Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения
Приведены результаты измерения затухания микроволнового излучения в образцах: композиционных материалов на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3 (1) и наноалмаза (2), структурированных углеродной связкой при давлении ниже атмосферного, и керамических материалов на основе нитрида алюминия (AlN). Наведен...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Дата: | 2019 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159973 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения / О.В. Лещенко, В.И. Часнык, А.А. Бочечка, В.Г. Полторацкий // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2019. — Вип. 22. — С. 279-285. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159973 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Лещенко, О.В. Часнык, В.И. Бочечка, А.А. Полторацкий, В.Г. 2019-10-19T17:10:51Z 2019-10-19T17:10:51Z 2019 Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения / О.В. Лещенко, В.И. Часнык, А.А. Бочечка, В.Г. Полторацкий // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2019. — Вип. 22. — С. 279-285. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2223-3938 DOI: 10.33839/2223-3938-2019-22-1-279-285 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159973 537.874.7:620.22-419 Приведены результаты измерения затухания микроволнового излучения в образцах: композиционных материалов на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3 (1) и наноалмаза (2), структурированных углеродной связкой при давлении ниже атмосферного, и керамических материалов на основе нитрида алюминия (AlN). Наведено результати вимірювання затухання мікрохвильового випромінювання в зразках: композиційних матеріалів на основі мікропорошку алмазу АСМ 5/3 (1) та наноалмазу (2), структурованих вуглецевою зв’язкою під тиском нижче за атмосферний, та керамічних матеріалів на основі нітриду алюмінію (AlN). The results of measuring the attenuation of the microwave radiation in samples: composite materials based on ASM 5/3 diamond micron powder (1) and nanodiamond (2) structured with carbon binder at a subatmospheric pressure and ceramic materials based on aluminum nitride (AlN) are presented. Авторы выражают благодарность д.т.н. Фесенко И.П. за измерение тепло-проводности керамики на основе нитрида алюминия (АН-38М, АН-50КК, АН-5C) и к.т.н. Осипову А.С. за предоставленные образцы графита. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения Using composite diamond-containing materials structured with carbon binder and ceramic materials based on AlN in microwave radiation absorbers Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения |
| spellingShingle |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения Лещенко, О.В. Часнык, В.И. Бочечка, А.А. Полторацкий, В.Г. Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| title_short |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения |
| title_full |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения |
| title_fullStr |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения |
| title_full_unstemmed |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения |
| title_sort |
применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе aln в поглотителях микроволнового излучения |
| author |
Лещенко, О.В. Часнык, В.И. Бочечка, А.А. Полторацкий, В.Г. |
| author_facet |
Лещенко, О.В. Часнык, В.И. Бочечка, А.А. Полторацкий, В.Г. |
| topic |
Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| topic_facet |
Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| publishDate |
2019 |
| language |
Russian |
| container_title |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Using composite diamond-containing materials structured with carbon binder and ceramic materials based on AlN in microwave radiation absorbers |
| description |
Приведены результаты измерения затухания микроволнового излучения в образцах: композиционных материалов на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3 (1) и наноалмаза (2), структурированных углеродной связкой при давлении ниже атмосферного, и керамических материалов на основе нитрида алюминия (AlN).
Наведено результати вимірювання затухання мікрохвильового випромінювання в зразках: композиційних матеріалів на основі мікропорошку алмазу АСМ 5/3 (1) та наноалмазу (2), структурованих вуглецевою зв’язкою під тиском нижче за атмосферний, та керамічних матеріалів на основі нітриду алюмінію (AlN).
