Study of the electrodynamic properties of composite ceramics

Abstract

Nowadays, people are constantly under the influence of electromagnetic radiation, which can cause health deterioration. The creation of ceramic materials that protect biological and technical objects from the negative effects of electromagnetic radiation is relevant for Ukraine and the world. The purpose of the study is to create composite ceramics with the addition of graphite and conduct experimental studies of the electrophysical properties of such material samples in the frequency range of 26–37.5 GHz. The results of experimental studies of the developed ceramics based on facing tiles with an electrically conductive additive of 10, 20, and 30 % wt. of graphite. To determine the parameters of the interaction of electromagnetic radiation with the samples, the modernized standard equipment – P2-65 microwave standing wave coefficient and attenuation meter, was used. The phase composition of the material was determined using the method of X-ray phase analysis using a DRON-3M diffractometer with CuKα radiation with a nickel filter. The developed composite ceramic materials meet the basic requirements for the operation of similar materials and can be used to weaken the high-frequency electromagnetic field inside premises located in the areas of radio radiation action, and for environmental purposes to reduce the intensity of the electromagnetic field outside the premises where sources of radio radiation are present. Thus, the developed composite ceramics have characteristics that allow them to be used in construction and in electronic devices for the purpose of effective shielding of harmful radio radiation, and the developed ceramics, according to the classification, can be classified as radio-absorbing.

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 їїв будівництві та в електронних пристроях з метою ефективного екранування шкідливого радіовипромінювання, а розроблену кераміку, згідно з класифікацією, можна віднести до радіопоглинаючої.