تطبيق المواد الماصة RFID

مع تطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة، يتزايد تأثير إشعاع الموجات الكهرومغناطيسية على البيئة يوما بعد يوم. في المطارات، لا تتمكن الطائرات من الإقلاع بسبب تداخل الموجات الكهرومغناطيسية، فتتأخر؛ في المستشفيات، غالبًا ما تتداخل الهواتف المحمولة مع التشغيل العادي لمختلف أدوات التشخيص والعلاج الإلكترونية. لذلك، أصبح موضوعًا رئيسيًا في علم المواد التحكم في التلوث الكهرومغناطيسي وإيجاد مادة يمكنها تحمل الإشعاع الكهرومغناطيسي وإضعافه - وهي مواد ماصة.

يشير ما يسمى بالمادة الممتصة لموجات الراديو أو الترددات اللاسلكية إلى نوع من المواد التي يمكنها امتصاص طاقة الموجات الكهرومغناطيسية المسقطة على سطحها. في التطبيقات الهندسية، بالإضافة إلى اشتراط أن تتمتع المادة الممتصة بمعدل امتصاص عالي للموجات الكهرومغناطيسية في نطاق ترددي واسع، فإنه يشترط أيضًا أن تكون خفيفة الوزن، ومقاومة لدرجة الحرارة، ومقاومة للرطوبة، ومقاومة للتآكل وغيرها من الخصائص.

يتسبب الإشعاع الكهرومغناطيسي في أضرار مباشرة وغير مباشرة لجسم الإنسان من خلال التأثيرات الحرارية، والتأثيرات غير الحرارية، والتأثيرات التراكمية. أكدت الأبحاث أن المواد الممتصة للفريت تتمتع بأفضل أداء. إنها تتميز بخصائص نطاق التردد العالي الامتصاص، ومعدل الامتصاص العالي، والسمك المطابق الرقيق. إن تطبيق هذه المادة على المعدات الإلكترونية يمكن أن يمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي المتسرب ويزيل التداخل الكهرومغناطيسي. وفقًا لقانون انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الوسط من نفاذية مغناطيسية منخفضة إلى نفاذية مغناطيسية عالية، يتم استخدام الفريت ذو النفاذية المغناطيسية العالية لتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية. ومن خلال الرنين، يمتص كمية كبيرة من الطاقة المشعة للموجات الكهرومغناطيسية، ثم يحول طاقة الموجات الكهرومغناطيسية إلى طاقة حرارية من خلال الاقتران.

في تقنيات التخفي والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC) ذات الأهمية المتزايدة، يعد دور وحالة المواد الممتصة للموجات الكهرومغناطيسية بارزًا جدًا. لقد أصبح سلاحًا سحريًا و"سلاحًا سريًا" للإجراءات الإلكترونية المضادة في الجيش الحديث. تطبيقاته هي أساسا في الجوانب التالية.

تكنولوجيا التخفي

ومن خلال طلاء الطائرات والصواريخ والدبابات والسفن والمستودعات وغيرها من الأسلحة والمعدات والمنشآت العسكرية بمواد ماصة، يمكنها امتصاص موجات الاستطلاع وتخفيف الإشارات المنعكسة، وبالتالي اختراق منطقة الدفاع الرادارية للعدو. هذا نوع من الاستطلاع المضاد للرادار. وسيلة قوية للحد من هجوم أنظمة الأسلحة بالصواريخ الموجهة بالأشعة تحت الحمراء وأسلحة الليزر. على سبيل المثال، فإن المقطع العرضي الانعكاسي الفعال للقاذفة الإستراتيجية الأمريكية B-1 هو 1/50 فقط من القاذفة B-52 لأنها مغطاة بمواد ماصة؛ بعد طلاء أغطية محركات طائرات الهليكوبتر 0H-6 وAH-1G Cobra بمواد ماصة، يمكن أن تقلل من الأشعة تحت الحمراء للمحرك بحوالي 90٪. خلال حرب الخليج عام 1990، كانت أول طائرة أمريكية من طراز F-117A دخلت العراق عبارة عن طائرات شبح مغطاة بمواد ماصة، مما أدى إلى تجنب مراقبة الرادار العراقي بشكل فعال.