The results of measuring the attenuation of the microwave radiation in samples: composite materials based on ASM 5/3 diamond micron powder (1) and nanodiamond (2) structured with carbon binder at a subatmospheric pressure and ceramic materials based on aluminum nitride (AlN) are presented.
|
| issn |
2223-3938 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159973 |
| citation_txt |
Применение композиционных алмазосодержащих материалов, структурированных углеродной связкой, и керамических материалов на основе AlN в поглотителях микроволнового излучения / О.В. Лещенко, В.И. Часнык, А.А. Бочечка, В.Г. Полторацкий // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2019. — Вип. 22. — С. 279-285. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT leŝenkoov primeneniekompozicionnyhalmazosoderžaŝihmaterialovstrukturirovannyhuglerodnoisvâzkoiikeramičeskihmaterialovnaosnovealnvpoglotitelâhmikrovolnovogoizlučeniâ AT časnykvi primeneniekompozicionnyhalmazosoderžaŝihmaterialovstrukturirovannyhuglerodnoisvâzkoiikeramičeskihmaterialovnaosnovealnvpoglotitelâhmikrovolnovogoizlučeniâ AT bočečkaaa primeneniekompozicionnyhalmazosoderžaŝihmaterialovstrukturirovannyhuglerodnoisvâzkoiikeramičeskihmaterialovnaosnovealnvpoglotitelâhmikrovolnovogoizlučeniâ AT poltorackiivg primeneniekompozicionnyhalmazosoderžaŝihmaterialovstrukturirovannyhuglerodnoisvâzkoiikeramičeskihmaterialovnaosnovealnvpoglotitelâhmikrovolnovogoizlučeniâ AT leŝenkoov usingcompositediamondcontainingmaterialsstructuredwithcarbonbinderandceramicmaterialsbasedonalninmicrowaveradiationabsorbers AT časnykvi usingcompositediamondcontainingmaterialsstructuredwithcarbonbinderandceramicmaterialsbasedonalninmicrowaveradiationabsorbers AT bočečkaaa usingcompositediamondcontainingmaterialsstructuredwithcarbonbinderandceramicmaterialsbasedonalninmicrowaveradiationabsorbers AT poltorackiivg usingcompositediamondcontainingmaterialsstructuredwithcarbonbinderandceramicmaterialsbasedonalninmicrowaveradiationabsorbers |
| first_indexed |
2025-11-25T20:37:23Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:37:23Z |
| _version_ |
1850524320271433728 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
279
УДК 537.874.7:620.22-419 DOI: 10.33839/2223-3938-2019-22-1-279-285
О.В. Лещенко1;В.И. Часнык2, канд. техн. наук;
А.А. Бочечка1, д-р техн. наук; В.Г. Полторацкий1, канд. техн. наук
1 Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины
04074, Киев, ул. Автозаводская, 2; E-mail: vg.poltoratsky@gmail.com; olesh@ism.kiev.ua
2 Государственное предприятие НИИ «Орион» Украина, 03057, Киев, ул. Э. Потье, 8А
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ АЛМАЗОСОДЕРЖАЩИХ
МАТЕРИАЛОВ, СТРУКТУРИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНОЙ СВЯЗКОЙ, И
КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ AlN В ПОГЛОТИТЕЛЯХ
МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Приведены результаты измерения затухания микроволнового излучения в образцах:
композиционных материалов на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3 (1) и наноалмаза (2),
структурированных углеродной связкой при давлении ниже атмосферного, и керамических
материалов на основе нитрида алюминия (AlN). Затухание СВЧ излучения было измерено
на частотах 33.4 — 33.6 ГГц в цилиндрическом резонаторе на моде H111. Показана возможность
применения композиционных алмазосодержащих материалов в качестве объемных поглотителей
СВЧ излучения. Проведено сравнение удельного затухания в композитах на основе АСМ 5/3,
наноалмаза и в керамических материалах на основе AlN (АН-38М, АН-50КК, АН-5С). Удельное
затухание СВЧ излучения в композите на основе наноалмаза в 1,3 раза меньше, чем в материале АН-
50КК, но в 1,4 раза больше, чем в материале АН-38М.
