Ученые продемонстрировали новый способ поглощения инфракрасного излучения — Наука
МОСКВА, 17 декабря. /Корр. ТАСС Александра Борисова/. Ученые из России (МФТИ) и США продемонстрировал возможность полного поглощения электромагнитного излучения с использованием анизотропного кристалла. Наблюдения обладают фундаментальной важностью для электродинамики и предоставляют исследователям принципиально новый подход к поглощению энергии электромагнитных волн, рассказали ТАСС в МФТИ. Работа опубликована в журнале Physical Review B.
Как поглощается электромагнитное излучение
Классический пример электромагнитного поглотителя, знакомый многим — обычная черная краска. Она выглядит черной именно потому, что значительная часть падающего света поглощается в слое краски и не доходит до наблюдателя. Однако черная краска является сравнительно плохим поглотителем — некоторая доля энергии падающего света (порядка нескольких процентов) всё же отражается в окружающее пространство. Чтобы поглотить падающее излучение полностью, необходимо задействовать явление интерференции.
В своей работе исследователи из России и США показали, что возникновение деструктивной интерференции не является обязательным требованием для идеального поглощения. В качестве конкретной поглощающей системы учёные предложили анизотропный кристалл — гексагональный нитрид бора. Падающее инфракрасное излучение на определенной длине волны без отражения проходит в такой кристалл и полностью поглощается внутри. При этом нет необходимости в каких-либо просветляющих слоях или подложке для возникновения деструктивной интерференции — отраженного излучения просто не возникает, в отличие от изотропной (т.е. одинаковой во всех направлениях) поглощающей среды.
На данный момент предлагаемый исследователями подход позволяет достичь полного поглощения только для фиксированного значения длины волны и угла падения, которые определяются электронными свойствами материала, в то время как для практических приложений более интересна возможность поглощать энергию в широком диапазоне длин волн и углов. Однако использование альтернативных сильно анизотропных материалов, например, двуосных поглощающих сред, вероятно, поможет в будущем обойти эти ограничения и сделать данный подход более гибким.
Зачем это нужно
Тем не менее, проведённый эксперимент представляет интерес с фундаментальной точки зрения. Он показывает возможность полного поглощения излучения без вовлечения деструктивной интерференции. Такой эффект даёт новый способ контроля за электромагнитным поглощением. В перспективе такие материалы смогут предоставить больше гибкости при разработке поглощающих устройств и сенсоров, работающих в инфракрасном диапазоне.
Эффективное поглощение энергии электромагнитного излучения – краеугольный камень широкого круга практических задач. Прежде всего, поглощение электромагнитной энергии в видимом диапазоне спектра важно для преобразования энергии солнечного излучения в электрическую. Поглощающие материалы в микроволновом диапазоне частот решают не менее важную задачу – они позволяют снизить радиолокационную видимость летательных аппаратов.
Материалы (экраны) для защиты от магнитных и электромагнитных полей
Отрасли применения:
- Электроника.
- Энергетика.
- Строительство.
- Медицина.
Области применения:
- Экранирование жилых и нежилых помещений.
- Экранирование трансформаторных станций.
- Создание магнитноэкранированных комнат для научно-исследовательских центров.
- Экранирование силовых кабелей, создание кабель каналов.
- Экранированные боксы для проведения медико-биологических исследований.
- Защитная одежда для проведения сварочных работ.
Назначение:
- Защита электронной аппаратуры, компьютерной техники, прецизионных
приборных комплексов и биологических объектов от магнитного поля
промышленной частоты и электромагнитного поля радиочастотного диапазона.
Экраны магнитных полей промышленной частоты
Описание:
Этот вид экранов применяют в том случае, когда необходимо исключить влияние магнитного поля на чувствительные элементы электронной техники, а также на биологические объекты. Принцип защиты заключается в замыкании силовых линий магнитного поля в толще материала и исключение их проникновения из внешнего пространства внутрь замкнутого объема или из замкнутого объема во внешнее пространство.
ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» разработана технология изготовления таких экранов в виде гибких полотен из лент аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов, прошедших специальную термомагнитную обработку.
Технические характеристики:
- Ширина – от 5 до 50 см;
- Длина – до 150 м;
- Толщина одного слоя – от 20 до 30 мкм.
- Масса 1 м
- Коэффициент экранирования в диапазоне частот (50 – 1000 Гц)* – от
10 до 1000.
* зависит от напряженности магнитного поля и конструкции экрана.
Преимущества
-
Имеется санитарно-эпидемиологическое заключение ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в г. С.Петербурге» о том, что экранирующий материал соответствует государственным санитарно эпидемиологическим правилам и нормам.
-
По сравнению с традиционными экранирующими материалами (пермаллои, ферриты и т.п.), эффективность экранирования существенно выше при условии использования одного и того же количества магнитного материала.
-
Разрабатываемые экраны более технологичны и просты в применении за счет малой толщины и гибкости, а также менее чувствительны к механическим напряжениям.
Предложения по сотрудничеству:
- Техническая и технологическая документация на технологию изготовления экранов магнитных полей промышленной частоты.
- Адаптация технологии под требования Заказчика.
- Совместная разработка новых типов экранов. Изготовление и поставка продукции.
Экраны электромагнитных полей
Описание:
Подобные экраны применяются в тех случаях, когда для защиты технических средств или биологических объектов необходимо обеспечить отсутствие отраженной электромагнитной волны или высокое ослабление в толщине материала.
Экраны выполняются в виде листового металлодиэлектрического композита с наполнителем из порошка аморфного и нанокристаллического магнитомягкого сплава (получение порошка при помощи УДА — технологии).
Изготавливаются в виде однослойных или многослойных функционально-градиентных композитов, ячеистых и объемно пористых структур интерференционного типа.
Экраны выпускаются, соответственно, в двух модификациях: экранирующего и поглощающего типов.
На разработанные материалы выпущены технические условия ТУ 38Л405-365-2004
Технические характеристики:
- Ширина – до 25 см.
- Длина – до 25 см.
- Толщина одного слоя – от 1 до 15 мм.
- Фракционный состав аморфного порошка – от 3 до 200 мкм.
- Масса 1 м2 экрана –от 3 до 45 кг.
- Коэффициент ослабления электромагнитных полей (1 – 1000 МГц) – более 10 дБ/мм.
- Коэффициент отражения по мощности (1 – 1000 МГц) – менее 10 дБ.
Преимущества:
Существенно более широкий диапазон экранирования и поглощения электромагнитных излучений.
Правовая защита: Имеются патенты РФ:
- «Композиционный материал для защиты от электромагнитного излучения»;
- «Способ получения магнитного и электромагнитного экрана»;
- « Аморфный сплав для литья микропроводов»;
- «Силовой кабель с электромагнитным экраном»;
- «Экранированный бокс с защищенным от внешнего эл.магнитного воздействия внутренним объемом»;
- «Способ получения композиционного порошкового магнитного материала системы»;
- «Ферромагнетик-диамагнетик».
Предложения по сотрудничеству:
- Техническая и технологическая документация на технологию изготовления экранов электромагнитных полей.
- Адаптация технологии под требования Заказчика.
- Совместная разработка новых типов экранов.
- Изготовление и поставка продукции.
- Поставка партий порошков.
