Хімія, фізика та технологія поверхні, 2023, 14 (2), 249-254.

Дослідження електродинамічних властивостей композитної кераміки



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp14.02.249

V. I. Hryhoruk, V. V. Oliynyk, V. V. Zagorodniy, G. V. Lisachuk, R. V. Kryvobok, V. V. Voloshchuk, M. S. Maystat, O. M. Lapuzina

Анотація


У наш час людина постійно перебуває під впливом електромагнітного випромінювання, яке може призвести до погіршення здоров’я. Актуальним для України та світу є створення керамічних матеріалів, які захищають біологічні та технічні об’єкти від негативної дії електромагнітного випромінювання. Метою роботи є створення композитної кераміки з додаванням графіту та проведення експериментальних досліджень електрофізичних властивостей зразків такого матеріалу в діапазоні частот 26–37.5 ГГц. Результати експериментальних досліджень розробленої кераміки на основі облицювальної плитки з електропровідною добавкою 10, 20 і 30 мас. % з графіту. Для визначення параметрів взаємодії електромагнітного випромінювання зі зразками використовували модернізовану стандартну апаратуру – мікрохвильовий вимірювач коефіцієнта стоячої хвилі та послаблення П2-65. Фазовий склад матеріалу визначали методом рентгенофазового аналізу на дифрактометрі ДРОН-3М з CuKα випромінюванням з нікелевим фільтром. Розроблені композиційні керамічні матеріали відповідають основним вимогам до експлуатації подібних матеріалів і можуть бути використані для послаблення високочастотного електромагнітного поля в приміщеннях, розташованих у зонах дії радіовипромінювання, а також з екологічною метою для зниження напруженості електромагнітного поля. за межами приміщень, де є джерела радіовипромінювання. Таким чином, розроблена композитна кераміка має характеристики, які дозволяють використовувати її в будівництві та в електронних пристроях з метою ефективного екранування шкідливого радіовипромінювання, а розроблену кераміку, згідно з класифікацією, можна віднести до радіопоглинаючої.


Ключові слова


електромагнітне випромінювання; радіопоглинаюча кераміка; електропровідні добавки; електрофізичні властивості; коефіцієнт пропускання; коефіцієнт відбиття; рентгенофазовий аналіз

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Shevel D.M. Electromagnetic safety. (Kyiv: Century +, NTI, 2002). [in Russian].

Davydov B.I., Tikhonchuk V.S., Antipov V.V. Biological action, regulation and protection from electromagnetic radiation. (Moscow: Energoatomizdat, 1984). [in Russian].

Minin B.A. Microwave and human safety. (Moscow: Soviet Radio, 1974). [in Russian].

Ivanov V.G., Dzyundzyuk B.V., OleksandrovYu.M. Labor protection in electrical installations. (Kyiv: JSC Oko, 1994). [in Ukrainian].

Nefedova A.L., Sakhatsky V.D., Al-Kheyari A., Nefedov L.I. Analysis of methods and means of protection against electromagnetic fields. Scientific Bulletin of Life. 1999. (8): 193. [in Russian].

Krylov V.A., Yuchenkova T.V. Protection against electromagnetic radiation. (Moscow: Soviet Radio, 1972). [in Russian].

Vorobyov E.A. Shielding of microwave structures. (Moscow: Soviet Radio, 1979). [in Russian].

Petrov V.M., Gagulin V.V. Radio absorbing materials. Inorg. Mater. 2001. 37(2): 135. [in Russian]. https://doi.org/10.1023/A:1004171120638

Levin B.E., Tretyakov Yu.D., Letyuk L.M. Physic-chemical bases for obtaining, properties and applications of ferrites. (Moscow: Metallurgy, 1979). [in Russian].

Lisachuk G.V., Schukina L.P., Krivobok R.V., Emaeva O.A. Influence of conductive additives on the electrophysical properties of facing ceramics. Bulletin of the National Technical University "KhPI". 2005. (25): 163. [in Russian].

Lisachuk G.V., Krivobok R.V., Fedorenko E.Yu., Schukina L.P., Lisachuk L.N., Timofeeva Yu.A., Belostotskaya L.A., Trusova Yu.D. Development of composite coatings on ceramics that shield electromagnetic radiation. Bulletin of Science, Technology and Society. 2005. 4(23): 55. [in Russian].