Ключевые слова: затухание СВЧ излучения, объемный поглотитель СВЧ излучения, композит,
микропорошок алмаза, наноалмаз, наноуглерод, керамика на основе AlN
Введение
Совершенствование современных электронных приборов направлено не только
на улучшение их энергетических характеристик, таких как выходная мощность и усиление
СВЧ сигнала, но и одновременно на уменьшение массы и размеров как отдельных приборов
СВЧ техники, так и целых комплексов радиоэлектронной аппаратуры, предназначенных для
авиакосмической техники и ракет различного назначения. Именно поэтому вся аппаратура –
радиоэлектронная, радиотехническая, в том числе для мобильной связи, – постоянно
совершенствуется и рабочие частоты смещаются в диапазон все более и более высоких частот
(10–40 ГГц). Поэтому уменьшение веса и габаритов как отдельных элементов, частей, деталей,
так и аппаратуры в целом является актуальной задачей [1].
Применение керамических материалов на основе нитрида алюминия (AlN) в качестве
объемных поглотителей СВЧ излучения рассмотрено в работах [1–4].
К новым материалам, поглощающим СВЧ излучение, относится композиционный
алмазосодержащий материал, структурированный углеродной связкой, осажденной
из газовой фазы при давлении ниже атмосферного [5–8]. Технологический процесс получения
таких композиционных материалов – компактов различных форм и размеров на основе нано-
и микропорошков алмаза подробно описан в [8].
Целью настоящей работы является определение возможности применения
композиционных алмазосодержащих материалов в качестве объемных поглотителей
СВЧ излучения разных форм и размеров (до 250 мм) – колец, цилиндров, пластин.
Материалы, оборудование, методы исследования
Композит на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3 и композит на основе наноалмаза
изготовлены по одной технологии, но различия физических свойств исходных материалов
mailto:vg.poltoratsky@gmail.com
mailto:olesh@ism.kiev.ua
Выпуск 22. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
http:/altis-ism.org.ua
280
(плотность, удельная поверхность, объем пор) приводят к тому, что плотность
композиционного материала на основе АСМ 5/3 – 1,8 г/см3, на основе наноалмаза – 0,73–
0,82 г/см3; удельная поверхность (SБЭТ) – 1,93 м2/г и 259,4 м2/г, соответственно, [6, 8–10] т.е.
SБЭТ АСМ 5/3 и SБЭТ наноалмаза отличаются в 134 раза. В процессе синтеза композита (в среде
углеродсодержащего газа) в наноалмазе образуется гораздо большее количество углеродной
связки (нитей и глобул), чем в микропорошке алмаза. Это, скорее всего, приводит к большему
затуханию микроволнового излучения в наноалмазном композите по сравнению
с композитом на основе АСМ 5/3.
Микроструктура поверхности композита на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3,
структурированного углеродной связкой, показана на рис. 1 а, где крупные образования (темные)
представляют собой агломераты частиц синтетического алмаза, средние (светлые) – частицы
синтетического алмаза, покрытые наноуглеродом, самые мелкие образования (основной фон) –
наноуглеродные глобулы. Электронно-микроскопический снимок поверхности скола композита
на основе наноалмаза представлен на рис. 1 б. Материал выглядит довольно однородным: это
видно по тем областям, где скол прошел по беспористым зонам.
а б
Рис. 1. Микроструктура поверхности композита, структурированного
наноуглеродной связкой, на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3, (а); морфология
поверхности скола образца на основе наноалмаза (б)
Материал АН-38М изготавливается из смеси дисперсных материалов: порошка
нитрида алюминия (AlN), порошка молибдена (Mo) и кристаллического оксида иттрия (Y2O3):
AlN – 59 % (масс.), Mo – 38 % (масс.), Y2O3 – 3 % (масс.) Средний размер зерна AlN – 0,5–
3,0 мкмс, средний размер частиц Mo – 10,2 мкм, размер кристаллов Y2O3 – 1–4 мкм.