Форма запроса
Вы можете отправить запрос на данную разработку, заполнив следующую форму:
Наноиндустрия — научно-технический журнал — Наноиндустрия
В связи с работами по созданию сложной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), особенно специального назначения, остро стоит вопрос совершенствования методов экранирования ее от воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ) радиочастотного диапазона. Такое экранирование в значительной степени влияет как на надежность функционирования самой РЭА, так и на обеспечение защиты окружающей среды в зоне ее функционирования.
Особенно остро стоит проблема экранирования РЭА в связи с применением во время боевых действий различного рода радиоэлектронного оружия, способного генерировать мощные широкополосные ЭМИ, выводящие из строя радиоэлектронные системы (рис.1).С увеличением быстродействия электронных схем растут рабочие частоты, что приводит к повышенным требованиям к экранированию блоков устройств (рис. 2), печатных узлов (ПУ) и отдельных элементов в ПУ с целью обеспечения их электромагнитной совместимости (ЭМС).
Для создания экранирующих конструкций наиболее широко применяются металлы (электростатическое экранирование, экранирование в дальней зоне) и специальные магнитомягкие сплавы и ферриты (экранирование от магнитного излучения в ближней зоне). Указанные материалы имеют ряд недостатков. Металлы, например, не способны защитить РЭА от магнитных полей. В основе механизма экранирования металлами лежит явление отражения, а не поглощение ЭМИ.
Отражение приводит к резонансу и усилению ЭМИ, появлению стоячих волн, что может быть причиной сбоя в работе РЭА. Для обеспечения высокой степени экранирования к конструкции экрана предъявляется требование омического контакта между его составляющими с максимально возможным низким переходным сопротивлением [1]. Недостатком магнитомягких сплавов и ферритовых материалов является их высокая стоимость и нетехнологичность (многие материалы хрупки), что заставляет увеличивать толщину экрана, другие материалы нельзя сваривать так как это приводит к потере их магнитных свойств. «Универсальными» материалами, способными существенно повысить надежность компонентов РЭА, их ЭМС, а также снизить себестоимость за счет упрощения конструкции и технологии изготовления, могут стать наноструктурированные композиционные радиопоглощающие материалы (НКРМ) на полимерной основе. На основе анализа информации [2–8] и предварительных экспериментов авторами сформулированы требования, выполнение которых необходимо для достижения НКРМ максимальных радиопоглощающих свойств.
Структура НКРМ должна соответствовать следующим условиям:
наличие в полимерной матрице развитой электропроводящей наносети;
присутствие изолированных друг от друга наночастиц магнитного вещества;
обеспечение дополнительного ослабления ЭМИ за счет диэлектрических потерь;
наличие структурных элементов, способствующих образованию релеевских рассеивающих структур и зон, где происходит сложение волн в противофазе;
достижение минимальной разности волновых сопротивлений на границе НКРМ/воздух.
Эксперименты авторов показали, что в качестве компонента наносети, ответственной за поглощение электрической составляющей ЭМИ, наиболее перспективны углеродные нановолокна (УНВ), особенно в случае их функцианализации, например обработки поливиниловым спиртом (ПВС) или активации гидрооксидом калия (КОН) (рис. 3).
Другое требование к НКРМ – наличие в них изолированных друг от друга наночастиц магнитного вещества. В качестве компонентов, поглощающих магнитную составляющую ЭМИ, наибольший интерес представляют магнитные наноматериалы, размер частиц которых сопоставим с размером магнитного домена. Учитывая технологичность синтеза и применения, наиболее перспективными для вышеназванных целей представляются наполнители на основе наноферритов. Наполнитель представляет собой немагнитную матрицу, в нанопорах которой находятся кластеры феррита. Для получения таких наполнителей наиболее технологичны методы, основанные на одновременном синтезе матрицы и ферритовых нанокластеров. Первый состоит в осаждении матрицы в суспензии ферритообразующих прекурсов. По второму – наноферритовый композит получают путем пиролиза аэрозолей (рис.4).
В ходе экспериментов отмечено, что радиопоглощающая способность ферритовых композитов зависит не только от химического состава и размера наночастиц, но и от их формы. На рис. 5 приведены зависимости радиопоглощающих свойств НКРМ от условий синтеза феррита структуры шпинели состава 50Fe2O3×35ZnO×15NiO с матрицей из оксида кремния.
Видно, что при вводе в полимерную матрицу наноферритовых композиционных наполнителей в количествах более 20% получаются НКРМ, сравнимые по магнитным свойствам с одним из лучших магнитомягких металлических сплавов – альсифером. Это подтверждает возможность создания НКРМ, выгодно отличающихся технологичностью от традиционно используемых для радиоэкранирования магнитомягких сплавов.
Чтобы НКРМ обеспечивали дополнительное ослабление ЭМИ, необходимо наличие в НКРМ диэлектрической фазы.
В качестве такой фазы может выступать сама полимерная матрица (при вводе количества УНВ, достаточного для образования непрерывной наносети, могут возникать микрообъемы полимерной матрицы с ярко выраженными свойствами диэлектрика). Для увеличения диэлектрических свойств микрообъемов матрицы в нее могут дополнительно вводиться нанонаполнители, например оксиды кремния или молибдена (рис. 6). Композиционные ферритовые наполнители с диэлектрической минеральной матрицей также увеличивают диэлектрические потери при прохождении ЭМИ через НКРМ.
Еще одно требование, предъявляемое к НКРМ, – наличие в них структурных элементов, обеспечивающих образование релеевских рассеивающих структур и зон, где происходит сложение волн в противофазе. Для создания таких зон необходимо наличие в структуре НКРМ элементов с размерами, большими длины электромагнитной волны. Степень отражения волн тем выше, чем больше разность волновых сопротивлений на границе раздела фаз внутри НКРМ. Использование в качестве отражателей стеклянных металлизированных микросфер [9] достаточно эффективно, но приводит к увеличению стоимости покрытия. В определенной степени такие отражатели могут быть заменены металлосиликатными микрогранулами, изготавливаемыми по схожей с вышеописанной технологией получения наноферритных композиционных наполнителей, с использованием в качестве прекурсов формиатов металлов 3d подгруппы. Однако, по мнению авторов, наиболее эффективна частичная замена образующих электропроводящую наносеть УНВ на металлические нанопроволоки (МНП).
Во-первых, такая замена не сказывается на суммарной электропроводящей способности наносети, во-вторых, МНП из железа вносят вклад в поглощение магнитной составляющей ЭМИ. Частичная замена УНВ на МНП не приводит к существенному росту разности волновых сопротивлений на границе НКРМ/воздух, но резко увеличивает разность волновых сопротивлений на границе наносеть/полимерная матрица. В результате в НКРМ возникают релеевские зоны, причем они максимально распределены по объему полимерной матрицы. На рис.7 показано влияние на радиопоглощающие и радиоотражающие свойства НКРМ частичной замены УНВ на синтезированные авторами МНП.
Как уже было сказано, частичная замена УНВ на МНП не приводит к существенному росту разности волновых сопротивлений на границе НКРМ/воздух, а значит, не противоречит требованию, чтобы такая разность на этой границе была минимальной.
Хорошо известен синтез углеродных наноматериалов (УНМ) в нанореакторах полимерных матриц с одновременным образованием некоторого количества МНП. Установлено, что для увеличения выхода МНП, наилучшим образом подходящих для создания НКРМ (при использовании в качестве матрицы ПВС), целесообразно использовать смесь оксалатов и формиатов металлов с их хлоридами, а не чистые хлориды, как в синтезе, описанном в [10].
