Nghiên cứu chế tạo composite trong suốt điện từ cho sóng ngắn và band X

Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO COMPOSITE TRONG SUỐT ĐIỆN TỪ<br /> CHO SÓNG NGẮN VÀ BAND X<br /> Lê Quang Tuấn*<br /> Tóm tắt: Hiện nay, việc chế tạo composite trong suốt điện từ (> 90%) đối với<br /> dải sóng ngắn đã được nghiên cứu ở nhiều nơi nhưng những kết quả công bố cụ thể<br /> chi tiết chưa nhiều. Vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy và nhựa polyimit gia<br /> cường bằng sợi thủy tính dạng D, S đã được nghiên cứu chế tạo. Các mẫu compozit<br /> đã được khảo sát cơ lý tính thông qua xác định độ bền kéo đứt và độ bền va đập.<br /> Khả năng trong suốt sóng điện từ của mẫu đã được khảo sát và đánh giá. Mẫu<br /> compozit thể hiện tính trong suốt điện từ ở dải sóng ngắn và băng X.<br /> Từ khóa: Vật liệu trong suốt điện từ.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Tính năng điện từ của vật liệu compozit chế tạo, chóp tên lửa, vòm che chắn cho rada<br /> gồm hằng số điện môi ε’, tổn hao điện môi tgδ và độ truyền qua sóng radar ở tần số sử dụng.<br /> Vật liệu compozit làm tổn hao sóng điện từ khi truyền qua càng nhỏ càng tốt. Một số polyme<br /> hữu cơ có thể sử dụng làm vật liệu chóp có giá trị hằng số điện môi ε’ và tổn hao điện môi<br /> tgδ nằm trong khoảng 1,03 – 5,5 và (1,5 - 39) 10-4 tương ứng. Các yếu tố chính ảnh hưởng<br /> đến hằng số điện môi ε’ và tgδ của các polymer hữu cơ là cấu tạo hóa học của đơn vị mạch,<br /> mức độ khâu mạng lưới, bản chất và sự có mặt của các nhóm phân cực, kích thước nhóm<br /> thế, cấu trúc hình thái học, mức độ kết tinh, các tạp chất ion có mặt trong polymer,... Đối với<br /> tên lửa bay với tốc độ lớn hơn siêu âm do ma sát với không khí, kết cấu chóp sẽ bị đốt nóng<br /> lớn nhất, do vậy, việc lựa chọn vật liệu chế tạo chóp phải có sự biến đổi hằng số điện môi ε’<br /> và tgδ trong giới hạn cho phép ở khoảng nhiệt độ làm việc [1- 5].<br /> Hiện nay, các trạm ra đa sử dụng sóng ngắn m và cm thường dùng cho canh gác bầu<br /> trời và dẫn đường bay. Do vậy, các trạm ra đa thường được che chắn bởi các vòm<br /> composite trong suốt điện từ đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật sau: Chiều dây composite 2,5<br /> mm; Hằng số điện môi thấp; Độ bền cơ lý cao chịu đựng các tải trọng tác dụng như gió;<br /> Bền với nhiệt và tia tử ngoại; Độ trong suốt điện từ trung bình (sóng ngắn) > 90%; Sai số<br /> góc khi đi quả cầu che ra đa < 1’.<br /> Đối với hệ polyme compozit trong suốt sóng điện từ ứng dụng trong lĩnh vực quân sự<br /> cũng đã được Bộ Quốc phòng đầu tư nghiên cứu. Tác giả Thái Doãn Tường và nhóm<br /> nghiên cứu thuộc Viện Kỹ thuật không quân [6] thực hiện đề tài nghiên cứu công nghệ chế<br /> tạo vòm bảo vệ anten đài ra đa dẫn bay gần trên cơ sở nhựa polyeste không no gia cường<br /> bằng sợi thủy tinh đóng rắn bằng metyl etyl keton peroxit (MEKP) có tính trong suốt sóng<br /> điện từ. Nhóm tác giả Nguyễn Thanh Liêm trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cũng có<br /> những nghiên cứu vật liệu polyme compozit trong suốt điện từ trên cơ sở nhựa epoxy biến<br /> tính gia cường sợi thủy tinh [6, 7]. Phương pháp gia công chế tạo hệ vật liệu này vẫn tiến<br /> hành trên các thiết bị gia công thông thường.