защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и способ его изготовления

Классы МПК:H01Q17/00 Устройства для поглощения излучаемых антенной волн; комбинированные конструкции из таких устройств с активными антенными элементами или системами
Автор(ы):, , , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническое внедренческое предприятие "Гироконт" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2002-08-07
публикация патента:

Изобретение относится к средствам защиты от электромагнитного излучения. Технический результат заключается в ослаблении электромагнитного излучения и в снижении воздействия геопатогенных зон. Сущность изобретения заключается в создании многослойного пакета, включающего изоляционные слои и слои, поглощающие электромагнитное излучение, выполненные из материала, в который включен измельченный шунгит, графитизированный при температуре 500-1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, углеродоволокнистый материал и связующее. 2 с. и 59 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Формула изобретения

1. Защитный экран от воздействия электромагнитного излучения, выполненный в виде многослойного пакета, включающего чередующиеся слои из изоляционного материала и расположенные между ними слои, поглощающие электромагнитное излучение, выполненные из измельченного на фракции от 6 нм до 15 мм шунгита, углеродосодержащего материала, графитизированного при температуре 500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, и связующего при соотношении, мас.%:

Шунгит 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417698

Углеродосодержащий материал 0,05защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417695

Связующее 1,95защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417678,05

2. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из материала, содержащего дробленный шунгит с размерами частиц не более 15 мм, соединенных связующим (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей сухой массы), обогащенным измельченной массой (20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417655%) графитизированного углеродосодержащего материала.

3. Защитный экран по п.2, характеризующийся тем, что в качестве измельченной массы углеродосодержащего графитизированного материала использовано измельченное графитизированное углеродосодержащее волокно, повторно графитизированное после измельчения при температуре 950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

4. Защитный экран по п.2, характеризующийся тем, что частицы шунгита соединены связующим, обогащенным углеродосодержащей массой (20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417650%), полученной “выводом” фуллереноподобных и других углеродных образований из шунгита.

5. Защитный экран по п.2, характеризующийся тем, что частицы шунгита соединены связующим, обогащенным материалом (20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417650%), содержащим углеродные структуры высшего порядка (5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417625%), например фуллерены, онионы, нанотрубки.

6. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из материала, состоящего из дробленного шунгита с размерами частиц до 5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341767 мм в количестве 55защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417672% общей сухой массы, углеродосодержащей массы (15защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417625%), полученной измельчением графитизированного при температуре 800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С углеродного волокна с длиной волокон 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341765 мм и отвердевающего связующего (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей сухой массы).

7. Защитный экран по п.6, характеризующийся тем, что в качестве углеродного волокна использовано волокно, повторно графитизированное после измельчения при температуре 950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

8. Защитный экран по п.6, характеризующийся тем, что в качестве углеродосодержащей массы использован графитизированный при температуре 900защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С порошок шунгита с размерами частиц не более 0,8 мм.

9. Защитный экран по п.6, характеризующийся тем, что в качестве углеродосодержащей массы использована сажа, графитизированная при температуре около 1200защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

10. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из материала, состоящего из молотого шунгита с размерами частиц до 1 мм (60защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417680%) и углеродосодержащего материала из графитизированного при температуре 900защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С шунгита с размерами частиц 6 нмзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341760,1 мм (20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417640%), смешанных с раствором затвердевающего связующего (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417672% общей сухой массы).

11. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из материала, состоящего из молотого шунгита с размерами частиц 6 нмзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761 мм (36защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417672% общей сухой массы), смешанного со связующим (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей сухой массы) и углеродосодержащей массой (15защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417635% общей сухой массы), полученной из графитизированного при температуре 800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С углеродного волокна.

12. Защитный экран по п.10, характеризующийся тем, что в качестве углеродосодержащей массы использовано графитизированное при температуре 800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С углеродное волокно, измельченное до длины 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341765 мм, повторно графитизированное после измельчения при температуре 950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

13. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что в качестве углеродосодержащей массы использована масса (12защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417636%), полученная “выводом” фуллереноподобных и других углеродных соединений и образований из шунгита.

14. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что в качестве углеродосодержащей массы использована графитизированная в бескислородной среде при температуре 900защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С масса (12защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417636%), полученная выводом фуллереноподобных и других углеродных соединений и образований из шунгита.

15. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из частиц дробленного шунгита, соединенных в виде правильных прямоугольных пирамид, высотой, кратной защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176/4 и не более 160 мм, где защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176 - длина волны электромагнитного излучения, дробленного шунгита с размерами фракций 5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341767 мм, порошком шунгита с размерами частиц не более 0,8 мм и графитизированным измельченным до длин, равных не более половины длин волн электромагнитного излучения, углеродного волокна в соотношении, соответственно, в процентах от общей сухой массы: 20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417645, 20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417635, 15защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417625, 5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417620, соединенных раствором связующего (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей сухой массы).

16. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен толщиной 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761,5 мм и плотностью 1,2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762,2 г/см3 из прессованного порошка молотого шунгита с размерами частиц не более 0,1 мм.

17. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен толщиной не более 5 мм и плотностью 1,2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762,2 г/см3 прессованием порошка молотого шунгита с размерами частиц до 1 мм.

18. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из, по крайней мере, двух соединенных между собой подслоев.

19. Защитный экран по п.18, характеризующийся тем, что подслои выполнены толщиной 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761,5 мм прессованием из молотого шунгита с размерами частиц не более 0,1 мм.

20. Защитный экран по п.18, характеризующийся тем, что подслои выполнены толщиной не более 5 мм, плотностью 1,2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762,2 г/см3 из прессованного молотого шунгита с размерами частиц до 1 мм.

21. Защитный экран по любому из пп.18-20, характеризующийся тем, что подслои соединены между собой склеиванием через пленочный диэлектрик.

22. Защитный экран по любому из пп.18-20, характеризующийся тем, что подслои соединены между собой склеиванием через пироуглеродную или пирографитовую пленку.

23. Защитный экран по любому из пп.16-20, характеризующийся тем, что слои и подслои получены прессованием молотого шунгита в закрытой матрице.

24. Защитный экран по любому из пп.16-20, характеризующийся тем, что слои и подслои получены прессованием молотого шунгита методом прошивного прессования.

25. Защитный экран по любому из пп.18-22, характеризующийся тем, что подслои получены поочередно прессованием в закрытой матрице и методом прошивного прессования.

26. Защитный экран по любому из пп.18-20, характеризующийся тем, что поглощающий слой составлен из наклеенных на листовой графитизированный волокнистый материал с подпрессовкой до 1,2 г/см3 и пропиткой раствором связующего подслоев толщиной 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341765 мм из молотого шунгита с размерами фракций до 1 мм.

27. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой выполнен из углеродосодержащего материала, состоящего из многослойных пустотных глобул из шестичленных ячеек углерода, величиной 100-500 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176, а также мелкодисперсного кристаллического графита, стекловидных образований и стекловолокна, и/или фуллеренов 60 и С70, и/или онионов, и/или кластеров, и/или нанотрубок, и/или фуллеритов, и/или фуллеридов, и/или фуллероидов, смешанных со связующим (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей cухой массы).

28. Защитный экран по п.26, характеризующийся тем, что поглощающий слой включает подслой из листового углеродосодержащего волокнистого материала, графитизированного при температуре 800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, на который нанесен углеродосодержащий материал по п.27.

29. Защитный экран по п.26, характеризующийся тем, что поглощающий слой включает подслой из листового углеродосодержащего волокнистого материала по п.28, повторно графитизированного при температуре 900защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

30. Защитный экран п.1, характеризующийся тем, что хотя бы один из подслоев поглощающего слоя выполнен из металлической фольги и/или листового диэлектрика толщиной до 1 мм с нанесенным на него углеродосодержащим материалом в виде фуллеренов и/или онионов.

31. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой содержит, по крайней мере, один подслой, выполненный из листового диэлектрика с нанесенным пленочным углеродосодержащим материалом в виде сплошного нанотрубочного покрытия.

32. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой содержит, по крайней мере, один подслой, выполненный из листового диэлектрика с нанесенным пленочным покрытием из материала в виде изолированных друг от друга нанотрубочных или графитизированных углеродосодержащих нитей.

33. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой содержит, по крайней мере, один подслой, выполненный из прозрачного эластичного листового диэлектрика, толщиной не более 1 мм, с нанесенным несплошным покрытием в виде изолированных друг от друга нанотрубочных или графитизированных углеродосодержащих нитей.

34. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что поглощающий слой содержит, по крайней мере, один подслой, выполненный из молотого графитизированного при температуре 500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С шунгита с размерами частиц не более 0,8 мм и связующего (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей сухой массы).

35. Защитный экран по п.34, характеризующийся тем, что связующее (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629% общей сухой массы) обогащено графитизированным измельченным углеродным волокном (15защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417635% общей сухой массы).

36. Защитный экран по п.34, характеризующийся тем, что связующее обогащено измельченным до длины 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341765 мм углеродным волокном, графитизированным при температуре 800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

37. Защитный экран по п.34, характеризующийся тем, что в качестве обогатителя связующего использовано графитизированное при температуре 800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С углеродное волокно, измельченное до длины 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341765 мм, повторно графитизированное после измельчения при температуре 950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

38. Защитный экран по п.34, характеризующийся тем, что частицы шунгита соединены связующим, обогащенным углеродосодержащей массой, полученной “выводом” фуллереноподобных и других углеродных соединений и образований из шунгита (12защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417636% от общей сухой массы).

39. Защитный экран по п.34, характеризующийся тем, что частицы шунгита соединены связующим, обогащенным углеродосодержащей массой, графитизированной в бескислородной среде при температуре 900защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, полученной “выводом” фуллереноподобных и других углеродных соединений и образований из шунгита (12защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341766%).

40. Защитный экран по любому из пп.1-38, характеризующийся тем, что в поглощающих слоях в качестве связующего использованы или цемент, или пластмасса, и/или застывающий герметик, и/или клей.

41. Защитный экран по любому из пп.1-39, характеризующийся тем, что поглощающие слои покрыты хотя бы с одной стороны пироуглеродными и/или пирографитовыми пленками.

42. Защитный экран по п.1, характеризующийся тем, что изоляционные слои выполнены из рассеивающего материала.

43. Защитный экран по п.1 или 42, характеризующийся тем, что первый по потоку излучения изоляционный слой выполнен из нескольких подслоев с изменяемым по объему коэффициентом диэлектрической проницаемости.

44. Защитный экран по п.42, характеризующийся тем, что последний по потоку электромагнитного излучения изоляционный слой выполнен из отражающего диэлектрика с убывающей к внешней границе диэлектрической проницаемостью.

45. Защитный экран по п.44, характеризующийся тем, что последний по потоку электромагнитного излучения изоляционный слой выполнен из нескольких пленок отражающих диэлектриков с убывающей к внешней границе диэлектрической проницаемостью.

46. Защитный экран по п.42, характеризующийся тем, что первый по потоку электромагнитного излучения наружный слой составлен из двух подслоев, один из которых выполнен в виде пластины диэлектрика, а другой - в виде решетки пирамид с прямоугольным основанием.

47. Защитный экран по п.42, характеризующийся тем, что первый по потоку электромагнитного излучения наружный слой диэлектрика выполнен в виде гофрированной пластины.

48. Способ изготовления защитного экрана по любому из пп.1-47, включающий измельчение шунгита на фракции от 6 нм до 15 мм, графитизирование углеродосодержащего материала при температуре 500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, соединение его связующим с шунгитом, в соотношении, мас.%:

Шунгит 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417698

Углеродосодержащий материал 0,05защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417695

Связующее 1,95защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417678,05

формирование полученного материала в слои поглощающего материала, последующее размещение этих слоев между слоями изоляционного материала, дальнейшее формирование пакетов так, чтобы наружные слои были из изоляционного материала.

49. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.15 шунгит дробят на фракции, которые соединяют в виде правильных прямоугольных пирамид, высотой, кратной защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176/4 и не более 160 мм, где защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176 - длина волны электромагнитного излучения, равномерно перемешивая с раствором связующего (10защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417629%), обогащенного дробленным шунгитом с размерами фракций 5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341767 мм, порошком шунгита с размерами частиц не более 0,8 мм, и графитизированным измельченным до длин, равных половине длин волн электромагнитного излучения, углеродным волокном в соотношении, соответственно, в процентах от общей сухой массы: 20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417645, 20защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417635, 15защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417625.

50. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по пп.18-20 прессуют предварительно измельченный шунгит в подслои толщиной не более 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762 мм с плотностью 1,2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762,2 г/см3, которые соединяют между собой.

51. Способ по п.50, характеризующийся тем, что прессуют измельченный шунгит в закрытой матрице.

52. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.24 изготавливают подслои толщиной не более 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762 мм с плотностью 1,2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762,2 г/см3 из измельченного шунгита методом прошивного прессования.

53. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.25 изготавливают подслои толщиной не более 1защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762 мм с плотностью 1,2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762,2 г/см2 из измельченного шунгита поочередно прессованием в закрытой матрице и прошивным прессованием, которые затем соединяют между собой.

54. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.18 соединяют подслои путем склеивания.

55. Способ по п.54, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по пп.18-25 соединяют подслои путем склеивания через пленочный диэлектрик.

56. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.28 подслой поглощающего слоя из графитизированного материала выполняют листовым и наносят на него углеродосодержащий материал.

57. Способ по п.56, характеризующийся тем, что один из подслоев выполняют из металлической фольги или листового диэлектрика, на которую наносят углеродосодержащий материал в виде фуллеренов, и/или онионов, и/или кластеров.

58. Способ по п.56, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.31 один из подслоев выполняют из листового эластичного диэлектрика, на который наносят углеродосодержащий материал в виде сплошного нанотрубочного покрытия или нанотрубочных и/или углеродосодержащих нитей, нанесенных или параллельно и/или в виде сетки.

59. Способ по п.56, характеризующийся тем, что углеродосодержащий материал наносят на подслои напылением.

60. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.46 один из подслоев изоляционного слоя изготавливают в виде пластины диэлектрика, а другой - в виде решетки правильных прямоугольный пирамид.

61. Способ по п.48, характеризующийся тем, что для изготовления защитного экрана по п.47 один из подслоев из диэлектрика гофрируют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам защиты и может быть использовано в устройствах, предназначенных для поглощения и отражения электромагнитного излучения (ЭМИ).

Как известно, ЭМИ является формой энергии, создаваемой магнитными и электрическими полями.

Источниками высокочастотного ЭМИ являются персональные компьютеры, СВЧ-печи и другая бытовая и промышленная радиотехника и средства связи. В настоящее время источник излучения как элемент бытового агрегата, находящийся в рабочем состоянии в непосредственной близости от пользователя, воздействует на организм последнего практически всей мощностью своего источника, без какого-либо ослабления. Степень негативного воздействия источников высокочастотного ЭМИ на здоровье пользователей наряду с другими факторами определяется общей продолжительностью облучения. Опубликованы самые разные исследования о возможных последствиях воздействия на организм человека высокочастотных ЭМИ.

Среди возможных последствий длительного и/или частого пользования, в частности, радиотелефоном, указываются опухоли мозга и лейкемия, заболевания глаз и замедление обмена веществ, расширение кровеносных сосудов и сердечные приступы, дефекты рождения и выкидыши, отрицательное воздействие на иммунную и половую систему мужчин, депрессии и т.д. Кроме того, на организм человека воздействуют и источники, находящиеся за пределами его квартиры - это всевозможные ретрансляторы, радары, локаторы и т.п. Очевидно, что современному человеку, находящемуся в зоне повышенного уровня ЭМИ, необходимо хотя бы на всякий случай обезопасить себя и своих близких, максимально уменьшив степень облучения как от квартирных или рабочих источников, так и от внешних воздействий.

Задача защиты от ЭМИ решается разными способами и средствами.

Известны экранирующие ЭМИ устройства, выполненные из чередующихся отражающих и поглощающих ЭМИ слоев, в которых поглощающие слои выполнены из ферритных материалов или других металлсодержащих материалов [Зарубежная радиоэлектроника, 1979, №7, с.114; SU 1774532, кл. Н 05 К /00; 1990, SU 1786567, кл. Н 01 Q 17/00, 1990; ЕР 353923, H 01 Q 17/00, 1990].

На таком же принципе построено устройство [GB 2181898, кл. Н 01 Q 17/00, НКИ U 1 Q, U 1 S, заяв. 21.10.85, опубл. 29.04.87], которое представляет собой листовой поглотитель, выполненный в виде слоистой структуры, составленной из резистивной ткани, покрытой с наружной стороны защитной пленкой, а к внутренней стороне приклеен слой пенистого поглощающего материала, покрытого тонким слоем алюминия.

Такой поглотитель обеспечивает достаточно хорошее поглощение электромагнитного излучения, но имеет узкий диапазон поглощения только в СВЧ-диапазоне.

Большое распространение получили экранирующие устройства, в которых используются углеродосодержащие материалы [GB 2287836, кл. H 01 Q 17/00, 1993; US 5438333; GB 2234857; JP 6082942, H 01 Q 17/00, 1994].

Одним из таких устройств является поглотитель электромагнитных волн, содержащий материал, состоящий из нитей углеродосодержащего материала типа “углен”, чередующихся с нитями диэлектрического материала [RU №1790795, кл. Н 01 Q 17/00, 1990].

Такой поглотитель позволяет расширить рабочий диапазон длин волн, но содержит сравнительно небольшое количество проводящего материала со сложной ориентировкой нитей, в виде которых изготовлен углеродосодержащий материал, что резко снижает уровень поглощения.

Наиболее близким по технической сущности является поглотитель электромагнитных волн, выполненный из чередующихся слоев, одни из которых образованы волокнистыми углеродосодержащими фрагментами, выполненными из графитированного материала, а другие - из слоев изолирующего материала [Свидетельство РФ на ПМ №14751, кл. Н 01 Q 17/00, публ. 20.08.2000, бюл. №23].

Такой поглотитель обладает довольно высокими поглощающими свойствами, но при такой конструкции требуется согласование длин волн ЭМИ и размеров волокнистых углеродосодержащих фрагментов, что усложняет его использование, к тому же сама конструкция довольно громоздка и сложна в изготовлении.

Кроме того, ни одна, ни другая конструкция не решает проблему нейтрализации воздействия геопатогенных зон.

Задачей заявляемого решения является улучшение экологии путем повышения уровня ослабления ЭМИ, а также нейтрализации воздействия геопатогенных зон с одновременным упрощением конструкции и созданием анизотропии свойств в защитном экране.

Поставленная задача решается тем, что в известном защитном экране, выполненном в виде многослойного пакета, включающем чередующиеся слои из изоляционного материала и расположенные между ними слои из поглощающих электромагнитное излучение материалов, которые выполнены из измельченного на фракции от 6 нм до 15 мм шунгига, связующего и углеродосодержащего материала, графитизированного при температуре 500-1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, при соотношении мас.%;

Шунгит 1-98

Углеродосодержащий материал 0,05-95

Связующее 1,95-78,05

В зависимости от длины волны ЭМИ, размеров защищаемой зоны поглощающий слой защитного экрана изготавливается из самых разных сочетаний размеров фракций шунгита, типов, форм и состояний углеродосодержащего материала и связующего.