Еще одним перспективным направлением является получение УНВ, наполненных наноферритами. Разработка методов синтеза, продуктом которого являлся бы наноматериал, содержащий смесь МНП, УНВ и УНВ, наполненных ферритом (фактически речь идет о матричных наноферритах, где роль матрицы выполняет углеродная стенка нановолокна), позволил бы значительно снизить себестоимость НКРМ. Первые проведенные авторами эксперименты показали возможность осуществления такого синтеза, а также возможность влиять на соотношение компонентов получаемого наноматериала.
Практическое применение НКРМ предложенной авторами структуры для создания РЭА продемонстрировано на рис. 8.
В приведенной схеме конструкции блока РЭА для устранения нежелательных резонансных явлений использовано покрытие из НКРМ. Для устранения основных утечек через швы и апертуры [1] применены герметики и резиноподобные уплотняющие прокладки. Вместо сотовых вентиляционных панелей или отверстий в форме выдавок, играющих роль запредельных волноводов, применен НКРМ с пористой структурой, создающей малые аэродинамические потери при прохождении через него воздушного потока. Вместо металлической гребенки из бериллиевой бронзы для предотвращения утечек через дверные щелевые зазоры использованы эластичные уплотнительные прокладки из НКРМ.
На рис.9 приведен график, демонстрирующий на примере простейшей конструкции – корпуса РЭА –эффект применения НКРМ, отвечающих выдвинутым требованиям.
Применение НКРМ позволяет снизить себестоимость изделий путем упрощения их конструкции и технологии изготовления за счет снижения требований к омическому контакту и смены механизма экранирования с отражения на поглощение, что дополнительно дает возможность устранить резонансные явления. Использование НКРМ возможно и в уже существующих конструкциях для устранения резонансных эффектов и снижения утечек через швы.
По результатам анализа экспериментов по созданию наноструктурных композиционных радиопоглощающих материалов с предложенной структурой можно констатировать, что комплекс предложенных технических решений позволяет рассчитывать на синтез наноструктурных композиционных материалов, обладающих повышенными радиопоглощающими свойствами, высокой технологичностью и в целом значительно повышающих надежность РЭА.
С учетом вышеизложенного в качестве перспективного направления работы рассматривается разработка и изготовление в соответствии с сформулированными техническими требованиями опытных «серийных» образцов, создание оптимальных методов промышленного производства радиопоглощающих материалов и синтеза нанокомпонентов, а также стандартизация способов их применения. Все это позволит в условиях серийного производства достигнуть не только высоких технологических результатов, но и значительно снизить, по сравнению с опытными образцами, себестоимость самих радиопоглощающих наноматериалов.
Литература
1. Кечиев Л.Н. Экранирование электронных средств и экранирующие системы. Материалы семинара. – М.: ИТД «Технологии», 2007, с.11, 61–62.
2. Патент № 2247759, Россия, опубликован 2005.03.10.
3. Патент № 314483, Япония, опубликован 1992.03. 13.
4. Патент № 5965056, США, опубликован 1999.10.12.
5. Патент № 2273925, Россия, опубликован 2006.04.10.
6. Патент № 2300832, Россия, опубликован 2007.06.10.
7. Заявка РФ № 2003118967, опубликована 2005.02.10.
8. Заявка РФ № 2004126880, опубликована 2006.02.20.
9. Заявка РФ № 2003100064, опубликована 2004.07.10.
10. Липанов А.М., Кодолов В.И., Хохряков Н.В., Дидик А.А., Кодолова В.В., Семакина Н.В. Проблемы создания нанореакторов для синтеза металлических наночастиц в углеродных оболочках. – Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» АЭЭ, 2005, № 2(22), с.59–63.
Материал, поглощающий электромагнитное излучение
Изобретение относится к области использования наноматериалов. Предлагается применять углерод луковичной структуры в качестве чувствительного элемента детектора в терагерцовом диапазоне волн, поглощающего электромагнитное излучение (ЭМИ) в диапазоне в области частот 30-230 ТГц. 3 ил.
Изобретение относится к области получения наноматериалов, которые могут быть использованы в качестве материала, поглощающего электромагнитное излучение (ЭМИ) в диапазоне 30 — 230 ТГц, в качестве чувствительного элемента различных датчиков, регистрирующих ЭМИ в терагерцовом диапазоне волн, а так же как материал, экранирующий от ЭМИ в этом диапазоне.
Аналогом данного материала является углерод луковичной структуры (УЛС) в диапазоне волн 500 МГц — 30 ТГц (US 2006241236, Al, G01S7/00, 26.10/1006) и природный минерал шунгит (US 7239261, Н05К9/00, 17.02.2005), содержащий в качестве одного из компонентов фуллереноподобные полусферы размером от 15 до 100 А
Шунгиты как материалы природного происхождения имеют неконтролируемый размер частиц и морфологию графеновых образований. Кроме того, они содержат большое количество минеральных компонентов, что обуславливает существенное изменение количественных и структурных характеристик от месторождения к месторождению, и, в конечном счете, также влияет на чувствительность конечного изделия, получаемого из них.
Ранее было описано получение углерода луковичной структуры (УЛС) и его использование в качестве материала, ослабляющего электромагнитное излучение в диапазоне частот 500 МГц — 30 ТГц. Углерод луковичной структуры (УЛС) получают отжигом ультрадисперсных алмазов при температуре 1100-2000°C в вакууме при давлении не выше 10-2 Па или в инертной атмосфере. (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97; Kuznetsov V.L., Chuvilin A.L., Butenko Yu.V. et. al // Chem. Phys. Lett. 1994. V.222. P.343; Kuznetsov V.L., Butenko Yu.V. // Ultrananocrystalline Diamond: Synthesis, Properties and Applications/ Ed. By O. Shenderova, D.Gruen. William Andrew Publishing, 2006. P.405).
Авторами установлено, что описанный выше углерод луковичной структуры (УЛС) способен поглощать электромагнитное излучение (ЭМИ) в диапазоне частот 30-230 ТГц, имеет низкую отражательную способность и способен практически полностью ослаблять ЭМИ в этой области.
Эти впервые обнаруженные свойства известного ранее материала (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97) делают возможным его применение в качестве чувствительного элемента детектора в терагерцовом диапазоне волн, поглощающего электромагнитное излучение (ЭМИ) в области частот в диапазоне 30-230 ТГц.
Сущность изобретения заключается в том, что углерод луковичной структуры (УЛС) применяют как чувствительный элемент детектора в терагерцовом диапазоне волн.
Высокие поглощающие свойства и малый коэффициент отражения предлагаемого материала делают его одним из возможных материалов чувствительного материала детектора терагерцового излучения — болометра, а также дают предпосылки использования данного материала для экранирования от ЭМИ в терагерцовом диапазоне волн.
Получение УЛС осуществляют путем термического отжига взрывных наноазмазов (НА) в вакууме (RU 2094370, С01В 31/00, 27.10.97).
Поскольку исходные наноалмазы производят в количестве нескольких тонн в год, этот способ позволяет получать УЛС в крупных масштабах. В Институте катализа СО РАН был исследован механизм формирования углерода луковичной структуры (УЛС), разработаны методы получения различных видов УЛС, а также sp2/sp3 композитов и исследованы свойства этих материалов.