<br /> Trong bài báo này, chúng tôi đề cập tới căn cứ lựa chọn nhựa nền và chế tạo vật liệu<br /> compzit trong suốt điện từ ở dải sóng ngắn và dải băng X (8 – 12 GHz).<br /> 2. THỰC NGHIỆM<br /> 2.1. Các thiết bị, vật tư dùng để chế tạo mẫu<br /> Epoxy epon 828 (N07), nhập khẩu từ Mỹ có hằng số điện môi 3,9-4,2. Polyimid-2501<br /> (N 11), nhập khẩu từ Mỹ (trong thời hạn < 90 ngày, được bảo quản ở nhiệt độ 90% sóng điện từ đi qua. Với kết quả này khẳng định rằng compozit trên cơ sở<br /> polyimit và sợi thủy tinh D trong suốt điện từ ở dải sóng ngắn và bang X.<br /> 4. KẾT LUẬN<br /> - Đã chế tạo thành công hai mẫu vật liệu compozit trên cơ sở nhựa epoxy và nhựa<br /> polyimit với sợi thủy tinh dạng D và dạng S. Đã khảo sát đánh giá cơ lý tính của các mẫu<br /> compozit.<br /> -Kết quả mẫu tạo thành có độ bền cơ lý tính tốt, đáp ứng được yêu cầu chế tạo vòm che<br /> rada trong suốt điện từ.<br /> - Đã xây dựng phương pháp khảo sát đo đạc đánh giá mức độ trong suốt điện từ của<br /> mẫu compozit chế tạo được. Compozit trên cơ sở epoxy với sợi thủy tinh dạng D và S có<br /> khả năng cho qua > 90% sóng điện từ với bước sóng ngắn ở các góc quét từ 0-90o. Đối với<br /> dải băng X (8-12 GHz) compozit trên cơ sở polyimit với sợi thủy tinh D cho phép >90%<br /> sóng điện từ đi qua.<br /> TÀI LIỆU THAM KHÁO<br /> [1]. DR. Almassy Gyorgy, “Mikrohullamu Tapvonalelemek es uregrezonatorok<br /> szerkesztese”, Muszaki Konyvkiano. Budapest 1967, p.159 – 161 (Kết cấu các hốc<br /> cộng hưởng và phân tử dẫn sóng siêu cao tần)<br /> [2]. Киселев В.А., Блувич В.И, Плаc. масcы, N011. С41-46, (1963)<br /> [3]. W.ww. Nurad. Com., “Dielectric constant, loss tangent and Temperature range of<br /> typical radome materials”.<br /> [4]. www. Ceradyne com., “Ceramic radomes for tactical missles systems”.<br /> [5]. Thái Doãn Tường (2011) “Nghiên cứu công nghệ chế tạo vòm bảo vệ anten đài ra đa<br /> dẫn bay gần”, Cục Khoa học Công nghệ và Môi trường, Bộ Quốc phòng.<br /> [6]. Nguyễn Thanh Liêm, Nguyễn Việt Thái, Vũ Mạnh Cường (2013). “Ảnh hưởng của cao<br /> su thiên nhiên lỏng epoxy hóa đến tính chất cơ lý của vật liệu compozit trên cơ sở nhựa<br /> epoxy DER331 gia cường bằng sợi thủy tinh”. Tạp chí Hóa học. T.51 (6ABC), 326-330.<br /> [7]. Nguyễn Thanh Liêm, Nguyễn Việt Thái, Vũ Mạnh Cường (2013). “Ảnh hưởng của<br /> dầu lanh epoxy hóa đến tính chất cơ lý của nhựa epoxy DER331”. Tạp chí Hóa học.<br /> T.51 (6ABC), 853-856.<br /> ABSTRACT<br /> RESEARCH OF ELECTROMAGNETIC TRANSPARENT COMPOSITE MATERIALS<br /> AT SHORT-WAVELENGTH BANDS AND X-RAYS<br /> Currently, the production of electromagnetic transparent composites (> 90%)<br /> for shortwave band has been studied in many places, but the detailed results are not<br /> published. The study of electromagnetic composites in the X-band has been studied<br /> hardly in Vietnam due to the lack of important materials. In this paper, we will<br /> discuss the results of the study of electromagnetic transparent materials with two<br /> waves above.<br /> Keywords: Transparent radar material.<br /> <br /> Nhận bài ngày 27 tháng 7 năm 2017<br /> Hoàn thiện ngày 15 tháng 8 năm 2017<br /> Chấp nhận đăng ngày 18 tháng 8 năm 2017<br /> Địa chỉ: Viện Hóa học Vật liệu.<br /> *<br /> Email: quangtuan_0209@yahoo.com.vn.<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 50, 08 - 2017 197<br />