تحسين الأداء العام للآلة

قد تؤدي الإشارات الكاذبة الناتجة عن انعكاس الموجات الكهرومغناطيسية بواسطة جسم الطائرة إلى اعتراضات كاذبة أو تتبع كاذب بواسطة رادارات محمولة جواً شديدة الحساسية؛ عندما تعمل عدة رادارات على متن طائرة أو سفينة في نفس الوقت، يكون التداخل بين هوائيات الإرسال والاستقبال الرادارية خطيرًا للغاية في بعض الأحيان، كما أن جهاز التشويش المدمج على متن الطائرة أو السفينة سوف يتداخل أيضًا مع الرادار أو معدات الاتصالات الخاصة بها . ومن أجل الحد من هذا التداخل، غالبًا ما تستخدم الدول الأجنبية درعًا مغناطيسيًا ممتازًا مع مواد ماصة لتحسين أداء الرادار أو معدات الاتصالات. إذا كان جسم الرادار أو معدات الاتصالات والهوائي وجميع كائنات التداخل المحيطة مغطاة بمواد ماصة، فيمكن أن تجعلها أكثر حساسية ودقة في اكتشاف أهداف العدو؛ إن طلاء الجدران المحيطة بفتحة هوائي الرادار المكافئ بمواد ماصة يمكن أن يجعلها أكثر حساسية ودقة. يمكنه تقليل تداخل الفصوص الجانبية مع الفص الرئيسي وزيادة مسافة تشغيل هوائي الإرسال. ويمكنه أيضًا تقليل تداخل انعكاسات الهدف الكاذبة على هوائي الاستقبال. سيؤدي تطبيق المواد الماصة في أنظمة الاتصالات عبر الأقمار الصناعية إلى تجنب التداخل بين خطوط الاتصال وتحسين حساسية أجهزة الاتصالات المحمولة في الفضاء والمحطات الأرضية، وبالتالي تحسين جودة الاتصال.

حماية سلامة

نظرًا لاستخدام الرادار عالي الطاقة ومعدات الاتصالات والتدفئة بالموجات الدقيقة وغيرها من المعدات، يعد منع الإشعاع الكهرومغناطيسي أو التسرب وحماية صحة المشغلين موضوعًا جديدًا ومعقدًا. يمكن للمواد الماصة تحقيق هذا الغرض. وبالإضافة إلى ذلك، ربما الإشعاع الكهرومغناطيسي

والمشاكل شائعة في الأجهزة المنزلية الحالية، والتي يمكن قمعها بشكل فعال من خلال الاستخدام الرشيد للمواد والمكونات الممتصة.

غرفة كاتمة للصدى للميكروويف

تسمى المساحة المكونة من جدران مزينة بماصات بغرفة كاتمة للصدى للميكروويف. يمكن تشكيل مساحة حرة غير عاكسة مكافئة (منطقة خالية من الضوضاء) في الغرفة المظلمة. فالموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة من البيئة المحيطة أصغر بكثير من الطاقة الكهرومغناطيسية المباشرة ويمكن تجاهلها. تُستخدم غرف الموجات الدقيقة عديمة الصدى بشكل أساسي لقياس المعاوقة المميزة والاقتران لهوائيات الرادار أو الاتصالات والصواريخ والطائرات والمركبات الفضائية والأقمار الصناعية وما إلى ذلك، لقياس نمط هوائيات حقيبة الظهر التي يستخدمها رواد الفضاء، ولتركيب واختبار وضبط المركبات الفضائية، يمكن لهذا أن يزيل تداخل الفوضى الخارجية ويحسن دقة وكفاءة القياس (يمكن أن يعمل في الداخل على مدار الساعة)، ويمكنه أيضًا الحفاظ على الأسرار.

ورقة عزل مغناطيسية للشحن اللاسلكي RFID/NFC

تُستخدم المواد الماصة على نطاق واسع في مجالات مثل RFID/NFC والشحن اللاسلكي لحل مشكلة التداخل المعدني التي تواجهها RFID/NFC. يمكن تركيبها في أي مكان يحدث فيه التداخل، وهو أمر مريح وصديق للبيئة وسريع. كما أنه يحل مشكلة تسخين الشحن اللاسلكي ويحسن كفاءة الشحن اللاسلكي.