С помощью просвечивающей электронной микроскопии установлено, что графитизация наноалмазов начинается при температурах прогрева выше 1200 K. Образец НА, прогретый при 1170 K, представляет собой частицы алмаза со средним размером первичных частиц 4.2 нм. Расстояние между кристаллографическими плоскостями составляет 2.06 A, что соответствует расстоянию между плоскостями (111) алмаза. Отжиг при температуре 1800 K и выше приводит к полному превращению частиц наноазмазов (НА) в УЛС. Получаемые таким способом частицы УЛС представляют собой квазисферические многослойные графитоподобные частицы, образованные свернутыми высокодефектными графеновыми листами.
Исследование проводимости УЛС и композитов НА-УЛС показали, что для них характерно наличие прыжковой проводимости. Благодаря особенности строения этих систем пространственная размерность движения носителей заряда в них может изменяться от одномерной до двумерной. Фиг.3 обобщает данные по исследованию проводящих свойств УЛС (также с использованием данных по магниторезистивности). Можно видеть иерархическую схему организации материала на основе УЛС: первичные частицы УЛС размером 4-6 нм (в зависимости от размеров исходных наноазмазов (НА)) образуют агрегаты с размером 10-1000 нм, которые в свою очередь формируют макроскопические частицы образца. Так, элементарной частицей является первичная частица НА; агрегаты образованы первичными частицами УЛС, образованными в результате отжига первичных частиц наноазмазов (НА) с когерентными и некогерентными границами; агрегаты связаны между собой ван-дер-ваальсовыми силами и силами электростатического взаимодействия. Отдельные первичные частицы УЛС в пределах одного агрегата могут иметь общие искривленные графеновые оболочки или связываться между собой C-C связями. Число носителей тока n может изменяться в зависимости от условий приготовления образца в достаточно широких пределах: от 8*1021 см-1 (для образца, полученного при температуре 1800 К) до 3*1021 см-1 (для образца полученного, при температуре 2140 К). Длина свободного пробега электронов соответствует расстоянию между дефектами графенового слоя, область локализации носителей тока определяется размерами агрегата УЛС.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и иллюстрациями.
Фиг.1 — устройство (болометр) для регистрации ЭМИ в терагерцовом диапазоне. К подложке прикреплен проводник, изменяющий сопротивление при изменении температуры. На проводник нанесен чувствительный слой, представляющий собой непроводящую суспензию УЛС в полимерной матрице с высокой теплопроводностью. Концентрация УЛС в матрице должна быть ниже порога перколяции, т. к иначе УЛС будет шунтировать проводник и вносить погрешность в измерения.
Фиг. 2 — другое возможное устройство болометра. Здесь УЛС сразу преобразует поглощенную энергию в электрический отклик детектора. Представляет собой подложку с нанесенными проводниками. На проводники нанесена суспензия УЛС в полимерной матрице с концентрацией частиц УЛС выше порога перколяции. Удельное сопротивление УЛС сильно зависит от температуры, поэтому этот вариант не требует дополнительного преобразования тепловой энергии в электрическую.
Фиг.3 — спектры пропускания в диапазоне 30-230 ТГц для образцов УЛС (Dh2800) и НА в матрице из КВr (толщина 0.25 мм, в скобках указано весовое содержание).
Пример 1.
Поглощение ИК-излучения в диапазоне 30-250 ТГц было исследовано для образцов НА и УЛС, распределенных в матрице из КВr.
На Фиг.3 приведены сравнительные спектры пропускания образцов УЛС и НА с содержанием 0.02-2 мас.%.
Можно видеть, что несмотря на сходный состав поверхностных групп, поглощение ИК-излучения частицами УЛС происходит в существенно большей степени по сравнению с НА аналогичной и даже более высокой концентрации.
По всей видимости поглощение падающего ЭМ-излучения происходит не только за счет его взаимодействия с поверхностными группами углеродного образца, но и вследствие диссипации энергии во внутренней структуре, например, за счет активации прыжковой проводимости в агрегатах УЛС.
На Фиг.1-2 изображены устройства (болометры) для регистрации электромагнитного излучения (ЭМИ) в терагерцовом диапазоне с применением описанного выше углерода луковичной структуры.
Применение углерода луковичной структуры в качестве чувствительного элемента детектора в терагерцовом диапазоне волн, поглощающего электромагнитное излучение (ЭМИ) в диапазоне частот 30-230 ТГц.
Созданы «шарики» из железа, которые поглощают электромагнитное излучение
«В 2018 году мы уделили особое внимание изучению поглощающих свойств синтезированных материалов. Для этого с использованием наших порошков изготавливались макеты маскирующих и защитных покрытий», — говорит один из авторов исследования, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Иван Шаненков.
Полученные образцы исследовались с помощью специального частотного анализатора с различными вариантами работы, среди которых, например, имитация стелс-технологий для покрытия радиопоглощающим слоем корпуса корабля или самолета. Покрытия исследовались в различных режимах, учитывающих разные толщину, коэффициент наполнения, варианты наполнителей и другие параметры, влияющие на эксплуатационные характеристики.
Проведенный комплекс исследований позволил выяснить, что у полученного магнетита есть интересные преимущества перед имеющимися аналогами. По словам ученых, он имеет частицы особой формы, благодаря чему значительно улучшаются эксплуатационные свойства.
«Особая форма — полый шарик — помогает не только уменьшить вес порошка, но и сохранить необходимые характеристики при достаточно больших температурах. Например, установлено, что наш материал не теряет свойства, ответственные за поглощение электромагнитного излучения, вплоть до 700 °C. Это значительно превышает характеристики аналогичных покрытий, изготовленных на основе китайского нанопорошка и схожего с нашим по форме, но цельного внутри российского коммерческого порошка. Проведение серии экспериментов по термической стойкости в воздушной атмосфере показало, что аналоги теряют свои магнитные и, соответственно, поглощающие свойства уже при температуре 500 °C. Этот эффект связан с особенностями структуры, видоизменяющейся при нагреве. Известно, что магнетит при увеличении температуры переходит в наиболее стабильную фазу гематита — по сути, обычную ржавчину. В случае с использованием магнетита из-за особой формы частиц при нагреве этот процесс существенно замедляется. Детальные исследования позволили установить, что это связано с образованием на внутренней и внешней границах полых сфер защитных слоев, которые сохраняют материал нетронутым в объеме. Такая форма частиц отчасти напоминает “сэндвич”», — поясняет ученый.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator. ru.
Средства защиты от электромагнитных излучений, Aaronia, преимущества и достоинства.
В современном мире уже не нужно говорить о вреде электромагнитного излучения, доказывать необходимость защиты от его воздействия, а проблема конфиденциальности и сохранности информации в цифровом виде на компьютере или сервере вообще приобретает мировой масштаб.
Самым эффективным и действенным способом обезопасить себя, свою семью и, конечно, свой бизнес является решение применить соответствующие экранирующие и поглощающие материалы для снижения уровня электромагнитных излучений до приемлемого минимума, что позволит защитить обслуживающий персонал от вредного облучения, а вашим конкурентам не даст шанса добыть интересующую их информацию.
Одним из лучших производителей экранирующих тканей, решеток и других защитных средств от электромагнитного воздействия является компания Aaronia, поэтому целесообразно будет подробнее рассмотреть ее продукцию и определиться с преимуществами и достоинствами представленных изделий.