Semchenko G.D. Structural ceramics and refractories. (Kharkiv: Stroke, 2000). [in Russian].

Kashcheev I.D. Oxide-carbon refractories. (Moscow: Intermet Engineering, 2000). [in Russian].

Strelov K.K., Kashcheev I.D. Theoretical foundations of the technology of refractory materials. (Moscow: Metallurgy, 1996). [in Russian].

Glinka N.L. General chemistry. (Moscow: Higher School, 1985). [in Russian].

Tavgan V.V., Shinkarenko E.V., Zonov Yu.G. Conditions for the formation of conductive aluminum-containing coatings. Glass Ceram. 2001. (4): 26. [in Russian].

Nikolaev L.A. General and inorganic chemistry. (Moscow: Education, 1974). [in Russian].

Angolenko L.A., Semchenko G.D., Tishchenko S.V., Vinogradov V.E. Belozerov V.V. Study of physical and mechanical properties of modified Al2O3-Si-C materials. Bulletin of the National Technical University "KhPI". 2005. (51): 77. [in Russian].

Grygoruk V.I., Oliynyk V.V., Launets V.L., Lisachuk G.V., Kryvobok R.V., Zakharov A.V., Karputin B.A. Electrodynamic Characteristics of Ceramics Basedon SrO-Al2O3-SiO2 Systemin Microwave Range. Journal of Nano- and Electronic Physics. 2017. 9(5): 05014-1. [in Ukrainian]. https://doi.org/10.21272/jnep.9(5).05014

Vovchenko L., Lozitsky O., Matzui L., Oliynyk V., Zagorodnii V., Skoryk M. Electromagnetic shielding properties of epoxy composites with hybrid filler nanocarbon/BaTiO3. Mater. Chem. Phys. 2020. 240: 122234. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2019.122234

More C.V., Alsayed Z., Badawi M.S., Thabet A.A., Pawar P.P. Polymeric composite materials for radiation shielding: a review. Environ. Chem. Lett. 2021. 19(3): 2057. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01189-9

Lisachuk G., Kryvobok R., PitakY., Lapuzina O., Gusarova I., Lisachuk L., Grebenyuk A. Ceramics with adjustable dielectric properties based on the system SrO-TiO2-SiO2. Przegląd Elektrotechniczny. 2018. 94(1): 163. https://doi.org/10.15199/48.2018.01.40

Grygoruk V.I., Oliynyk V.V., Launets V.L., Lisachuk G.V., Kryvobok R.V., Zakharov A.V., Karputin B.A. Electrodynamic Characteristics of Ceramics Based on SrO-Al2O3-SiO2 System in Microwave Range. J. Nano- Electron. Phys. 2017. 19(5): 05014. https://doi.org/10.21272/jnep.9(5).05014

Benavente R., Salvador M.D., Centeno A., Alonso B., Zurutuza A., Borrell A. Study of Microwave Heating Effect in the Behaviour of Graphene as Second Phase in Ceramic Composites. Materials. 2020. 13(5): 1119. https://doi.org/10.3390/ma13051119

Sulong T.A.T., Osman R.A.M., Idris M.S. Trends of microwave dielectric materials for antenna application. AIP Conf. Proc. 2016. 1756: 070003-1. https://doi.org/10.1063/1.4958779

Dhawan S.K., Ohlan A., Singh K. Designing of Nano Composites of Conducting Polymers for EMI Shielding. In: Advances in Nanocomposites-Synthesis, Characterization and Industrial Applications. 2011. P. 429. https://doi.org/10.5772/14752

Fedorenko E., Lisachuk G., Prytkina M., Kryvobok R., Zakharov A. Subsolidus structure of the ZnO-SrO-Al2O3-SiO2 system as a base for designing radio-transparent ceramics. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 6/6(108): 6. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217009




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp14.02.249

Copyright (©) 2023 V. I. Hryhoruk, V. V. Oliynyk, V. V. Zagorodniy, G. V. Lisachuk, R. V. Kryvobok, V. V. Voloshchuk, M. S. Maystat, O. M. Lapuzina

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.