Компоненты смешиваются в высокоэнергетическом планетарном активаторе в течение 6
– 10 мин, затем из полученной смеси изостатическим прессованием изготавливают компакты.
Компакты спекаются в вакуумной печи при температуре 1850–1900 ºC в атмосфере азота при
нормальном давлении (0,12 МПа) в течение 60 мин. [2, 3].
Материал АН-50КК изготавливается из смеси дисперсных материалов: порошка
нитрида алюминия (AlN), порошка карбида кремния SiC и оксида иттрия (Y2O3): AlN –
44 % (масс.), SiC – 50 % (масс.), Y2O3 – 6 % (масс.). Компакты спекаются в вакуумной печи
при температуре 1800–1850 ºC в атмосфере азота при нормальном давлении (0,12 МПа)
в течение 60 мин [4].
Материал АН-5С – это керамический материал, изготовленный из смеси дисперсных
материалов: порошка нитрида алюминия (AlN), углерода – ламповой сажи (C) и
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
281
кристаллического оксида иттрия (Y2O3). Основой смеси является порошок AlN (91 % (масс.)),
к которому добавляется углерод – (5 % (масс.)) и Y2O3 (4 % (масс.)), средний размер
кристаллов Y2O3 – 4 мкм. Компоненты смешивают в высокоэнергетическом планетарном
активаторе в течение 6 мин, затем из полученной смеси изостатическим прессованием
изготавливают компакты. Компакты спекаются в вакуумной печи при температуре 1800–
1850 ºC в атмосфере азота при нормальном давлении (0,12 МПа) в течение 60 мин.
Графит – чистый, чешуйки размером ~ 1×1,5 мм, толщина – ~ 0,1–0,2 мм.
Из порошкового графита изостатическим прессованием при давлении 40–50 МПа
изготавливают компакты в форме диска диаметром 4 мм, толщиной 1 мм.
Исследование затухания СВЧ излучения для всех материалов, кроме графита,
проводились на образцах, изготовленных в форме диска: диаметр – 4.2 мм, высота – 1 мм.
Измерение ослабления (затухания) СВЧ излучения в образцах композитов и керамики
проводили на панорамном измерителе КСВН* и ослабления Р2-65, работающем в диапазоне
частот 25,9–37,5 ГГц, сечение высокочастотного тракта – 7.2 х 3.4 мм. Собственное затухание
резонатора (т.е. без измеряемого образца) составляет 2,0 дБ на частоте 33,66 ГГц, вид
колебания – H111 [11].
Результаты исследования
Результаты измерений и характеристики материалов – поглотителей микроволнового
излучения приведены в табл. 1.
Таблица 1. Параметры и характеристики материалов – поглотителей микроволнового
излучения
№
п/п
М
ар
к
а
м
ат
ер
и
ал
а
(х
и
м
.с
о
ст
ав
)
П
л
о
тн
о
ст
ь
,
ρ
,
г/
см
3
П
о
р
и
ст
о
ст
ь
,
ε,
%
З
ат
у
х
ан
и
е,
L
о
б
р
.,
д
Б
Ч
ас
то
та
и
зм
ер
ен
и
я
,
f,
Г
Г
ц
К
о
эф
-т
т
еп
л
о
-
п
р
о
в
о
д
н
о
ст
и
,
λ
,
В
т/
(м
·К
)
У
д
ел
ь
н
о
е
эл
ек
тр
о
со
-
п
р
о
ти
в
л
ен
и
е,
R
,
О
м
·м
У
д
ел
ь
н
о
е
за
ту
х
ан
и
е,
L
о
б
р
.,
д
Б
/(
г/
см
3
)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
АН-38М
(AlN, Mo)
4,3 2 10,5 33,40 74 – 78
1·1012
[7]
2,40
2
АН-50КК
(AlN, SiC)
2,8 8 12,0 33,20 35 – 37
(1,8-5,9)
· 105 [8]
4,30
3
АН-5С
(AlN,
Cсажа)
3,14 4 – 6 6,2 34,0 46 – 39
(1 – 1,4)
· 1011
2,00
4
Композит
на основе
АСМ 5/3
1,8 30 4,2 33,40
45
[2]
5 – 9
[11]
2,30
5
Композит
на основе
наноалмаза
Cалмаз
0,76 ±
0,06
73±2 2,5 33,61
1,2
[3]
1.0 – 1.5
[3]
3,30
6 Cграфит 2,28 < 1 6,5 33,28 150 – 200
10·10-6
[12]
2,85
* КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению.