Поставленная задача решается также тем, что изготовление защитного экрана включает измельчение шунгита на фракции от 6 нм до 15 мм, графитизирование при температуре 500-1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С углеродосодержащего материала, соединение его связующим с шунгитом, формирование полученного материала в слои поглощающего материала, размещение этих слоев между слоями изоляционного материала, которые далее формируют в многослойные пакеты, так, чтобы наружные слои были из изоляционного материала.

В зависимости от размеров, расположения и степени воздействия геопатогенных зон предложено использовать шунгит, измельченный на фракции разной величины (мм), такие как 6 нм - 0,1 мм, 0,1-1 мм, 1-5 мм, 5-7 мм, 15 мм и 160 мм, и используют в виде смеси графитизированного при температуре 900-1300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С порошка шунгита с размерами частиц 6 нм - 0,1 мм и шунгита с размерами частиц не более 1 мм, в соотношении мас.%, соответственно: 60-80:20-40 или в виде смеси измельченного шунгита с графитизированным измельченным или неизмельченным углеродоволокнистым материалом.

Для повышения уровня ослабления ЭМИ разной интенсивности и длины волны предложено в качестве углеродосодержащего материала использовать графитизированный при температуре 800-1500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С и/или измельченный до половины длины волны излучения и повторно графитизированный углеродоволокнистый материал (950-1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С). Используется также графитизированный при температуре 500-950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С порошок шунгита с размерами частиц не более 0,8 мм и/или углеродосодержащий материал, состоящий из шестичленных ячеек углерода размером 100-500 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176, фуллеренов С60 и С70 и/или онионов, нанотрубок, других фуллереноподобных образований, мелкодисперсного кристаллического графита, стекловидных образований и стекловолокон.

Для увеличения поглощающей площади поглощающий слой может быть выполнен из дробленого шунгита, частицы которого соединены в виде правильных пирамид высотой не более 160 мм, кратной 4.

Для удобства изготовления предложено поглощающий слой выполнять состоящим, по крайней мере, из двух соединенных между собой подслоев толщиной не более 1-1.5 мм, плотностью 1.2-2.2 г/см3, собранных из измельченного шунгита с размерами частиц 0.1-1.0 мм. Эти подслои можно изготовить прессованием, например, в закрытой матрице и/или прошивным прессованием. Подслои могут быть соединены между собой, например, склеиванием через пленочный диэлектрик и/или пироуглеродные и пирографитовые пленки.

Для обеспечения высокой проводимости поглощающего одного или нескольких подслоев они могут быть выполнены из пленочного диэлектрика, на который нанесен углеродосодержащий материал.

В зависимости от источника излучения и защищаемого объекта в качестве связующего использован или цемент, или пластмасса, и/или застывающий герметик, и/или клей, а для того, чтобы при этом не снизить поглощающие свойства материала, связующее должно быть обогащено измельченным и/или измельченным и графитизированным порошком шунгита и/или графитизированным углеродоволокнистым материалом.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявленное решение отличается использованием для создания поглощающего слоя шунгита, соединенного связующим с углеродосодержащим графитизированным материалом, что позволяет судить о соответствии критерию “новизна”

Сущность изобретения заключается в следующем.

Как известно, углерод (С), расположенный в четвертой группе второго периода системы элементов, является единственным элементом, у которого валентность и координационное число совпадают.

Валентность - это способность атома химического элемента образовывать химические связи с другими атомами, а координационное число – это число ближайших к данному атому соседних атомов, находящихся от него на одинаковом расстоянии). Благодаря такой особенности углерод имеет возможность образовывать соединения практически с любым числом атомов в цепи, в которой может быть любое число кратных связей, и в любом сочетании. Соединения углерода встречаются на Земле повсюду: в земной коре как горючие ископаемые (уголь, природный газ, нефть и др.), в атмосфере - углекислый газ, в любом живом организме, так как энергия, необходимая организму, образуется в клетках за счет окисления углерода.

До недавнего времени были известны две естественные кристаллические модификации углерода: графит и алмаз. Алмаз, в отличие от графита, не содержит кратных связей. Он характеризуется совершенно правильной кристаллической структурой с одинаковыми расстояниями между всеми соседними углеродными атомами. Благодаря структуре алмаз обладает исключительной твердостью.

Графит имеет гексагональное строение. Атомы углерода расположены в вершинах правильных, плотноупакованных в плоскости, шестиугольников (гексагонов или шестичленных циклов). В каждой плоскости имеется один слой атомов, расположенных указанным образом. Такие плоскости называются базисными. Каждый атом в базисной плоскости связан с тремя соседними и находится от них на расстоянии 1.42 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176. Кристалл графита состоит из множества базисных плоскостей (слоев), расположенных параллельно одна другой. Порядок расположения атомов внутри слоя повторяется через один слой в 80% случаев, через 2 слоя - в 14% случаев. Расстояние между слоями -3.35 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176, а энергия связи между ними - 20 ккал/г-атом, в то время как энергия связи между атомами составляет 120 ккал/г-атом. Длины связей между слоями больше, чем внутри слоев, что выражает делокализацию электронов и появление у графита частичных металлических свойств.

Размер кристаллита графита не превышает 600 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176. В кристаллите сажи атомы расположены упорядоченно только в двух направлениях, лежащих в плоскости слоя; в третьем направлении упорядоченность отсутствует. В плоскости сажевого кристаллита атомы углерода расположены так же, как и у графита, с тем же расстоянием между ними (1.42 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176). Расстояние между слоями в саже больше, чем в графите, и составляет 3.45-3.70 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176. Углерод может переходить из одной модификации в другую. Процесс перехода углеродистых материалов в состояние более высокой кристаллографической упорядоченности называется графитизацией.

Обычно графитизация углеродистых материалов проводится при температурах от 500 до 3000защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, причем для различных веществ она протекает по-разному.

Электрофизические свойства графита определяются его структурой. Как было указано ранее, графит имеет гексагональную слоистую структуру. Связи внутри каждого слоя имеют ковалентный характер. Орбиты (2Pz) образуют полосу электронной проводимости, которая обладает крайне анизотропными свойствами. При нагреве нефтяного кокса до 500-800защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С электросопротивление его уменьшается в миллиард раз. Это явление можно объяснить тем, что в материале происходит интенсивное выделение летучих соединений, что приводит к разрыву периферийных связей и образованию неспаренных электронов. В монокристалле графита отдельные слои представляют собой двумерный металл с эффективной массой носителей тока, равной массе свободного электрона. В направлении, перпендикулярном слоям, графит является полупроводником. Таким образом, электрический ток в графите переносится как электронами, так и положительными дырками, а его сопротивление определяется концентрацией носителей тока и их средним свободным пробегом. Из этого следует, что электрические свойства графита в зависимости от направления могут быть различными, причем анизотропия будет тем больше, чем выше структурное совершенство рассматриваемого сорта графита. Для пирографита электросопротивление в направлении оси, параллельной осаждению, составляет 5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417610-3, а в перпендикулярном направлении - 2,5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176102-2,5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176104 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м, для монокристаллического графита - соответственно 0,4 и 100 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м. Влияние температуры графитизации на удельное электросопротивление при комнатной температуре можно наблюдать на примере графита марки ГМЗ: при температуре графитизации 1200, 2200, 2700, 3000защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С удельное сопротивление равно соответственно 45, 23, 14 и 12 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м.