- Экранирующая ткань.
- Защитная решетка.
При необходимости осуществлять постоянную защиту электронного оборудования от радиочастотных помех (100 МГц – 10 ГГц) и паразитных электрических полей широко используются специальные защитные решетки.
Одной из наиболее эффективных и удобных в монтаже решеток, является материал Aaronia A 2000+, который представляет собой комбинацию нержавеющей стали и стекловолокна. К достоинствам такой защитной решетки, кроме ее экранирующих свойств, можно отнести возможность использовать ее в качестве армирующего материала при проведении ремонта помещений и накладывать на нее слой штукатурки, цементного раствора или краски, без потери решеткой основных характеристик и качеств. Нужно отметить, что защитная решетка Aaronia A 2000+ устойчива к воздействиям влаги и низкой температуры, хорошо принимает форму, соответствующую контурам помещения, долговечна в эксплуатации.
- Другие экранирующие материалы.
На данный момент существует большое количество вариантов защиты цифрового и аналогового электронного оборудования от воздействий непрогнозируемых или ожидаемых электромагнитных излучений, технологических помех и электрических полей (разрядов).
В каждом конкретном случае могут использоваться различные материалы. Например, если необходимо обеспечить полноценную защиту от влияния магнитных полей, то самоклеющаяся фольга Aaronia MagnoShield FLEX+, применяемая для экранирования в диапазоне 0-30 МГц, станет лучшим решением. С другой стороны, когда параметры вредных магнитных полей достигают больших величин – самым оптимальным методом минимизации такого воздействия является установка никелево-железных листов (пластин) Aaronia MagnoShield DUR.Метаматериалы научили избирательно поглощать излучение
Внешний вид материалов
Изображение: Viktar Asadchy et al. / Phys. Rev. X, 2015
Физики из Гомельского Государственного Университета и Университета Аалто (Финляндия) впервые создали материал, способный полностью поглощать излучение одной длины волны широкого диапазона, но не отбрасывающий тени в остальном диапазоне. Разработка относится к классу метаматериалов — объектов, оптические свойства которых зависят от формы, а не от химического состава. Работа опубликована в журнале Physical Review X, кратко с ним можно ознакомиться в Physics.
Материал, разработанный авторами, состоит из хром-никелевых спиралей, укрепленных в полимерной пластине. Оси спиралей расположены в плоскости этой пластины. Два изготовленных физиками прототипа отличаются количеством витков металлических проволочек — в одном случае только один виток, в другом два. Спирали расположены периодически, чередуя при этом направление закручивания по и против часовой стрелки.
Строение материала. Характерные размеры: D1=56 миллиметров, D2=43 миллиметра
Изображение: Viktar Asadchy et al. / Phys. Rev. X, 2015
Когда через пластину пропускают электромагнитное излучение с длиной волны 1 дециметр (3 гигагерца), то наблюдается практически полное его поглощение. При этом, в ультрашироком интервале длин волн от 3 метров до 3 сантиметров коэффициент отражения не отличим от нуля.
Поглощение материалами с различным количеством витков в спиралях: один виток — (a), два витка — (b), спектр поглощения в широком диапазоне (снизу). Синим обозначена интенсивность пропускания, черным — поглощения, красным — отражения
Изображение: Viktar Asadchy et al. / Phys. Rev. X, 2015
Ключевой особенностью метаматериала является способность его спиралей легко электрически и магнитно поляризоваться. Именно это обеспечивает необходимое взаимодействие с электромагнитным излучением. Интересно отметить, что пластина способна выполнять свою функцию и в условиях падения излучения только с одной (любой) из сторон, и в условиях одновременного падения излучения с двух сторон.
Прототип, разработанный авторами, работает пока только в микроволновом диапазоне. Однако, то, как он устроен позволяет создать аналогичное устройство, работающее и в видимом спектре, пропорционально уменьшив элементы установки. Тем самым удастся создать идеальный фильтр для оптического излучения.
Ученые используют метаматериалы как средства для контроля электромагнитного излучения. Взаимодействуя с ним, они могут изменять его интенсивность, направление и даже форму импульсов. Материалы, предназначенные для избирательного поглощения отдельных длин волн излучения, как правило обладают негативной особенностью — они отражают излучение, лежащее вне поглощаемого диапазона и оставляют позади себя тень. Одновременно с этим, во многих задачах оптики необходимо, чтобы устройство, взаимодействующее с излучением, не меняло его вне рабочего диапазона.
Существенность звукопоглощения — Payette
Комфорт для человека — важная область архитектурных исследований, направленных на создание пространств, соответствующих человеческому роду деятельности. Существует значительное количество исследований по темам визуального комфорта, качества воздуха и теплового комфорта, но по сравнению с экспериментальными аналогами звуковому комфорту уделяется меньше внимания. Мы использовали этот пробел в исследованиях вместе с проблемой нашей шумной FabLab как возможность изучить стратегии, которые мы, как архитекторы, можем использовать для улучшения звукового комфорта в наших помещениях.
Как упоминалось в «Геометрии распространения звука», наша команда определила три класса архитектурных стратегий для управления акустикой пространства:
- Переместите жильца подальше от источника звука
- Используйте звукопоглощающие материалы
- Использование геометрии для рассеивания звука от приемника
Этот пост посвящен нашим усилиям по исследованию второй категории — использование звукопоглощающих материалов. Наше исследование — это поиск и понимание возможностей и ограничений, связанных с использованием определенных материалов и сборок, поскольку они связаны с акустическими качествами пространства.
В начале проекта команда решила, что разработанная нами стратегия должна быть применима к лабораторным и медицинским зданиям, спроектированным Пайетт. Это означает, что используемые материалы должны быть прочными и легко очищаемыми. Мы также признали возможность протестировать наши идеи с помощью полномасштабной установки в нашей FabLab, а ограничения производства требуют знания и преднамеренности в отношении материалов, что побудило нашу команду задать следующие вопросы:
- Чем отличаются звукопоглощающие и звукоотражающие материалы?
- Можно ли манипулировать звукоотражающими материалами для поглощения звука?
- Какими материалами мы можем манипулировать, имея доступные нам инструменты?
- О каких материалах мы мало знаем, но хотим узнать больше?
Мы исследовали разницу между звукопоглощающими и звукоотражающими поверхностями и обнаружили, что способность материала поглощать или отражать звук зависит от его плотности и толщины.Материалы с более высокой плотностью обычно отражают больше звука, чем поглощают (например, бетон или твердая фанера). Материалы с более низкой плотностью обычно поглощают больше звука (например, меламиновая пена или пробка). Кроме того, более толстые материалы, как правило, поглощают более широкий диапазон звуковых частот, чем более тонкие материалы. Из-за нашего стремления к материалам, которые поглощают звук и являются прочными / поддающимися очистке, мы решили исследовать две разные стратегии: одна изучает материалы с хорошими поглощающими свойствами, а другая изучает методы обработки / манипулирования поверхностью более плотных материалов с целью улучшить звукопоглощающие способности.
Коэффициенты поглощения
Приведенная выше таблица иллюстрирует абсорбционные свойства нескольких исследованных нами материалов. Мы включили материалы, которые обычно используются в наших лабораториях и зданиях здравоохранения, такие как бетон, гипс и фанера. Мы изучили другие возможные материалы с лучшими впитывающими свойствами, такие как меламиновая пена, гомазот и пробка. Мы также рассматривали перфорированную фанеру как методику улучшения поглощающих свойств твердого отражающего материала.