Выпуск 22. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
http:/altis-ism.org.ua
282
Из анализа данных табл. 1 следует, что, если поглощение СВЧ излучения представить
в виде удельного поглощения, выраженного в дБ, приходящегося на 1 г массы материала-
поглотителя – L, дБ/(г/см3), то удельное поглощение композита, структурированного
углеродной связкой, на основе АСМ 5/3, соответствует уровню лучших материалов –
объемных поглотителей СВЧ излучения. По этой величине композит на основе АСМ 5/3
уступает в 1,87 раза материалу АН-50КК на основе нитрида алюминия и карбида кремния
(50 % (масс.)) и в 1,24 раза – чистому графиту. Отметим, что удельное затухание композита
на основе наноалмаза (№ 5) составляет 3,3 дБ/(г/см3), что в 1,4 раза выше, чем у композита
на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3 и в 1,15 раза выше, чем у чистого графита.
В табл. 2 представлены возможные формы и размеры деталей (изделий)
из композиционных материалов на основе нитрида алюминия и на основе алмаза.
Таблица 2. Формы и размеры деталей (изделий) из композиционных материалов
на основе нитрида алюминия и на основе алмаза
Форма
Размеры,
мм
Материал
АН-38М
/
АН-50КК
АСМ 5/3
/
Наноалмаз
Пластина
Длина 20 – 60 250
Ширина 16 – 48 120
Высота 0 ,5 – 5 ,0 50 – 100
Брусок
Длина < 100 250
Ширина 5 – 15 120
Высота 5 – 10 50 – 100
Цилиндр
Диаметр 4 – 30 < 120
Высота 1 – 40 < 120
Кольцо
Диаметр наружный 5,5 – 36,0 –
Диаметр внутренний 3,3 – 24,0 –
Высота 1,0 – 22,0 –
Шар Диаметр < 50 < 120
Из данных табл. 2 видно, что размеры деталей из алмазосодержащих материалов ≈ в 2–
5 раз больше, чем размеры изделий из материалов на основе AlN. Большие размеры деталей
(изделий) из алмазосодержащих композиционных материалов обусловлены, во-первых,
технологией получения таких материалов-композитов при давлении ниже атмосферного, во-
вторых, размерами реактора 250×120×120 мм.
Выводы
1. Композиционные алмазосодержащие материалы, структурированные углеродной
связкой, как и керамические материалы на основе нитрида алюминия (ALN), можно
использовать в качестве объемных поглотителей микроволнового излучения.
2. Проведено сравнение удельного затухания композитов на основе микропорошка
АСМ 5/3 и на основе наноалмаза с керамическими материалами на основе AlN: АН-38М, АН-
50КК, АН-5С. Удельное затухание СВЧ излучения в композите на основе наноалмаза
в 1,3 раза меньше, чем в материале АН-50КК, но в 1,4 раза больше, чем в материале АН-38М.
3. Удельное затухание композита на основе наноалмаза в 1,4 раза выше, чем у композита
на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3, и в 1,15 раза выше, чем у чистого графита.
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
283
4. Размеры деталей из алмазосодержащих материалов в 2–5 раз больше, чем размеры
изделий из керамических материалов на основе AlN, полученных свободным спеканием
в атмосфере азота.