Положение минимума на температурной зависимости электросопротивления зависит в том числе от температуры графитизации (чем выше температура графитизации, тем меньшее значение имеет величина электросопротивления при одной и той же температуре и минимум образуется при более низкой температуре измерения), сортам графита и кристаллитов, размеры которых, в свою очередь, зависят от температуры и временной диаграммы графитизации (т.е. технологии графитизации), а также от исходной шихты.

Широкое применение получили в последнее время такие новые виды углеграфитовых материалов, как пироуглерод, пирографит, нитевидный графит, стеклоуглерод. Обычно материал, получаемый при более низких температурах пиролиза (разложения) и осаждения (в пределах 1000-1200защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, где достигается максимальная плотность осадка), называют пироуглеродом, а при высоких (2100-2300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С) - пирографитом. Большая плотность пленок при 1000-1200защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С объясняется тем, что пиролиз идет на наиболее активных атомах углерода и образуемая при сравнительно небольшой скорости разложения углеродная структура достаточно упорядочена. Плотность падает до значения 1,2 г/см3 при температуре осаждения 1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С. При дальнейшем повышении температуры начинается процесс графитизации, который вновь приводит к упорядочению структуры осадка и повышению плотности до 2,2 г/см3. Такой материал, у которого плотность приближается к теоретической плотности графита, обладает свойствами, аналогичными монокристаллу, т.е. очень большой анизотропией свойств в различных направлениях и экстремальными значениями электросопротивления, теплопроводности, прочностных, поглощающих ЭМИ и др. свойств. Поэтому пироуглеродные и пирографитовые пленки используют не только как самостоятельный материал, но и для улучшения качества обычного графита. Такая же совершенная структура наблюдается и на так называемых нитевидных волокнах графита.

Технология производства, как уже упоминалось, существенно влияет на свойства графита и других углеграфитовых материалов. О роли графитизации говорилось. Описанная выше структура графита предопределяет неопределенность свойств в различных направлениях (анизотропию). В зависимости от технологических приемов получения компактного графита его частицы могут получать предпочтительную ориентацию. Так, при прессовании в закрытой матрице они располагаются длинной стороной перпендикулярно усилию прессования, а при изготовлении изделий прошивным методом частицы ориентируются вдоль оси прессования, образуя соответствующую текстуру. Наибольшей текстурированностью обладает поверхностный слой толщиной 1 мм, так называемая “корка”. Текстурированностью слоев 2-4 мм, непосредственно примыкающих к “корке”, ниже, чем в среднем по заготовке. В остальном объеме она плавно уменьшается к центру. Наиболее сильно анизотропия проявляется на осажденных пленках графита и углерода, где отношение величин различных свойств может достигать 1000 и более. Для получения большой анизотропности производится многократное измельчение и отбор нужной фракции уже графитизированного материала с последующей пропиткой и дополнительной графитизацией. (Э.Н. Мармер. Справочник. М.: Металлургия, 1973, с.7-24). Чем выше дисперсность материала, тем больше будет величина электросопротивления при низких температурах.

Электросопротивление сажи зависит от температуры предварительной обработки. При нагреве сажи до температуры 950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С поверхносгь частиц освобождается от адсорбированных веществ. Вследствие этого при температурах около 1200защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С наблюдается минимум электросопротивления, величина которого для различных сортов имеет значения 2-4защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 223417610 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м. При нагреве сажи до более высоких температур электросопротивление увеличивается и достигает максимума при температурах 2500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, значения которого находятся в пределах 4-8защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176103 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м.

Электросопротивление графитовой крупки, состоящей из частиц 0.8 мм с насыпной массой 0,74 г/см3, составляло 5защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176104 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м. После укрупнения крупки до объемной массы 1.2 г/см3 электросопротивление снизилось до 40 Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м. Электросопротивление графитовой ваты в неуплотненном состоянии (объемная плотность ~0.1 г/см3) равно 2защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176104, а в уплотненном до 0,35 г/см3 - 4защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176103Омзащитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176мм2/м.

Во второй половине XX века была открыта новая форма существования углерода, а именно устойчивая структура полого замкнутого иона, состоящего из 60 атомов углерода. В 1966 году в статье, опубликованной в журнале “New Scientifist”, Д. Джоунс написал о “полой молекуле”, состоящей из закрученных слоев графита. В 1973 году советские химики Д.А. Бовчар и Е.Г. Гальперин фактически предсказали возможность существования устойчивого замкнутого иона, состоящего из 60 атомов углерода. Но датой открытия новой формы существования углерода считается дата опубликования работы Роберта Ф.Керла и Ричарда Э.Смолли (Успехи науки, 1991, N 12), в которой молекула была зарегистрирована как кластер с магическим числом атомов в ней. Это послужило началом для исследований различных свойств данного кластера. В результате была надежно установлена замкнутая сферическая структура молекул C60, объясняющая ее повышенную стабильность. Оказалось, что наиболее устойчивая структура сферической оболочки - это сочетание пяти- и шестиугольников, а именно 12 правильных пятиугольников и 20 неравносторонних шестиугольников. Все 90 сторон данной сферической оболочки имеют одинаковую длину, а все атомы углерода в молекуле С60 находятся в равнозначном положении, так что каждый атом принадлежит одновременно двум шестиугольникам и одному пятиугольнику. Эта фигура (так же, как и покрышка футбольного мяча) имеет таким образом, симметрию усеченного икосаэдра Икосаэдр - самый симметричный из пяти правильных многогранников (платоновых тел, которые считались символами пяти первоэлементов) - ассоциировался с “квинтэссенцией”, первоэлементом эфира. Возможно поэтому среди рисунков Леонардо да Винчи можно увидеть “молекулы С60”. Наряду с этим было показано, что повышенной стабильностью обладает также молекула С70, имеющая форму замкнутого сфероида, больше напоминающую форму мяча для игры в регби. В молекуле С70 имеется пять разных, в отличие от молекулы С60, позиций атомов. Вскоре после данного открытия путем термического разложения графита ученым удалось синтезировать новое вещество, молекулы которого имели сферическую форму. Так появились фуллерены. Происхождение этого термина связано с именем американского архитектора Букминстера Фуллера, который применял такие структуры при конструировании куполообразных зданий. Эти архитектурные конструкции напоминают структуру молекул С60. Способ получения фуллеренов основан на термическом разложении графита в умеренных условиях, когда нарушаются связи между отдельными слоями графита, но не проходит разложение испаряемого углерода на отдельные атомы. При этих условиях испаряемый графит состоит из фрагментов - полициклических сетевых кластеров, образовавшихся из монослоев углерода, представляющих шестиугольные конфигурации атомов углерода, похожие на лоскуты проволочной сетки. Они вступают в реакцию с другими подобными лоскутами и могут увеличиваться даже до размеров, когда их можно наблюдать визуально. В конденсирующихся парах углерода у “свободно” парящих графитовых листов нет атомов для присоединения к концевым связям. Следовательно, такие структуры не должны оставаться плоскими. Стремление перейти в устойчивое состояние вынуждает их закручиваться, образуя замкнутые структуры.

