Sedef Pigment Katkılı Radar Soğurucu Yapısal Kompozitlerin Üretilmesi ve Geliştirilmesi

Abstract

Modern elektronik haberleşme ve savunma sanayisi uygulamalarındaki hızlı gelişmeler ile ince, hafif ve geniş bant aralığında güçlü soğurma özelliklerine sahip elektromanyetik (EM) dalga soğurucu malzemelere (Radar Soğurucu malzemeler (RAM)) olan ihtiyacı kaçınılmaz hale getirmiştir. Özellikle savunma sanayisinde ihtiyaç duyulan radar soğurucu kompozitler gizlilik teknolojilerinde oldukça yüksek öneme sahiptir. Bu malzemeler üzerine yapılan araştırmalar savunma sektörünü güçlendirmektedir. Bununla birlikte, Radar soğurucu malzemelerin mekanik özelliklerindeki eksikliklerden dolayı bu kompozitler üzerine yapılan çalışmalar genel olarak laboratuvar koşulları ile sınırlı kalan çalışmalar olduğundan üretilen kompozitlerin pratik olarak kullanımı çok kısıtlıdır. Bu proje çalışmasında, literatürde ve standartlarda istenen mekanik özellikleri sağlayan, geniş bant aralığında (2-18 GHz) yüksek soğurma (özellikle X-bant aralığında -10 dB ve altı) performansına sahip radar soğurucu kompozitler üretilmiştir. Kompozitlere soğurma özelliği kazandırılması için sedef pigmentler katkı olarak ilave edildi. Şu ana kadar sedef pigmentlerin (ticari olanlar ve projede üreteceklerimiz) radar soğurucu özellikleri hiçbir şekilde incelenmemiştir. Bu projenin özgün adımlarından biri de sedef pigmentlerin radar soğurucu katkılar olarak kullanılmasıdır. Dolayısıyla projenin ilk adımında şu ana kadar literatürlerde hiç radar soğurucu olarak çalışılmamış sedef pigmentler üretildi. Karbon ve cam elyaf ile güçlendirilmiş yapısal kompozitlere Radar (elektromanyetik dalga) soğurma özellikleri kazandırlmıştır. Bu soğurucu pigmentler ile emdirilmiş elyaf yapısal kompozitlerin elektromanyetik dalga soğurma özellikleri vektörel network analizör cihazı ile serbest ortam (free-space) metodu kullanılarak belirlendi. Sonuç olarak, bu projede, mükemmel elektromanyetik dalga absorpsiyon özellikleri gösteren fonksiyonel pigmentler olarak yeni nesil SnO2 ve Sb2O3 nanoparçacıklarla dekore edilmiş mika hibrit kompozitlerinin üstün özelliklerini ortaya koymuştur. Elektromanyetik ölçümler, tek metal oksit kaplı mika kompozitlerin yeterli soğurma performansı sergilemediğini göstermiştir. Bununla birlikte, SnO2 ve Sb2O3 nanoparçacıklarının bir kombinasyonu olarak, çift metal oksit kaplama, ara yüz polarizasyonunu, iletkenlik kaybını ve dielektrik kayıp özelliklerini geliştirmesi nedeniyle mükemmel elektromanyetik dalga absorpsiyon performansları sağlamıştır. SnSb/M nanokompozitlerin minimum yansıma kaybı değerleri, 9,3-12,4 GHz etkin bant genişliği ile 2,4 mm kalınlıklar için -25,62 dB'ye ulaşmıştır. Yapısal bir kompozit olarak, ağırlıkça %20 SnSb/M (GF25) ile doldurulmuş cam elyafı/epoksi bazlı yapısal kompozit, 3 mm kalınlıklar için 8,2 GHz'de -20,4 dB'lik minimum RL değeri ile mükemmel soğurma özellikleri sergilemiştir. Bu sonuçlar, SnSb/M nanokompozitlerinin potansiyel bir elektromanyetik dalga emici olarak kullanılabileceğini göstermiştir.