5. Достоинством исследованных композиционных алмазосодержащих материалов,
структурированных углеродной связкой, как на основе микропорошка алмаза АСМ 5/3, так и
на основе наноалмаза, является возможность получения и изготовления из них деталей больших
размеров (до 250 мм) и сложных форм, т.к. формирование материала происходит при давлении
ниже атмосферного в реакторе достаточно большого объема – 250×120×120 мм [8].
Авторы выражают благодарность д.т.н. Фесенко И.П. за измерение тепло-проводности
керамики на основе нитрида алюминия (АН-38М, АН-50КК, АН-5C) и к.т.н. Осипову А.С.
за предоставленные образцы графита.
Наведено результати вимірювання затухання мікрохвильового випромінювання в зразках:
композиційних матеріалів на основі мікропорошку алмазу АСМ 5/3 (1) та наноалмазу (2),
структурованих вуглецевою зв’язкою під тиском нижче за атмосферний, та керамічних матеріалів
на основі нітриду алюмінію (AlN). Затухання НВЧ випромінювання було виміряно на частотах 33,4—
33,6 ГГц в циліндричному резонаторі на моді H111. Показано можливість застосування композиційних
алмазовмістких матеріалів як об’ємних поглиначів НВЧ випромінювання. Проведено порівняння
питомого затухання в композитах на основі АСМ 5/3 і на основі наноалмазу та в керамічних
матеріалах на основі AlN (АН-38М, АН-50КК, АН-5С). Питоме затухання НВЧ випромінювання
в композиті на основі наноалмазу в 1.3 рази менше ніж в матеріалі АН-50КК, але в 1.4 рази більше
ніж в матеріалі АН-38М.
Ключові слова: затухання НВЧ випромінювання, об'ємний поглинач НВЧ випромінювання,
композит, мікропорошок алмазу, наноалмаз, нановуглець, кераміка на основі AlN
O.V. Leshchenko1, V.I. Chasnyk2, O.O. Bochechka, V.G. Poltoratskiy1
1V.Bakul Institute of Superhard Materials of NAS of Ukraine
2 State enterprise Scientific Research Institute “Orion”
USING COMPOSITE DIAMOND-CONTAINING MATERIALS STRUCTURED WITH CARBON
BINDER AND CERAMIC MATERIALS BASED ON AlN IN MICROWAVE RADIATION
ABSORBERS
The results of measuring the attenuation of the microwave radiation in samples: composite materials
based on ASM 5/3 diamond micron powder (1) and nanodiamond (2) structured with carbon binder at
a subatmospheric pressure and ceramic materials based on aluminum nitride (AlN) are presented.
The attenuation of the microwave radiation is measured at frequencies of 33.4–33.6 GHz in a cylindrical
resonator at the H111 mode. The potential of using composite diamond-containing materials as
microwave radiation volume absorbers is demonstrated. Comparison
of specific attenuation in ACM 5/3-based and nanodiamond-based composites and
in ceramic materials based on AlN (AN-38M, AN-50KK, AN-5C) is carried out. The specific attenuation of
the microwave radiation in the composite based on nanodiamond is 1.3 times less than in the material AN-
50KK but 1.4 times more than in the material AN-38M.
Key words: microwave attenuation, volume absorber of microwave radiation, composite,
diamond micron powder, nanodiamond, nanocarbon, AlN based ceramics
Литература
1. Латыпова А.Ф., Калинин Ю.Е. Анализ перспективных радиопоглощающих
материалов // Вестник ВГТУ. – 2012. – 8, № 6. – С. 70–76.
2. Часнык В.И. Поглотители СВЧ энергии на основе нитрида алюминия с высоким
уровнем поглощения // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. –
2014. – № 4. – С. 8–12.
Выпуск 22. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
http:/altis-ism.org.ua
284
3. Алюмонітридні функціональні матеріали, одержані з нанодисперсних та мікронних
порошків гарячим пресуванням та вільним спіканням / І. П. Фесенко, М. М. Прокопів,
В. І. Часник та ін. – Київ. ІВЦ Алкон. – 2015. – 172 с.