Для разложения графита при получении фуллеренов используются либо электрический нагрев графитовых электродов путем создания дуги в атмосфере гелия, либо лазерный разогрев поверхности графита. Поток фрагментов графита, образующихся в результате термического испарения поверхности графита, содержит, наряду с кластерами С60 и С70, большое количество более легких кластеров с четным числом атомов углерода. При соответствующих условиях значительная часть этих кластеров преобразуется в кластеры С60 и С70. Смесь С6070 называют фуллеритом. Она представляет собой достаточно прозрачный темно-коричневый (до черного) кристаллический осадок в виде небольших стерженьков, таблеток, гексагональной формы снежинок.

Этот осадок - результат испарения растворителя (бензола или толуола) из сажи, полученной в вакуумной камере. Открыта возможность эффективного синтеза С60 при сжигании бензола в специальных камерах при температуре 1500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, в результате пиролиза нафталина в кремниевой трубке. Предложено получать фуллерены из жидкокристаллической метафазы, получаемой в качестве отхода при пиролизе углей. Это смолистое вещество - продукт непрерывной гидрогенизации бурого угля при давлении 100 атм. Лазерное облучение поверхности метафазы приводило к образованию летучей фазы с большим содержанием С60.

Недавно установлено, что для получения заметных количеств С60 можно использовать коптящее пламя. (О.А. Рысьев. Шунгит - национальный камень России. - СПб., 2000, с.32-38).

На сшивку сферических структур могут влиять самые различные факторы. Так, если графитовые электроды поместить не в атмосферу аргона, а в толуол, то в результате пропускания разряда постоянного тока в дуге раствор насытится кластерами с числом атомов от 4 до 76. Наибольшей концентрацией характеризуются кластеры С50, количество которых в 8 раз превышает количество фуллеренов С60. Фуллерены в бескислородной среде отличаются высокой химической инертностью и стабильностью до температуры 1700К. Однако в присутствии кислорода, в частности, на открытом воздухе окисление этой формы углерода, сопровождающееся выделением СО и СО2, наблюдается уже при 500К. Дальнейшее повышение температуры до 700К приводит к окончательному разрушению упорядоченной структуры С60.

Так как углерод обладает способностью давать соединения с практически любым числом атомов в цепи, в которой может быть любое число кратных связей и в любом сочетании, то до настоящего времени в молекулы фуллеренов удалось внедрить атомы элементов почти половины таблицы Менделеева и получить семейство новых соединений, названных эндроэндральными.

В последнее время большое внимание привлечено к выделению и изучению фуллеренов с защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176>60, получивших название гигантских, или гиперфуллеренов. До настоящего времени удалось выделить в количестве, достаточном для изучения, фуллерен С76. В процессе образования фуллеренов из графита образуются также и другие структуры, составленные из шестичленных ячеек углерода.

Эти структуры являются замкнутыми и полыми внутри. Среди них выделяются наночастицы и нанотрубки. Наночастицы - замкнутые структуры, подобные фуллеренам, но значительно превышающие их по размерам. В отличие от фуллеренов они могут содержать несколько слоев. Такие сфероидальные многослойные структуры получили название онионы - луковицы. Нанотрубки - вытянутые структуры, состоящие в основном из шестичленных колец углерода. Это многослойные протяженные структуры. Расстояние между слоями, как и в графите, 0.34 нм. Встречаются и однослойные с диаметром от 1 до 6 нм. Нанотрубка образуется при скручивании в трубку протяженных графитовых листов - лоскутов. В простейшем случае нанотрубка имеет цилиндрическую симметрию. Возможна и хиральная симметрия, когда наблюдается относительное смещение соединяемых сторон на конечное число шестиугольников. Получают нанотрубки конденсацией газообразного углерода в вакууме или инертном газе. Среди многих интересных свойств нанотрубок выделяются, например, прочность, в сотни раз большая, чем у стали, а также высокая проводимость, сравнимая со сверхпроводимостью [“Компьютеры”. Компьютерный еженедельник. 18.10.1999 г., №32].

При особых условиях испарения гидролизного графита “выход” нанотрубок может достигать процентов от веса осевшего сажистого материала.

Как уже отмечалось, фуллерены и другие замкнутые образования, составленные из шестичленных ячеек углерода, являются новой формой существования последнего с приобретением новых и усилением имеющихся у графита физико-химических свойств. Шестиугольники, которыми выложена сферическая или сфероидальная поверхность молекул фуллеренов, имеют те же размеры, что и шестиугольники, входящие в состав графита. Поэтому рассмотренные выше фуллерены, фуллериты, фуллериды (фуллериты, легированные металлическими или другими присадками), фуллероиды (продукт синтеза органических соединений с фуллеренами) и другие подобные образования, в первую очередь нанотрубки, нанокристаллы, нанопроволока и т.п. (как результат использования нанотрубок), в том числе и не в последнюю очередь из-за “практически сверхпроводимости”, применимы и особо интересны для технологий защиты от ЭМИ.

Материалом, который содержит в себе практически все (и более) вышеперечисленные образования и который может быть использован для защиты от ЭМИ, является природный минерал шунгит. Его природные свойства позволяют использовать его для целей ослабления воздействия ЭМИ и в естественном виде. В то же время представленный выше обзор дает основание и возможность для усиления рассматриваемых качеств и свойств, в частности, путем графитизации в “персональном” технологическом процессе.