Это исследование выявило несколько ключевых выводов о материалах, которые помогли сформировать дальнейший проект:
- Большинство архитектурных материалов не являются хорошими звукопоглотителями (бетон, штукатурка и фанера)
- На первый взгляд небольшие манипуляции с поверхностями материала могут оказать сильное воздействие с точки зрения звукопоглощения: например, небольшие текстуры на поверхности могут поглощать и рассеивать звук более эффективно, чем гладкая поверхность, тогда как нанесение краски на поверхность может снизить способность материала поглощать звук. звук.
- Ни один материал не отвечает всем нашим требованиям по прочности и звукопоглощению
Обладая этими результатами, команда решила, что жизнеспособной стратегией является рассмотрение использования композитных панелей; панели, которые представляют собой ламинаты из нескольких различных материалов. Эта стратегия позволит нам совместно использовать сильные стороны нескольких материалов для создания панели с более высокими характеристиками. Продукт, который мы в настоящее время тестируем, называется Novacork (см. Изображение ниже), он представляет собой композитную панель из пробки и гомазоте.Эта панель использует гомазоте из-за своей структуры в качестве подложки и способности поглощать звуки более высоких частот, использовать пробку в качестве прочной поверхности, которая может поглощать звуки средних и высоких частот, и использовать их в качестве панели с воздушным зазором позади, чтобы помочь поглощать некоторые из более низких частот.
Панель Novacork
Панель Homasote 1/2 дюйма с пробкой 1/16 дюйма
Эти результаты вкупе с экспериментами, описанными в «Геометрии распространения звука», дали команде представление о том, какие материалы использовать, как и где их использовать.В следующем посте мы покажем, что мы производим, и наши испытания, чтобы понять, как это влияет на акустику FabLab.
Начальные панельные тектонические исследования
Звукоизоляция и звукопоглощение — разница
Автор: Тед В, | 314 комментариев
Звукоизоляция и звукопоглощение — в чем разница.
Когда кто-то сталкивается с проблемой шума и не знает, что делать, с кем связаться или с чего начать, они часто обращаются к Интернету и ищут такие слова, как «звукоизоляция.«Мы много лет принимаем звонки от людей, которые хотят решить проблемы со звуком. Эти вызывающие абоненты часто объясняют, что они хотят, чтобы звук, производимый в комнате, оставался в комнате , или они хотят, чтобы звук не выходил из своего пространства . Мы начинаем с разговора о самой комнате, ее использовании и типе шума, с которым мы имеем дело в каждой конкретной ситуации.
(Загрузите бесплатное руководство: Решение распространенных проблем с шумом)
Обычно люди спрашивают цены на звукоизоляционную пену , , звукопоглощающую пену , звукоизоляцию или звукоизоляционные панели. Они уверены, что пеноматериал — это билет, потому что они видели пену «яичный ящик» или другие подобные продукты в качестве отделки стен в студиях звукозаписи, в телешоу и в фильмах — и эти типы комнат действительно тихие или законно звукоизолированные. Итак, понятно, что панели блокируют звук, не так ли? Ну, не совсем … Это заблуждение — невероятно — поэтому, если вы читаете это про себя, думаете: «Итак, звукопоглощающая пена работает? Разве пена не используется для звукоизоляции комнаты? » К сожалению нет.Пена не останавливает звук, она поглощает или уменьшает эхо в комнате. Не расстраивайся. Многие думали так же. К счастью, мы здесь, чтобы спасти положение. Звукоизоляция или звукопоглощение — в чем разница?
Звукоизоляция и звукопоглощение
Есть две стороны акустической монеты, если хотите. Есть продукты, которые поглощают эхо в комнате, и есть продукты, которые блокируют или останавливают / уменьшают передачу звука . (Есть несколько панелей, которые подойдут и для того, и для другого.Их обычно называют композитами, но пока давайте будем простыми.) Материалы, поглощающие эхо, используются для улучшения качества звука внутри помещения, в котором они установлены. Их обычно устанавливают на стены или потолок как готовую поверхность в комнате. Изделия, которые используются для блокировки звука, используются ВНУТРИ стены или потолка — как часть строительного материала. Это могут быть плотные, тяжелые материалы или материалы, которые будут разъединять стенную конструкцию, и из-за своей плотности часто отражают звук обратно в комнату, а не звук, проникающий на другую сторону.Поглощение эха в комнате и блокирование или уменьшение звука осуществляются двумя разными способами и с использованием разных продуктов и подходов.
Из губок не построить аквариум
Вот простая аналогия, которая помогает людям понять физику звука и то, как это работает. Представьте, что вы строите аквариум, в котором будет вода. Вы бы использовали стеклянные панели или губки для стенок резервуара? Это явно нелепый вопрос, но он рисует картину простой физики, которая здесь применима.Звук очень похож на воду, когда вы пытаетесь его контролировать. Если вы используете губки в качестве стен, они впитают воду, но быстро позволят ей просочиться на другую сторону. Стекло и хорошие уплотнения блокируют воду и удерживают ее на месте. Акустические материалы, сделанные из мягких, мягких вещей, таких как губки, будут поглощать. Плотные, тяжелые, воздухонепроницаемые материалы заблокируются. Это основы прямо здесь. Теперь вы можете удивить друзей своими новообретенными знаниями. Давайте подробнее рассмотрим особенности звукоизоляции и звукопоглощения.
Опции звукопоглощения
Фактически, некоторые люди, производящие «звукоизоляцию» комнаты на дешевой стороне, даже вешают движущиеся одеяла на стену, чтобы создать звукопоглощающую панель своими руками. Если вы заинтересованы в более профессиональном или законченном виде, а также в производительности, на рынке есть фантастические звукопоглощающие продукты.
Параметры звуковой блокировки
В течение многих лет я использовал мысленные образы и аналогии, чтобы помочь людям понять, что они уже понимают физику звука, но просто еще не знают ее.Когда они (или вы) могут визуализировать и связать с уже известной идеей, все становится более осмысленным. Итак, вот еще один. Представьте, что вы заканчиваете комнату в подвале. Вы установили стойки, которые будут обрамлять стену, и теперь готовы к установке гипсокартона. Вместо того, чтобы использовать гипсокартон, вы решили положить на гвоздики пену толщиной 2 дюйма «яичный ящик». Имейте в виду, что эта пена практически не имеет массы и плотности. Он легкий и мягкий, в основном воздушный. После того, как вы установили этот звукопоглощающий материал, вы говорите своему другу, чтобы он встал на противоположной стороне стены и начал говорить.Независимо от типа и толщины используемого пенопласта, вы сможете отчетливо слышать своего друга, как если бы перед вами не было стены. Почему? Звук распространяется по воздуху. Поскольку пена в основном состоит из воздуха (она легкая и очень небольшая), звук проходит через нее. Также как вода проходит через губку.
Какие материалы могут или блокируют звук? Изделия, которые разработаны так, чтобы блокировать звук от входа или выхода из пространства почти всегда находятся внутри стеновой конструкции или являются частью самой стены. Есть три основных способа заблокировать звук: добавить / увеличить массу и плотность (вес) стены, чтобы просто сделать ее тяжелее, разъединить сборку стены (где одна сторона стены не касается другой) или ослабить вибрацию. энергия стены.