4. Вплив добавки Y2O3 на структуроутворення та властивості композиційних матеріалів
на основі AlN-SiC / Т. Б. Сербенюк, Т. О. Пріхна, В. Б. Свердун та ін. //
Сверхтвердые материалы. – 2018. – № 1. – С. 12–22.
5. Гордеев С. К., Жуков С. Г., Никитин Ю. И., Полторацкий В. Г. Композиционные
материалы ультрадисперсные алмазы–пироуглерод // Неорганические материалы. –
1995. – том 31. – № 4. – С. 470–474.
6. О пористых композитах из ультра-дисперсных алмазов, полученных
компактированием при низких давлениях / Н. В. Новиков, Ю. И. Никитин,
Г. П. Богатырева и др. // Сверхтвердые материалы. – 2005. – № 4. – С. 3–10.
7. Poltoratskiy V. G., Lavrinenko V. I., Safonova M. N., Petasyuk G. A. A novel composite
diamond-containing dispersed material of natural and synthetic diamonds powders and
abrasive tools made of it // Diamond and Related Materials. – 2016. –Vol. 68. – N 9. – P.
66–70.
8. Полторацкий В. Г. Сверхтвердые композиционные порошки абразивного назначения
на основе алмаза и кубического нитрида бора с углеродной связкой. // Порошкова
металургія. – 2018. – № 11/12. – С. 40–52.
9. Никитин Ю. И., Уман С. М., Коберниченко Л. В., Мартынова Л. М. Порошки и пасты
из синтетических алмазов / Отв. ред. П. С. Кислый. АН Украины. ИСМ им. В. Н.
Бакуля. – Киев: Наук. думка, 1992. – 284 с.
10. Влияние методов извлечения алмазных нанопорошков на их физико-химические
свойства / Г. П. Богатырева, М. А. Маринич, Г. С. Олейник и др. // Сверхтвердые
материалы. – 2011. – № 3. – С. 85–95.
11. Часнык В. И., Полторацкий В. Г., Лещенко О. В. Затухание СВЧ излучения на частотах
34.09-34.19 ГГц в композиционном материале на основе микропорошка алмаза,
структурированном наноуглеродной связкой, осажденной из газовой фазы при
давлении ниже атмосферного. // Сверхтвердые материалы. – 2017. – № 6. – С. 33–43.
12. Electrical Conductivity of the elements [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://periodictable.com/Properties/A/ElectricalConductivity.an.html.
Поступила 03.06.19
References
1. Latypova, A. F., & Kalinin, Yu. E. (2012). Analiz perspektivnyh radiopoglo-shchaiushchih
materialov [Analysis of promising radio absorbing materials]. Vestnik VGTU – Vestnik of
VSTU, Vol. 8, 6, 70–76 [in Russian].
2. Chasnyk, V. I. (2014). Poglotiteli SVCh energii na osnove nitrida aliuminiia s vysokim
urovnem pogloshcheniia [Microwave energy absorbers based on aluminum nitride with a
high absorption level]. Tehnologiia i konstruirovaniie v elektronnoi apparature –
Technology and design in electronic equipment, 4, 8–12 [in Russian].
3. Fesenko, I.P., Prokopiv, M.M., Chasnyk, et al. (2015). Aliumonitrydni funktsionalni
materialy, oderzhani z nanodyspersnyh ta mikronnyh poroshkiv gariachym presuvanniam
ta vilnym spikanniam [Alumonitride functional materials obtained from nanodispersed
and micron powders by hot pressing and free sintering]. Kiev: IVTs ALKON [in
Ukrainian].