نوع المادة

1. مادة ماصة مطاطية مرنة ورقيقة محملة مغناطيسيًا: مادة ماصة للتردد مضبوطة

تتميز المواد الممتصة للتردد المضبوطة، أو المواد الممتصة لتردد الرنين، بخصائص فقدان انعكاس عالية للغاية عند ترددات منفصلة، وعادة ما يكون ذلك مع توهين يصل إلى 20 ديسيبل. توفر المواد الممتصة للتردد المضبوط خصائص امتصاص ضيقة النطاق من 1 إلى 40 جيجا هرتز.

2. مادة ماصة لرنين التجويف

تم تصميم المواد الممتصة للرنانة لتظهر خصائص فقدان عالية عند وضعها في تجويف الميكروويف. ستعمل المواد الممتصة على تقليل عامل Q بشكل فعال عن طريق تخفيف رنين التجويف أو ترددات الرنين أو التوافقيات. عند الترددات من 1 إلى 20 جيجا هرتز، يمكن للمواد الممتصة لرنين التجويف أن تمتص طاقة الموجات الكهرومغناطيسية الساقطة من الاتجاهات العادية والزوايا العالية.

3. المواد الرغوية الممتصة للترددات الراديوية

المواد الممتصة للموجات السطحية

المواد الممتصة للموجات السطحية هي مادة ماصة من المطاط الصناعي ذات أقوى حمل مغناطيسي. تم تصميم المواد الممتصة للموجات السطحية بحيث تتمتع بأعلى خصائص الخسارة. تستخدم هذه المادة لوضعها على الأسطح الموصلة أو المعدنية وتمتص الموجات المتنقلة أو السطحية. يمكن للمواد الممتصة للموجات السطحية أن تمتص موجة متنقلة أو طاقة موجة سطحية من 1 إلى 20 جيجا هرتز.

مواد ممتصة للترددات المنخفضة

تتميز المواد الممتصة ذات التردد المنخفض بخصائص توهين عالية في نطاق التردد تحت الميكروويف. يتم تصنيع المادة إلى جزيئات مغناطيسية بأشكال مختلفة وتظهر نفاذية مغناطيسية عالية في نطاق التردد من 1 ميجا هرتز إلى 3 جيجا هرتز.

4. مادة امتصاص الرغوة العازلة المرنة

مادة شبكية تمتص الرغوة

إن مادة امتصاص الرغوة الشبكية عبارة عن مادة صفائحية خفيفة الوزن ومحملة بالكربون يمكنها أن تخفف بشكل كبير من الموجات الكهرومغناطيسية الساقطة في الاتجاهات العادية والمنحرفة. تتم معالجة المادة الرغوية الشبكية بطبقة متدرجة مستمرة ولها خصائص فقدان انعكاس النطاق العريض من 1 إلى 20 جيجا هرتز.

المواد الممتصة للرغوة التالفة

المواد الممتصة للرغوة المفقودة هي ألواح خفيفة الوزن ومحملة بالكربون ومنخفضة التكلفة. يتم تشكيله بطبقة موحدة وله خصائص فقدان إدخال عالية في نطاق التردد من 1 إلى 20 جيجا هرتز.

5. المواد الممتصة للترددات الراديوية

مادة ماصة للرغوة مجعدة

ماصات الرغوة المتعرجة عبارة عن مواد صفائحية خفيفة الوزن محملة بالكربون تشبه هندستها "صينية البيض". يتيح الهيكل المستدق الموجود على المادة خسارة انعكاس عالية من 1 إلى 20 جيجا هرتز.

6. رش وصب المواد الماصة

المواد العازلة والأحبار والطلاءات الماصة

يمكن تصنيع مواد الطلاء الماصة باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات التطبيق، مثل الرش أو الحقن أو الطلاء الغمر. يمكن معالجة المادة من مادة مكونة من جزء واحد أو جزأين ذات لزوجة مختلفة.