Шунгиты представляют собой природные углеродосодержащие образования. Формирование их происходило в протерозойскую эру (т.е. более 2 млрд. лет тому назад). Содержание углерода в разных шунгитах составляет от 2 до 98%. В высокоуглеродистых шунгитах углерод присутствует в виде глобул размером 100-500 защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176, других образований, в том числе кристаллического графита, стекловолокна, стекловидных соединений, и образует в нем электропроводную матрицу. Шунгиты образуют особую форму аморфного углерода в ряду известных представителей некристаллического углерода: сажи, стеклоуглерода, графитовых волокон, пленок, пироуглерода, мягкого углерода и др. (О.А. Рысьев. Шунгит - национальный камень России. - СПб., 2000, с.42-43).

В шунгитах в виде кластеров и металлоорганических соединений также присутствуют металлы Fe, Ni, Ti, Ag и др., а также Se. Среди органических веществ были идентифицированы ряд жирных кислот, моно- и полициклических углеводородов, бифенил и его производные. После открытия фуллеренов в одной из лабораторий Аризонского университета были исследованы пробы карельских шунгитов и было доказано, что карельский шунгит содержит фуллерены. Присутствие в шунгитах фуллеренов свидетельствует о прохождении графитоподобного углерода через стадию плазмы. В шунгите были обнаружены многослойные пустотные глобулы углерода как фуллереноподобные образования размером 6-10 нм, молекулы С60 и С70, ряд других незамкнутых (незавершенных) кластеров из шестиугольных фрагментов углеродных соединений.

Выход глобул углерода в воду можно наблюдать, подвергая воздействию ультразвуком шунгитовый щебень, помещенный в воду. Вода мгновенно чернеет. При добавке в такую воду нескольких капель изобутилового спирта происходит схлопывание глобул в черные хлопья, и вода снова становится прозрачной.

Шунгит обладает также уникальными целебными свойствами и релаксационно-оздоравливающим эффектом. Его используют для оборудования релаксационных гротов в восстановительной терапии, в качестве изоляционно-строительного материала. [О.А. Рысьев. Шунгит - камень здоровья. - СПб.: ТЕССА, 2001, c.41-82].

Было также установлено, что шунгит обладает свойствами нейтрализации геопатогенных зон, в связи с чем может быть использован для защиты людей, находящихся в этих зонах [О.А. Рысьев. Шунгит - камень здоровья. - СПб.: ТЕССА, 2001, с.41-82]. Так как геопатогенные зоны бывают как естественные (природные), так и искусственные - техногенные, связанные с работой телевизоров, компьютеров, факсов, линий высоковольтных передач, работой РЛС и т.п., то использование шунгита в материалах для изготовления экранов, облицовочных панелей, чехлов и т.д. имеет двойное назначение (может быть использован и для защиты от воздействия геопатогенных зон),

Все вышесказанное позволило предположить, что природный шунгит можно использовать как материал, из которого можно изготовить экран как для защиты от ЭМИ, так и для нейтрализации геопатогенных зон с релаксационно-оздоровляющим эффектом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых показана схема сравнительного эксперимента по определению уровня поглощения при использовании заявляемого экрана и известного. На фиг.1 - эксперимент, где использовался экран с плоскими изоляционными слоями, на фиг.2 - экран с изоляционными слоями в виде гофр, а на фиг.3 - экран с поглощающими слоями в виде пирамидальных ячеек.

Схема эксперимента включает экран 1, содержащий изоляционные слои 1, 2 и поглощающий слой 3, источник излучения 4, размещенный перед экраном, и приемник 5, установленный за экраном.

Исследования используемых в настоящее время углеродосодержащих материалов показали, что более эффективной будет защита от воздействия ЭМИ, если и поглощающие, и изоляционные слои экрана будут выполнены с анизотропией свойств в различных направлениях. Для этого, во-первых, поглощающие слои изготавливают как из первоначально графитизированных в определенных температурных режимах, так и из графитизированных повторно после измельчения до определенного состояния и в условиях “персональных” технологических процессов, а также подвергшихся и первой, и второй обработке специально подобранных углеродосодержащих волокнистых материалов.

Во-вторых, поглощающие слои можно изготовить из подобранных и подготовленных определенным образом и с заданными характерными размерами и параметрами удельной электропроводности в разных направлениях и удельной плотности компонентов и подслоев природных углеродных минералов или искусственно создаваемых углеродных соединений и образований высшего порядка типа фуллерен, нанотрубка или онион с возможностями графитизации в выбранных, не допускающих распада углеродных соединений и образований высшего порядка режимах. В третьих, используя в качестве связующих ингредиентов компоненты с изменяющейся диэлектрической проницаемостью, находящиеся в растворах при приготовлении смесей из вышеуказанных смесей для затвердевания и различных комбинациях состояний и составов.

Изготовить защитный экран, в котором поглощающий слой содержит шунгит, можно следующим образом.

Предварительно измельчают шунгит на фракции от 6 нм до 15 мм и добавляют к ним в углеродосодержащий материал, графитизированный при температуре 500-1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С. После этого соединяют графитизированный материал и шунгит связующим в соотношении:

Шунгит 1–98

Углеродосодержащий материал 0,05-95

Связующее 1,95-78

Полученную смесь формируют в слои, которые размещают между слоями изоляционного материала, которые далее формируют в многослойные пакеты.

В качестве углеродосодержащего материала могут быть использованы и/или приготовленные образования типа кластеров, фуллеренов, онионов, нанотрубок, как по отдельности, так и в различных сочетаниях, состоящих из шестиугольных фрагментов незамкнутых углеродных соединений, например, сажу.

В зависимости от того, какой утлеродосодержащий материал используется, его графитизируют один раз или несколько. Так как графитизированный шунгит отличается по своим свойствам от природного шунгита, то его относят к углеродосодержащему материалу и графитизируют один раз при температуре 500-950защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С.

Поглощающие слои можно также изготовить перемешиванием измельченного шунгита с углеродосодержащим волокнистым, измельченным и/или неизмельченным материалом, который графитизируют первый раз при 800-1500защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С и повторно после измельчения при 900-1700защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176С, и/или неволокнистым типа фуллеренообразований материалом. Полученную смесь соединяют связующим в определенных пропорциях с дальнейшим покрытием из диэлектрических, пироуглеродных или пирографитовых пленок.

Чтобы получить большую поглощающую поверхность, полученную массу предлагается сформировать в виде пирамид.