Помните последнюю аналогию? Тот, что у тебя в подвале? Давай вернемся туда. Теперь, вместо пенопласта, на этот раз вы решили, что было бы лучше использовать 9 слоев гипсокартона 5/8 ″ по обе стороны от стены. Девять слоев внутри, девять слоев снаружи.Вы снова отправляете друга на другую сторону, и он начинает говорить. Я готов поспорить, что вы не можете слышать многое из того, что они говорят, потому что вы добавили так много массы стене. Если вы хотите добавить в свою комнату звукоизолирующие материалы, обратите внимание на несколько продуктов:
- Звукоизоляционный гипсокартон Soundbreak XP — звукопоглощающий гипсокартон, используемый при строительстве стеновых конструкций с высоким STC (класс передачи звука).
- Виниловый барьер с массовой нагрузкой (MLVB) — акустический барьер, изготовленный из материала барьера из мягкой массы высокой плотности для снижения передачи шума.
- RSIC-1 Clips (упругие зажимы для звукоизоляции) — предотвращают передачу звука от шумных соседей через ваши стены или конструкции пола / потолка.
- Зеленый клей для гашения вибраций — поместите его между двумя слоями гипсокартона, чтобы значительно снизить энергию вибрации через стену.
Эхо … Эхо ..….
Эхо….… ..Эхо… …… .. ЭхоКак вы уже догадались, у меня есть еще одна аналогия! Пойдем в спортзал. В настоящее время он находится в стадии строительства, потому что к ним добавляется несколько новых площадок для игры в ракетбол.Давай проверим их. Комната сделана из бетона, и, поскольку это площадка для игры в ракетбол обычного размера, она имеет размеры 20 футов в ширину, 40 футов в длину и 20 футов в высоту. Стены этой комнаты в два фута толщиной. Вы хлопаете в ладоши в комнате, и кажется, что эхо продолжается вечно. Давай повеселимся здесь. У вас в руках 100 новых супер-надувных мячей разных цветов. (У вас должны быть действительно большие руки. ) Вы бросаете их во все стороны, и они продолжают подпрыгивать и подпрыгивать повсюду по комнате. Через несколько минут они в конечном итоге перестают подпрыгивать, и, надеюсь, вы вспомнили, что надели шлем, иначе у вас может возникнуть сильная головная боль.А теперь представьте, что вы взяли с собой пену толщиной 2 дюйма. Вы выравниваете стены, потолок и пол. После этого вы бросаете те же 100 супер прыгучих мячей. На этот раз, когда они ударяются о стену, потолок и пол, они не отскакивают. Энергия мяча поглощалась помещением, а точнее пеной. Звуковая волна внутри этой комнаты похожа на супер-надувной мяч. Он будет отражать или отскакивать от любой твердой поверхности, но будет поглощен мягкой поверхностью.
Что теперь?
Если вы дошли до этого места, я поздравляю вас с тем, что вы продолжили со мной мои довольно грубые примеры.Моим намерением было помочь нарисовать картину. Чтобы помочь вам более четко понять общие различия между поглощением и блокировкой звука (звукоизоляция). Я уверен, что есть очень много людей, которые намного умнее меня, которые качают головами, потому что я не касался технической стороны вещей — объяснения длины волны, частоты и т. Д. Мне все равно. Я пытаюсь упростить вещи, чтобы дать этим нетехническим людям основу, чтобы начать самообразование в своих проблемах с шумом.
Конечно, вы сейчас официально не специалист по акустике. Это начало. Для вашего следующего шага я бы рекомендовал найти эксперта или хотя бы кого-то, кто знает конкретные продукты, которые вы можете использовать в своей конкретной ситуации. Поговорите со специалистом, чтобы лучше понять, как движется звук в вашей комнате. Он или она также будет знать достаточно о продуктах, чтобы указать вам правильное направление. Итак, прежде чем поговорить с этим человеком, я хотел бы получить ответы на следующие вопросы:
- Хотите блокировать звук или поглощать эхо? Теперь, когда вы понимаете разницу между звукоизоляцией и звукопоглощением…
- Каковы размеры твердых поверхностей в вашей комнате?
- Для чего используется комната, какие типы звука вы хотите блокировать / поглощать? (высокий скрипучий звук, голоса, музыка, дети, низкочастотный звук типа баса, все вышеперечисленное…)
- Что вы думаете о том, как лучше всего обработать комнату, где поставить продукт или как подойти к ситуации?
- Какой вид эстетики, отделки или цвета вы ищете?
- Важна ли эстетика или нам нужно делать это в условиях ограниченного бюджета?
Я знаю, что это не исчерпывающий список, поэтому я не расстроюсь, если вы оставите мне комментарий о том, что я что-то забыл. Фактически, я поощряю это. Знание ответов на все эти вопросы даст эксперту все необходимое для диагностики проблемы шума и предложения полезных решений. Неважно, какого размера и формы ваша комната, в ней идеально сочетаются звукопоглощающие и звукопоглощающие материалы, которые делают ее прекрасным убежищем от звука. Если вам нужен звукоизоляционный гипс Soundbreak XP, звукопоглощающие панели, звукоизоляционные зажимы или какая-либо комбинация продуктов, поговорите со специалистом, чтобы сделать правильный выбор с первого раза.
ExOne лицензирует метод 3D-печати легкого металлокерамического материала из Национальной лаборатории Ок-Ридж
- ExOne начинает коммерциализацию производства деталей, напечатанных на 3D-принтере из карбида бора, пропитанного алюминием
- Функциональный материал для 3D-печати имеет широкий спектр потенциальных применений
- ExOne начинает 3D-печать коллиматоров и других деталей для ORNL из нового материала
СЕВЕР ХАНТИНГДОН, Пенсильвания. — (БИЗНЕС-ПРОВОД) — авг. 19, 2019- Компания ExOne (Nasdaq: XONE), мировой лидер в производстве промышленных 3D-принтеров для песка и металла, использующих технологию струйной печати связующего, сегодня объявила, что получила лицензию от Национальной лаборатории Окриджа Министерства энергетики США (ORNL) на запатентованный метод 3D-печати алюминия. -инфильтрованные коллиматоры из карбида бора (B 4 C) и другие компоненты, используемые в нейтронной визуализации.
Этот пресс-релиз содержит мультимедиа. Посмотреть полный выпуск можно здесь: https: // www.businesswire.com/news/home/2019081
43/en/На фото Бьянка Хаберл (слева) и Эми Эллиотт, обе из ORNL. Хаберл — ученый по рассеиванию нейтронов, а Эллиотт — член группы НИОКР по исследованиям производственных систем. Фото: Женевьев Мартин / Национальная лаборатория Ок-Ридж, Департамент энергетики США.
Исследователи из ORNL разработали метод 3D-печати на ExOne M-Flex®, 3D-принтере, который использует технологию струйной печати связующего для 3D-печати объектов из металлов, таких как нержавеющая сталь, бронза или вольфрам, а также из песка, керамики и композитов.
В этом случае команда ORNL во главе с Дэвидом С. Андерсоном, руководителем группы приборостроения, разработала процесс 3D-печати объектов из B 4 C, нейтронопоглощающего материала, а затем пропитала объекты алюминием. Инфильтрация — это когда материал смачивается или впитывается другим материалом, например, водой в губке. Конечный материал B 4 C с пропиткой алюминием известен как композит с металлической матрицей, разновидность кермета. Среди соавторов этого процесса Эми Эллиотт и Бьянка Хаберл из ORNL.
