Научная статья на тему 'Электромагнитные характеристики экранирующих материалов на основе шунгитобетона, содержащего бишофит и хлорид кальция'

Электромагнитные характеристики экранирующих материалов на основе шунгитобетона, содержащего бишофит и хлорид кальция Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
102
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ШУНГИТ / ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ / БИШОФИТ / ЭКРАНИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Махмуд М.Ш., Белоусова Е.С., Прудник А.М.

Представлены результаты исследования характеристик ослабления и отражения электромагнитного излучения в диапазоне частот 0,5…18 ГГц углеродосодержащими пирамидообразными экранами с добавлением бишофита и хлорида кальция.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Махмуд М.Ш., Белоусова Е.С., Прудник А.М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Shielding characteristics OF the electromagnetic Shields on the base of Shungite-concrete containing bischofite and calcium chloride

Frequency dependencies of transmission and reflection coefficients of pyramid shields with addition of bischofite and calcium chloride in the frequency range of 0,5…18 GHz are presented.

Текст научной работы на тему «Электромагнитные характеристики экранирующих материалов на основе шунгитобетона, содержащего бишофит и хлорид кальция»

Доклады БГУИР

2013 № 1 (71)

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 621.315.4/.61

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКРАНИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ШУНГИТОБЕТОНА, СОДЕРЖАЩЕГО БИШОФИТ И ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ

М.Ш. МАХМУД, Е С. БЕЛОУСОВА, А.М. ПРУДНИК

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники П. Бровки, 6, Минск, 220013, Беларусь

Поступила в редакцию 3 декабря 2012

Представлены результаты исследования характеристик ослабления и отражения электромагнитного излучения в диапазоне частот 0,5.. .18 ГГц углеродосодержащими пирамидооб-разными экранами с добавлением бишофита и хлорида кальция.

Ключевые слова: шунгит, хлорид кальция, бишофит, экранирующие свойства.

Введение

Электромагнитное излучение (ЭМИ) радиочастотного диапазона, источниками которого явялются мониторы ЭВМ, дисплеи телефонов сотовой связи, УКВ радио- и телевещательных станций) обладает выраженным биологическим действием. При хроническом характере воздействия на организм человека уровней излучения, превышающих предельно допустимые значения, в организме человека возникают необратимые изменения в нервной, сердечнососудистой и эндокринной системах [1].

На основе шунгитовых пород уже создан ряд экранирующих ЭМИ материалов и пластинки для защиты от излучений. Так как шунгитовая порода обладает электропроводностью, то на ее основе создан ряд строительных материалов, совмещающих в себе свойства обычных стройматериалов и способность материала экранировать электромагнитные излучения.

Экранирующие ЭМИ материалы являются композиционными, так как помимо шунги-тового наполнителя включают и другие компоненты - связующее, другие экранирующие ЭМИ добавки [2].

Эксперимент

Для создания экранов ЭМИ предлагается использовать материалы с добавлением угле-родосодержащих материалов порошкообразного шунгита, поэтому целью исследования является разработка растворных смесей на основе шунгита и исследование их экранирующих свойств (коэффициентов отражения и ослабления) с добавлением растворов бишофита и хлорида кальция (CaCl2) [3].

Нетоксичной хорошо растворимой гигроскопичной солью является соль щелочноземельного металла - хлорид кальция CaCl2, которая диссоциирует в одну ступень. Хлорид кальция очень гигроскопичен, энергично поглощает водяные пары, образуя сначала твердые гидраты, затем расплываясь в жидкость [4].

Бишофит - водный хлорид магния, который в ископаемом состоянии встречается в виде соляной зернисто-кристаллической породы. В чистом виде кристаллы бишофита водяно-прозрачные, но могут иметь белую, розовую или бурую окраску в зависимости от примесей.

В состав бишофита входят около 70 химических элементов, в том числе хлорид магния (главное действующее вещество), а также йод, бром, железо, кремний, цинк и др. [5].

Для изучения влияния геометрии поверхности экрана на его характеристики ослабления и отражения электромагнитых волн разработана технология создания шунгитобетонных монолитных модулей с добавлением бишофита. В качестве подложки использовали промыш-ленно производимые прессованием целлюлозные формы из расположенных (с шагом 48 мм), усеченных восьмиугольных пирамид высотой 30 мм с размерами сечения и основания 11x11 мм и 20x20 мм.