Поглощающие слои формируют из подслоев, которые изготавливают из измельченного шунгита с размером частиц 0,1-1 мм в виде подслоев, толщиной 1-1.5 мм и плотностью 1,2-2,2 г/см3, например, прессованием в закрытой матрице или прошивным прессованием. На эти подслои наносят или напылением, или наклеиванием графитизированный углеродосодержащий материал, например, в виде измельченного волокна, сажи, фуллеренов, нанофубок и других углеродных образований высшего порядка.

Полученные подслои соединяют в поглощающий слой, например, склеиванием, через пленочный диэлектрик. Затем формируют многослойные пакеты, в которых чередуют изоляционные слои и поглощающие слои, так чтобы наружные слои были из изоляционного материала.

Защитный экран может быть также выполнен, например, в виде плиты толщиной oт 2-4 до 100-200 мм (линейные размеры могут быть произвольными, в зависимости от конкретных условий и объектов защиты: 100защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176100 мм, 250защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176300 мм, 600защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761000 мм и т.д.), содержащей встроенную одно- или многослойную пластину, которая может быть выполнена, в частности, для сравнительных экспериментов и измерений, с использованием подвергнутой дополнительной обработке ткани, которая ослабляет интенсивность проникновения высокочастотных импульсов от источника к пользователю (с нанесенным на нее слоем шунгита).

Были проведены несколько серий экспериментов с использованием генератора-приемника высокочастотных излучений типа SMV 8.5, которые включали:

1) настройку на заданную частоту высокочастотного генератора и устойчивый прием данной частоты с контролем по шкале индикации приемника с замером амплитуды сигнала;

2) установку возле передающей антенны на расстоянии, значительно меньшем полудлины волны (5-7 мм), технологических образцов экранов и замеры амплитуды сигнала на приемнике для той же частоты генератора;

3) переход на другую частоту излучений и повторение всех выше перечисленных операций.

В испытаниях были использованы следующие технологические образцы:

образец N1: скрепленная затвердевающим связующим панель 300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176400 мм (толщиной 4 мм), состоящая из трех листов графитизированного углеродоволокнистого материала, покрытая снаружи (со всех сторон) декоративным пленочным диэлектриком;

образец N2: эластично-жесткая, скрепленная затвердевающим со временем связующим (силиконовым герметиком “Квадросил ацетат”) панель 300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176300 мм и толщиной 3 мм из молотого (до размеров фракций защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341761 мм) необогащенного шунгита, подпрессованного с вышеуказанным жидким связующим (до его застывания);

образец N3: жесткая, скрепленная затвердевающим со временем связующим (силиконовым герметиком “Квадросил ацетат”) панель 300защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 2234176300 мм и толщиной 5 мм из дробленого (до размеров защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341765 мм) необогащенного шунгита, подпрессованного со связующим после перемешивания.

Ниже приведены результаты одного из экспериментов по определению уровня ослабления. В процессе неоднократно проведенных замеров получены следующие близкие друг к другу защитный экран от воздействия электромагнитного излучения и   способ его изготовления, патент № 22341762% рассогласования) параметры:

1. Определение “выходных” характеристик.

1.1. Амплитуда сигнала при настройке генератора на частоту 700 МГц и согласовании приемника составляла 54.0 dB.

1.2. Для частоты 900 МГц амплитуда сигнала составляла 69.0 dB.

1.3. При частоте 1000 МГц амплитуда сигнала была 69.5 dB.

2. Определение уровней сигналов при установке образца N1.

2.1. При настройке генератора на частоту 700 МГц - 39 dB.

2.2. При настройке генератора на частоту 900 МГц - 53 dB.

2.3. При настройке генератора на частоту 1000 МГц - 52 dB.

3. Определение уровней сигналов при установке образца N2.

3.1. При частоте 700 МГц уровень замеренного сигнала - 40 dB.

3.2. При частоте 900 МГц - 55 dB.

3.3. При частоте 1000 Мгц - 54 dB.

4. Определение уровней сигналов при установке образца N 3.

4.1. При частоте генерируемой перед образцом ЭМ волны 700 МГц уровень регистрируемого сигнала составлял - 39 dB.

4.2. При частоте генерации 900 МГц - 54 dB.

4.3. При частоте излучения 1000 МГц - 53 dB.

Оценка относительной достоверности результатов измерений производилась с помощью металлической фольги аналогичных размеров. Результаты измерений согласуются с теоретическими данными для металлической пластины с точностью ±10%.

Эти эксперименты показали, что снижение интенсивности ЭМИ было в образцах №2 и №3 не ниже, чем при использовании известного материала в образце №1.

Результаты испытаний показали существенное ослабление интенсивности в ближней зоне за экраном и то, что представленные экраны могут быть успешно использованы в качестве защитных поверхностей в квартире (комнате), для защиты от высокочастотных электромагнитных излучений компьютеров, СВЧ-печей, радиотелефонов и других источников. Возможны и другие области применения, где требуется ослабление или ограничение приема или передачи сигналов от источников высокочастотных колебаний.

Кроме того, использование таких защитных экранов позволяет защитить помещение от несанкционированного доступа и съема информации с систем, работающих в диапазонах высокочастотных ЭМИ. Защитный экран для ослабления воздействия и проникновения высокочастотных электромагнитных излучений является декоративным и/или строительным, встроенным внутренним или наружным элементом конструкции, прикрепленным к стене, перегородке между пользователем и боковыми стенками компьютера, СВЧ-печи и т.п.

Использование шунгита в защитном экране позволяет не только ослабить ЭМИ, но и снизить воздействие геопатогенных зон, придать этим экранам уникальное целебные свойства.

Класс H01Q17/00 Устройства для поглощения излучаемых антенной волн; комбинированные конструкции из таких устройств с активными антенными элементами или системами

углеродсодержащая композиция для радиозащитных материалов -  патент 2519244 (10.06.2014)
многофункциональный поглотитель электромагнитных волн -  патент 2510951 (10.04.2014)
способ изготовления объемных поглотителей свч-энергии -  патент 2510926 (10.04.2014)
способ изготовления поглощающего покрытия -  патент 2503103 (27.12.2013)
полимерный композиционный материал для радиоэлектронной техники -  патент 2502767 (27.12.2013)
поглотитель электромагнитных волн и радиопоглощающий материал для его изготовления -  патент 2500704 (10.12.2013)
малоотражающее покрытие на основе омега-частиц и способ его изготовления -  патент 2497245 (27.10.2013)
материал для поглощения электромагнитных волн -  патент 2494507 (27.09.2013)
полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии -  патент 2493186 (20.09.2013)
способ ослабления энергии электромагнитного излучения -  патент 2490762 (20.08.2013)
Наверх