Microwave Properties of Carbon Magnetic Shell Structures, Based on Glass Microspheres, With a Coating Consisting of Ferromagnetic Compounds and Nanocarbon

Abstract

У роботі встановлено закономірності зміни частотних залежностей мікрохвильових екрануючих властивостей виготовлених 2D і 3D метаструктур з періодичними ґратками на основі скляних мікросфер, покритих ГНП, ГНП-NiFe, MoS2 та суміші MоS2 + 20 % ГНП. Розглядається вплив розміру глобулярних структур на основі вуглецю, типу покриття глобул і типу полімерної матриці на значення та баланс між показниками відбиття, поглинання та пропускання електромагнітного випромінювання в діапазоні частот 25-37 ГГц. В якості скляного сердечника використовувалися скляні кульки діаметром 600 мкм і 1.8 мм. Встановлено, що збільшення розміру скляних мікросфер призводить до підвищення ефективності екранування, а також велика кількість ГНП або ГНП-NiFe у 3D структурі сприяє ефективному ослабленню електромагнітного випромінювання за рахунок збільшення відбиття та поглинання мікрохвиль. Наявність магнітного компонента NiFe на скляних мікросферах призводить до збільшення коефіцієнту поглинання A, тоді як коефіцієнт відбиття R зменшується порівняно з композитами на основі скляних мікросфер, покритих лише ГНП.

In the present work, regularities of changes in the frequency dependence of microwave shielding properties of fabricated 2D and 3D metastructures with periodic lattices based on glass microspheres coated with GNPs, GNPs-NiFe, MoS2 and a mixture of MoS2 + 20 % GNP were established. The influence of the size of carbon-based globular structures, the type of globule coating and the type of polymer matrix on the value and balance between the indices of electromagnetic radiation reflection, absorption and transmission in the frequency range of 25-37 GHz is considered. Glass balls with a diameter of 600 µm and 1.8 mm were used as a glass core. It was established that the increase in the size of glass microspheres leads to an increase in the shielding efficiency, and a large amount of GNP or GNPs-NiFe in the 3D structure contributes to the effective attenuation of electromagnetic radiation by increasing the reflection and absorption of microwaves. The presence of NiFe magnetic component on the glass microspheres leads to an increase in the absorption coefficient A, while the reflection coefficient R decreases compared to composites based on glass microspheres covered only with GNPs.