Было изготовлено три образца на основе смесей порошков шунгита (размер фракций не более 0,5 мм) и портландцемента в весовом соотношении 1:4, в первый образец был добавлен в соотношении 1:4 30%-й водный раствора хлорида кальция (СаС12), во второй - кристаллическая соль (бишофит), в третий - 30%-й водный раствора хлорида кальция (СаС12) и бишо-фит, путем заполнения таким раствором прямоугольных целлюлозных модулей.

Поверхность таких модулей из шунгитобетона выравнивали по поверхности, и толщина составляла 8.. .10 мм.

Обсуждение результатов

Для описанных выше образцов шунгитобетонных модулей проводили измерение характеристик ослабления и отражения в диапазоне частот 0,5.18 ГГц, результаты приведены на рисунке (1 - с добавлением хлорида кальция (СаС12), 2 - с добавлением бишофита, 3 - с добавлением хлорида кальция (СаС12) и бишофита).

Из рисунка видно, что при добавлении 30%-го водного раствора хлорида кальция (СаС12) коэффициент передачи в диапазоне 0,5.18 ГГц значительно уменьшается от -5 до -43 дБ, а коэффициент отражения изменяется в диапазоне от -5 до -25 дБ. При исследовании образца из шунгитобетона с добавкой бишофита в диапазоне 0,5. 18 ГГц получено, что образец характеризуется относительно невысокой отражательной способностью от -5 до -23 дБ, а значение коэффициента передачи в диапазоне 0,5. 18 ГГц составляет от -0,5 до -8 дБ. В образце шунгитобетонных плит с добавлением и хлорида кальция (СаС12), и бишофита коэффициент отражения изменяется в диапазоне от 0 до -20 дБ, а коэффициент передачи - от 0 до -8 дБ.

0.5 1,7? 3 4.25 5,5 «,75 8 9,25 10,5 11,75 и 14,25 15,5 1«,75 1« 0,5 1,75 3 4,25 5,5 6,75 8 9,25 10,5 11,75 и 14,25 15,5 16,75 18

0,5 1,75 3 4,25 5,5 6,75 8 9,25 10,5 11,75 13 14,25 15,5 16,75 18

Частот:», ГГц

в

Частотные зависимости экранирующих характеристик экранов ЭМИ в диапазоне частот 0,5 .18 ГГц: ослабление (а); коэффициент отражения без металлического отражателя (б); коэффициент отражения с металлическим отражателем (в)

Заключение

Использование модулей пирамидообразных экранов ЭМИ с добавлением хлорида кальция (CaCl2) значительно снижает коэффициент передачи и, следовательно, уровень воздействия ЭМИ. Добавка бишофита, в составе которого имеется (MgCl2 ■ 6H2O), оказывает существенное влияние на уменьшение коэффициента отражения в диапазоне частот 0,5. 18 ГГц, но имеет небольшой коэффициент передачи (0. -20 дБ) по сравнению с добавкой раствора хлорида кальция. Таким образом, при добавлении в шунгитобетонные модули раствора хлорида кальция коэффициент отражения уменьшается на 30 дБ, поэтому они обладают лучшими экранирующими характеристиками.

SHIELDING CHARACTERISTICS OF THE ELECTROMAGNETIC SHIELDS ON THE BASE OF SHUNGITE-CONCRETE CONTAINING BISCHOFITE AND

CALCIUM CHLORIDE

M.SH. MAHMOUD, E.S. BELOUSOVA, A.M. PRUDNIK

Abstract

Frequency dependencies of transmission and reflection coefficients of pyramid shields with addition of bischofite and calcium chloride in the frequency range of 0,5.18 GHz are presented.

Список литературы

1. The Possible Harmful Biological Effects of Low-level Electromagnetic Fields of Frequencies up to 300 GHz. IEEE Position Statement. May, 2004.

2. Шунгитовые радиоэкранирующие материалы. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.promc.ru. - Дата доступа: 24.11.2012.

3. Тарченко У.А., Петровский Я.Ч., Василенко Д.А., ПрудникА.М. // Матер. XIV Междунар. НТК «Современные средства связи». Минск, 29 сентября-1 октября 2009. С. 165.

4. Глинка Н. Л. Общая химия. Л., 1988.

5. Bischofite Mineral Data. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://webmineral.com/data/Bischofite.shtml. -Дата доступа: 23.11.2012.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.