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科学家们创造了一种消除电磁干扰的复合材料

2020年08月28日

由来自南乌拉尔国立大学，乌拉尔联邦大学（叶卡捷琳堡）和白俄罗斯国家科学院组成的，国际科学家团队已开发出一种用于电磁组合和机械保护的高效复合材料，并详细研究了它的特性。研究人员在权威期刊《陶瓷国际》（英国）上发表了有关此问题的文章。

南乌拉尔国立大学内壁开发的材料是由高弹性及回弹力的合成聚氨酯聚合物制成，并用刚玉颗粒-结晶氧化铝增强。研究小组负责人南乌拉尔国立大学电子与计算机科学高等学校的讲师 丹尼斯·克莱格指出，聚氨酯可确保所得材料的柔韧性，刚玉-保障其其强度。同样重要的是，聚氨酯和刚玉都价格低廉。此外，刚玉具有降低电磁波振幅的能力-淬灭电磁辐射。此功能确定了所创建复合材料的实际应用方向。

“如您所知，工作中的电气设备会产生电磁场，进而会影响其他类似的设备。在这种情况下，所谓的电磁感应，噪音实际上是干扰。我们的复合材料可将电磁波的振幅降低10倍以上。它使设备之间的电磁相互作用解耦，从而消除并防止了嗡嗡声和干扰，丹尼斯·克里格 解释说：“同时，它还可以为设备提供防坠落和冲击的机械保护，这一点已通过在专门展台上进行的冲击载荷测试得到了证实。”

南乌拉尔国立大学生产的复合材料可用于减弱电磁辐射对人体的影响，从而改善包括与蜂窝通信相关的无线电工程设备的特性。测量表明，在所得复合材料中电磁波的反射系数在1至12 GHz的宽频率范围内保持稳定，并且是15 dB。这意味着该材料适用于各种蜂窝标准，包括最现代的4G和5G。

照片：克里加奇和瓦希托夫对天线场的反射系数进行初步测量

研究聚合物的关键电动特性-电磁波的介电常数，反射和传输系数-在乌拉尔联邦大学的电磁兼容性实验室进行。在南乌拉尔国立大学生产了基于刚玉颗粒增强的聚氨酯基复合材料。

“我们与一组由科学博士领导的材料科学家，来自理工学院的研究人员 奥列格·库德里亚夫采夫 和 米哈伊尔·日卡列夫 一起工作。他们制作了合适尺寸的工具，控制了材料的填充以及聚氨酯的填充过程。我们共同确定了在结晶氧化铝作用的刚玉对电磁辐射的感知的最佳粒径。与ВШ ЭКН的资深研究员 马克西姆·瓦希托夫 一起在位于3БВ建筑物屋顶上的天线场，进行了反射系数的初步测量。为了确认获得的结果，对反射系数在消声室中进行了重复测量，该消声室已通过了УрФУ欧洲标准认证。这保证了我们所需的准确性，” -丹尼斯·克里格 补充道。

请注意，该项目框架内有关开发基于聚氨酯和刚玉的复合材料的部分工作得到了俄罗斯科学基金会的支持。该研究方向本身是世界级乌拉尔地区区间科学和教育中心的优先事项 “先进的生产技术和材料” ，该中心目前是在乌拉尔联邦大学，南乌拉尔国立大学，其他地区高等教育机构，俄罗斯科学院乌拉尔分院和工业公司的共同努力下创建的。

南乌拉尔国立大学是5-100计划的参与者，该项目旨在提高俄罗斯大学在世界领先的研究和教育中心中的竞争力。

材料科学领域的研究是南乌拉尔国立大学与数字产业，生态学一起发展科学和教育活动的三个战略方向之一。

国家项目“科学”促进了国内开发和发明专利数量的增长，该项目应于2024年在俄罗斯实施。

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达里亚∙齐姆巴柳克，材料基于urfu.ru，照片：奥列格·伊戈辛，陶瓷国际，克里加奇的档案
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