CC BY
3
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1
УДК 621.45.038.7
ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ БУТАДИЕНОВЫХ КАУЧУКОВ
А. В. Купряшов Научный руководитель - И. Я. Шестаков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлен анализ состава композиций современных защитных покрытий электронных приборов и радиоаппаратуры космической и авиаракетной техники на основе бутадиеновых каучуков разного способа полимеризации.
Ключевые слова: многофункциональное покрытие, радиационная стойкость, поверхностное сопротивление, защита от электромагнитных волн.
THE PROTECTIVE COATINGS OF ELECTRONIC DEVICES FOR AEROSPACE
PURPOSES BASED ON BUTADIENE RUBBERS OF VARIOUS POLYMERIZATION
METHODS
A. V. Kupriashov Scientific supervisor - I. I. Shestakov
ReshetnevSiberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The authors presented an analysis of the composition of modern protective coatings of electronic devices and radio equipment of space and aircraft technology based on butadiene rubbers of various polymerization methods.
Keywords: protective coating, radiation resistance, sheet resistance, electromagnetic wave shielding.
Помимо силовых воздействий аэрокосмические аппараты в процессе эксплуатации постоянно подвергаются широкому комплексу внешних физических влияний разнопланового характера: ионизирующие излучения, высокие температурные возмущения, электромагнитные поля, климатические факторы. Поэтому создание наружного материала для защиты электронных приборов и радиоаппаратуры аэрокосмических объектов, обладающего огромным спектром условий по отражению и поглощению от внешних агрессивных факторов, является актуальной задачей в современном приборостроении. Также важным фактором является защита радиоаппаратуры от космического ионизирующего излучения [1].
На рис. 1 представлен приборный отсек системы управления аэрокосмического объекта [2]. На наружную поверхность корпуса нанесено специальное защитное покрытие, которое предназначено для защиты от внешнего негативного воздействия (электромагнитного, ионного) на электрическую систему и электрооборудование системы управления летательного аппарата.
Секция «Электронная техника и технологии»
Рис. 1. Приборный отсек системы управления аэрокосмического объекта
Современное защитное покрытие, используемое для защиты электронных приборов и радиоаппаратуры аэрокосмической техники от агрессивного воздействия, имеет сложный состав и структуру. В основном, оно состоит из следующих основных компонентов: низко-или высокомолекулярная полимерная основа, наполнитель (основной компонент), отвердитель (катализатор) и вспомогательные вещества. Для наноструктурированных защитных слоёв состав сложнее: полимерная основа, отвердитель, растворитель (как правило, толуол), пластификатор, ингибирующие добавки. Полимерная основа является особо важной частью защитного покрытия. Её основное назначение - соединение всех компонентов в единую цельную равномерную структуру, способную легко наносится и осаждаться на металлических и пластиковых внешних элементах различных электронных приборов [3].
Наибольшее распространение для использования в качестве защитного покрытия электронных и радиоприборов в аэрокосмической технике получили каучуки марок СКБ, СКБ-М и их мировые аналоги [4]. Китайским учёным на основе каучука марки СКБ удалось создать покрытие невидимое для радара [5]. Данное покрытие активно используется для поглощения электромагнитных волн, изготовления маскировочных сеток и военных защитных костюмов. Главное достоинства использования данного вида каучуков связано с их лёгкостью нанесения на конструкции сложной конфигурации [6].
Синтетический каучук диеновый марок СКД-Э, СКД-СР и СКД-Л также активно используется для маскирующего покрытия приборных отсеков летательного аппарата, с целью предотвращения инфракрасного излучения, акустической восприимчивости, электромагнитных помех [7, 8]. Известны покрытия с нанографитовым порошком [9]. Данное волнопоглощающее покрытие имеет ряд существенных преимуществ, так как нанографитовый порошок имеет небольшой удельный вес, плотность нанографитового порошка составляет 0,6-1,0 г/см3. Такое покрытие обладает повышенными характеристиками поглощения волн за счет эффекта малого размера, эффекта поверхности и эффекта квантового размера. Функциональное покрытие на основе диенового синтетического каучука и нанопорошка графита поглощает излучение в различных диапазонах волн. Оно
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Тома 1
универсально, так как свойства волнопоглощения получены путем регулировки зернистости, концентрации смешивания и толщины покрытия. Состав покрытия описанный в [10] активно используется в настоящее время, различие с предыдущей работой лишь в использование другого наполнителя-пигмента с более крупным размером зерна. Такие покрытия способны эффективно поглощать лазерное излучение с диапазонами волн 810 нм, 850 нм, 905 нм, 908 нм и 1064 нм, при этом имеют коэффициент поглощения выше 0,9.
Каучуки данных типов позволяют получать лучший результат, так как они поглощают волны различной природы, лёгкие так как имеют тонкий слой, хороши по диспергирующим характеристикам, стабильны в нанесении и управляемы по качеству.
Библиографические ссылки
1. Купряшов А. В., Шестаков И. Я. Использование дисперсного углеродного наполнителя в качестве основного компонента многофункционального покрытия летательных аппаратов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики: сборник материалов VI международной науч.-практ. конф. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2020. С. 82-84.
2. Luo H., Li Y., Fan C., Wu X., Liu G. Design and experimental research on buffer protection of high-g penetrator for deep space exploration // Acta Astronautica. 2021. Vol. 189. P. 63-78. D0I:10.1016/j.actaastro.2021.08.020.
3. Uyanna O., Najafi H., Rajendra B. An inverse method for real-time estimation of aerothermal heating for thermal protection systems of space vehicles // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. Vol. 177. Article number 121482. D0I:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.1214824.
4. Купряшов А. В., Шестаков И. Я. Современные многофункциональные материалы и покрытия ракетно-космической техники на каучуковой основе // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2022. № 2. С. 3 - 10. D0I:10.14489/hb.2022.02.pp.003-010.
5. Patent No. 101440250 (A) China, IPC C 09 D 123/34. Radar invisible coating / C. Yue. No. CN200710187656, appl. 21.11.2007; publ. 27.05.2009.
6. Haque R., Sekh M., Kibria G., Haidar S. Comparative study of parametric effects on the performance of simple and powder mixed EDM using aluminium and graphite powder on Inconel X750 alloy // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 46. No. 17. P. 8366-8373. D0I:10.1016/j.matpr.2021.03.419.
7. Zareanshahraki F., Asemani H. R., Skuza J., Mannari V. Synthesis of non-isocyanate polyurethanes and their application in radiation-curable aerospace coatings // Progress in 0rganic Coatings. 2020. Vol. 138. Article number 105394. D0I:10.1016/j.porgcoat.2019.105394.
8. Nihmath A., Ramesan M. T. Development of novel elastomeric blends derived from chlorinated nitrile rubber and chlorinated ethylene propylene diene rubber // Polymer Testing. 2020. Vol. 89. Article number 106728.
9. Patent No. 104845044 (A) China, IPC C 08 K 3/04. Coated wave-absorbing material prepared from nano-graphite powder and preparation method of coated wave-absorbing material / Y. Jiang. No. CN201510214413, appl. 29.04.2015; publ. 19.08.2015.
10. Patent No. 108070306 (A) China, IPC C 09 D 133/00. Laser camouflage coating and preparation method thereof / L. Gao. No. CN201711383816, appl. 20.12.2017; publ. 25.05.2018.
© Купряшов А. В., 2022