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/journal/09259635
http://www.sciencedirect.com/science/journal/09259635/68/supp/C
https://periodictable.com/Properties/A/ElectricalConductivity.an.html
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
285
4. Serbenyuk, T. B., Prikhna, T. O., Sverdun, V. B., et al. (2018). Vplyv dobavky Y2O3 na
strukturoutvorennia ta vlastyvosti kompozytsiinyh materialiv na osnovi AlN–SiC [Effect of
the additive of Y2O3 on the structure formation and properties of composite materials based
on AlN–SiC]. Sverhtviordyie materialy – Journal of Superhard Materials, January 2018,
Vol. 40, 1, 8–15.
5. Gordeiev, S. K., Zhukov, S. G., Nikitin, Yu. I., & Poltoratskiy, V. G. (2005).
Kompozitsionnyie materialy ultradispersnyie almazy-pirouglerod [Composite materials
ultrafine diamonds–pyrocarbon]. Neorganicheskiie materialy – Inorganic materials, Vol.
31, 4, 470–474 [in Russian].
6. Novikov, N. V., Nikitin, Yu. I., Bogatyreva, G. P., et al. (2005). O poristyh kompozitah iz
ultradispersnyh almazov, poluchennyh kompaktirovaniiem pri nizkih davleniiah [About
porous composites of ultrafine diamonds obtained by compaction at low pressures].
Sverhtviordyie materialy – Superhard materials, 4, 3–10 [in Russian].
7. Poltoratskiy, V. G., Lavrinenko, V. I., Safonova, M. N., & Petasyuk, G. A. (2016). A novel
composite diamond-containing dispersed material of natural and synthetic diamonds
powders and abrasive tools made of it. Diamond and Related Materials. Vol. 68, 9, 66–70.
8. Poltoratskiy, V. G. (2019). Sverhtviordyie kompozitsionnyie poroshki abrazivnogo
naznacheniia na osnove almaza i kubicheskogo nitrida bora s uglerodnoi sviazkoi [Abrasive
superhard composite powders based on diamond and cubic boron nitride with a carbon binder].
Poroshkova metalurgiia – Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 57, 11/12, 40–52.
9. Nikitin, Yu. I., Uman, S. M., Kobernichenko, L. V., & Martynova, L. M. (1992). Poroshki
i pasty iz sinteticheskih almazov [Synthetic diamond powders and pastes]. Kiev: Naukova
dumka [in Russian].
10. Bogatyreva, G. P., Marinich, M. A., Oleinik, G. S., et al. (2011). Vliianiie metodov izvlecheniia
almaznyh nanoporoshkov na ih fiziko-himicheskie svoistva [The effect of the methods of
recovering diamond nanopowders on their physicochemical properties]. Sverhtviordyie
materialy – Journal of Superhard Materials, June 2011, Vol. 33, 3, 208–216.
11. Chasnyk, V. ., Poltoratskiy, V. G., & Leshchenko, O. V. (2017). Zatuhaniie SVCh
izlucheniia na chastotah 34.09-34.19 GHz v kompozitsionnom materiale na ocnove
mikroporoshka almaza, strukturirovannom nanouglerodnoi sviazkoi, osazhdionnoi iz
gazovoi fazy pri davlenii nizhe atmosfernogo [Attenuation of microwave radiation at 34.09–
34.19 GHz in a composite material based on diamond micron powder structured by a
nanocarbon binder vapor-deposited at subatmospheric pressure]. Sverhtviordyie materialy
– Journal of Superhard Materials, November 2017, Vol. 39, 6, 397–404.
12. Electrical Conductivity of the elements. periodictable.com. Retrieved from
https://periodictable.com/Properties/A/ElectricalConductivity.an.html
https://link.springer.com/journal/11961
https://link.springer.com/journal/11961/40/1/page/1
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
http://www.sciencedirect.com/science/journal/09259635
http://www.sciencedirect.com/science/journal/09259635/68/supp/C
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
https://link.springer.com/journal/11961
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963516301777
https://link.springer.com/journal/11961
https://periodictable.com/Properties/A/ElectricalConductivity.an.html
|