3. изготовление экспериментальных образцов:
а) сплошных;
б) пористых.
4. исследование электромагнитных характеристик композитных материалов.
использования в областях, где требуется поглощение ЭМИ [1]. Данные недостатки возможно устранить, используя полимерные композиционные материалы с наполнителями - углеродными нанотрубками.
Особая структура УНТ обеспечивает им рекордные значения прочности при малом удельном весе, а также электропроводность в осевом направлении. Такие свойства УНТ в связи с тем, что их диаметр составляет всего несколько нанометров, а длина - от единиц до сотен микрон, определяют возможность создания композиционных материалов с высокими значениями прочности, электропроводности и радиопоглощения.
Для разработки радиопоглощающих и радиоотражающих покрытий на основе углеродных наноструктур необходимо проводить исследование электромагнитных характеристик образцов данных материалов. Основными электромагнитными параметрами любого вещества, характеризующими взаимодействие электромагнитной волны с материалами, является диэлектрическая е и магнитная р проницаемости. Знание диэлектрических проницаемостей вещества имеет большое значение в физике, химии и технике. Развитие науки последних лет расширило области применения диэлектриков, выдвинуло новые проблемы в изучении их свойств. Диэлектрическая проницаемость имеет глубокий физический смысл.
Действительная часть диэлектрической проницаемости (е') является мерой того, сколько энергии внешнего электрического поля запасено в материале или показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в этой среде меньше, чем в вакууме.
Мнимая часть диэлектрической проницаемости (е'') называется коэффициентом потерь и является мерой потерь энергии или того, как сильно материал поглощает энергию внешнего электрического поля.
В связи с этим, исследование электромагнитных характеристик новых материалов, которые эффективно отражают или поглощают ЭМИ, с целью выбора оптимального состава или строения, отработка достоверных методик измерения и измерительных средств являются актуальными задачами.
Цель работы - исследование электромагнитных характеристик радиопоглощающих и радиоотражающих покрытий на основе углеродных наноструктур.
Задачи, которые необходимо выполнить для решения поставленной цели:
1. обзор литературы;
2. подбор состава композиционного материала;
3. изготовление экспериментальных образцов:
а) сплошных;
б) пористых.
4. исследование электромагнитных характеристик композитных материалов.
✅ Заключение
В результате выполнения работы был проведен литературный обзор, изготовлены экспериментальные образцы, проведены исследования электромагнитного отклика и частотной зависимости диэлектрической проницаемости в диапазоне от 3-13 ГГц для образцов композиционных материалов на основе многостенных углеродных нанотрубок с различным весовым содержанием, а также на основе сегнетоэлектрика BaTiOs в массовой концентрации 10 и 20 вес.%.
Показано, что добавление многостенных нанотрубок в композит приводит к повышению диэлектрической проницаемости, особенно в области низких частот 35 ГГц. Так же в ходе работы было выявлено, что композитные материалы с весовым содержанием МУНТ 0,75 % и «Таунит-М» обладают поглощающими свойствами и могут быть использованы в качестве радиопоглощающих материалов, для снижения электромагнитного фона в помещениях, создаваемого излучением Wi-Fi сетей, компьютеров и т.д., работающих на частоте 2,4 ГГц. Установлено, что поглощающие свойства материала зависят от концентрации МУНТ.
Результаты измерений коэффициента отражения могут быть использованы для оценки эффективности композиционных материалов при использовании в качестве устройств, снижающих интенсивность электромагнитного излучения в диапазоне частот 1 - 10 ГГц.
Результаты работы представлены на XV и XVI Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов, на III International Workshop on Electromagnetic Properties of Novel Materials (Skoltech, Moscow, 18-20.12.2018) и приняты к опубликованию в следующих сборниках:
1 Поцелуева А.А. Исследование коэффициента отражения композитных материалов на основе многостенных углеродных нанотрубок / А.А. Поцелуева, С.О Ходовицкий // Научный потенциал молодежи и технический прогресс: труды I Международной студенческой научно-практической конференции. Россия, Санкт- Петербург, 11 мая 2018 г. - Санкт-Петербургский филиал Научноисследовательского центра «Машиностроение», 2018. С. 118- 119.
2 Поцелуева А.А. Коэффициент прохождения плоских композитных образцов на основе МУНТ / А.А Поцелуева, О.А Доценко // Труды XV Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов. Россия, Томск, 17 - 18 мая 2018 г. С. 26-29.
3 Поцелуева А.А. Диэлектрическая проницаемость композиционных материалов, содержащих сегнетоэлектрик и многостенные углеродные нанотрубки / А.А. Поцелуева, В.С. Доценко // IV Российско-Белорусский семинар «Углеродные наноструктуры и их электромагнитные свойства». Россия, Томск, 21-24 апреля 2019 г. (в печати)
Показано, что добавление многостенных нанотрубок в композит приводит к повышению диэлектрической проницаемости, особенно в области низких частот 35 ГГц. Так же в ходе работы было выявлено, что композитные материалы с весовым содержанием МУНТ 0,75 % и «Таунит-М» обладают поглощающими свойствами и могут быть использованы в качестве радиопоглощающих материалов, для снижения электромагнитного фона в помещениях, создаваемого излучением Wi-Fi сетей, компьютеров и т.д., работающих на частоте 2,4 ГГц. Установлено, что поглощающие свойства материала зависят от концентрации МУНТ.
Результаты измерений коэффициента отражения могут быть использованы для оценки эффективности композиционных материалов при использовании в качестве устройств, снижающих интенсивность электромагнитного излучения в диапазоне частот 1 - 10 ГГц.
Результаты работы представлены на XV и XVI Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов, на III International Workshop on Electromagnetic Properties of Novel Materials (Skoltech, Moscow, 18-20.12.2018) и приняты к опубликованию в следующих сборниках:
1 Поцелуева А.А. Исследование коэффициента отражения композитных материалов на основе многостенных углеродных нанотрубок / А.А. Поцелуева, С.О Ходовицкий // Научный потенциал молодежи и технический прогресс: труды I Международной студенческой научно-практической конференции. Россия, Санкт- Петербург, 11 мая 2018 г. - Санкт-Петербургский филиал Научноисследовательского центра «Машиностроение», 2018. С. 118- 119.
2 Поцелуева А.А. Коэффициент прохождения плоских композитных образцов на основе МУНТ / А.А Поцелуева, О.А Доценко // Труды XV Всероссийской конференции студенческих научно-исследовательских инкубаторов. Россия, Томск, 17 - 18 мая 2018 г. С. 26-29.
3 Поцелуева А.А. Диэлектрическая проницаемость композиционных материалов, содержащих сегнетоэлектрик и многостенные углеродные нанотрубки / А.А. Поцелуева, В.С. Доценко // IV Российско-Белорусский семинар «Углеродные наноструктуры и их электромагнитные свойства». Россия, Томск, 21-24 апреля 2019 г. (в печати)
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.