Эта разработка значительна, потому что B 4 C с добавлением алюминия обладает сильными, но легкими свойствами, а также характеристиками поглощения энергии, которые особенно полезны в приборах для рассеяния нейтронов, которые позволяют исследователям собирать данные вплоть до атомного уровня. Эти данные затем выражаются в виде изображения, так же как данные в цифровой камере отображаются в виде изображения.
«Он дает результаты, которых не может дать рентген. Нейтроны могут обнаруживать легкие элементы, такие как водород или вода, но они также проникают через тяжелые элементы, такие как свинец, что позволяет анализировать сложные процессы на месте », — пояснил Дэн Брунермер, технический сотрудник компании ExOne.ExOne планирует использовать лицензию для коммерциализации трехмерного производства объектов B 4 C, пропитанных алюминием, таких как экранирующее оборудование и компоненты, используемые в приборах для рассеяния нейтронов.
Используя традиционные методы, производители сталкиваются с ограничениями в форме коллиматоров, которые они могут изготавливать, что также ограничивает тип исследований и других работ, которые можно было бы проводить с ними. Новый метод создания объектов B 4 C открывает двери для новых типов объектов, используемых для отклонения или поглощения энергии, которые могут защитить людей и окружающую среду от излучения.
Интеллектуальная собственность, охватываемая лицензионным соглашением, включает находящуюся на рассмотрении заявку на патент США № 16/155 134, озаглавленный «Коллиматоры и другие компоненты из нейтронопоглощающих материалов с использованием аддитивного производства», а также две дополнительные предварительные заявки. В соответствии с соглашением ExOne также будет заниматься производством 3D-печати различных компонентов матрицы B 4 C, используемых в экспериментах по рассеянию нейтронов в ORNL.
Новый материал B 4 C также означает, что ExOne теперь может предложить своим клиентам метод 3D-печати металлического материала, который легче бронзы.Металлические 3D-принтеры ExOne, такие как новый X1 25PRO ™, сегодня могут печатать 3D-объекты из более чем шести подходящих металлических материалов.
«Это исследование и полученные в результате лицензионные соглашения демонстрируют ценность, которую производственный демонстрационный центр Министерства энергетики США в ORNL обеспечивает производственному и научному сообществу в целом», — сказал Брунермер.
О компании ExOne ®
ExOne — глобальный поставщик машин для 3D-печати, 3D-печати и других продуктов, материалов и услуг для промышленных клиентов.Бизнес ExOne в основном состоит из производства и продажи машин для 3D-печати и полиграфической продукции в соответствии со спецификациями клиентов с использованием установленной базы машин для 3D-печати. Машины ExOne служат прямым и косвенным приложениям. Прямая печать производит компонент; непрямая печать делает инструмент для изготовления компонента. ExOne предлагает заказчикам предсерийную совместную работу и печатные продукты через свою сеть центров принятия ExOne («EAC»). ExOne также предоставляет сопутствующие материалы, включая расходные материалы и запасные части, и другие услуги, включая обучение и техническую поддержку, которые необходимы покупателям ее 3D-печатных машин для печати продукции.Компания считает, что ее способность печатать на различных промышленных материалах, а также лидирующие в отрасли объемы производства (измеряемые по размеру корпуса и скорости печати) позволяют ExOne удовлетворять потребности промышленных клиентов.
О компании ORNL
UT-Battelle управляет ORNL для Управления науки Министерства энергетики США. Управление науки, являющееся крупнейшим спонсором фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах, работает над решением некоторых из наиболее насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите https://www.energy.gov/science.
См. Исходную версию на businesswire.com: https://www.businesswire.com/news/home/2019081
43/en/Источник: Компания ExOne
СМИ:
Сара А. Вебстер
Директор по международному маркетингу
(724) 516-2336
[email protected]
ExOne Инвесторы:
Дебора К. Павловски / Карен Л. Ховард
ООО «Кей Эдвайзорс»
(716) 843-3908 / (716) 843-3942
dpawlowski @ keiadvisors.com / [email protected]
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Amy Drahota-Towns — Портал исследований Портсмута
Я отвечаю за разработку исследовательской программы, посвященной вопросам здравоохранения и социальной помощи пожилым людям и согласованной с темой исследования SHSSW «Доказательства и оценка в области здравоохранения и социальной помощи». В настоящее время я являюсь главным исследователем двух исследовательских проектов, финансируемых извне: (1) систематический обзор, финансируемый NIHR Health Technology Assessment, изучаю использование амортизирующих напольных покрытий для предотвращения травм при падении у пожилых людей; и (2) служебная оценка проекта, направленного на снижение уровня одиночества и изоляции среди пожилых людей и снижение частоты вызовов в службу скорой помощи.Я также управляю Сетью по проблемам старения Портсмутского университета (UPAN) и поддерживаю участие общественности в исследованиях, инновациях и образовательной деятельности. Через UPAN я работаю в университете и с более широкими академическими, деловыми и социальными сообществами, чтобы помочь расширить деятельность в области старения во всех академических дисциплинах, включая исследования, инновации, обучение и работу с общественностью.
Ранее я был научным сотрудником и по совместительству работал в Кокрановском центре Великобритании в качестве лектора по систематическим обзорам. Моя докторская степень была исследованием с использованием смешанных методов, включая рандомизированное контролируемое исследование (РКИ), фокус-группы, интервью и систематический обзор. До этого я получил степень магистра психологических методов исследования (с отличием) и степень бакалавра (с отличием) по психологии (2: 1). Мое исследование включало первое и единственное пилотное рандомизированное контролируемое испытание (РКИ) на базе больниц по амортизирующим напольным покрытиям для предотвращения травм при падении. Мне также понравилось работать с Кокрейн над учебными материалами по методам исследования, включая разработку набора онлайн-учебных материалов, и я принимал участие в разработке Кокрейновского инструмента риска систематической ошибки для кластерных РКИ.
Мои исследовательские интересы в первую очередь лежат в области старения и благоприятной для пожилых окружающей среды.
Всего проектов:
- The SAFEST Review: Системный обзор эффективности амортизирующих напольных покрытий, включая пожилых людей и персонал в учреждениях по уходу
- Оценка услуги «Близкие контакты» для уменьшения одиночества и изоляции среди пожилых людей
- Психологические и образовательные меры для предотвращения падений в пожилом возрасте Люди в сообществе (Кокрановский систематический обзор)
- Исследование для улучшения качества обслуживания клиентов и безопасности при использовании эскалаторов
- Исследование напольных покрытий HIP-HOP: помощь в предотвращении травм у госпитализированных пожилых людей.
- Проект PEOPPLE: применение доказательств для пожилых людей на практике в жизненных условиях.
- Исследование физических сред NIHR, изучающее дизайн палат по уходу за деменцией, с целью создания инструментария для проектирования профилактики падений.
- Проведение систематических обзоров
В поисках лучших (и более экологичных) строительных блоков
Помимо бетона и гипсокартона, наблюдается взрыв новых многообещающих материалов, от энергосберегающего стекла до панелей из стеблей сорго и краски, очищающей воздуха.
Путешествовать по сайту мистера Браунелла — все равно, что просматривать каталог человеческой изобретательности. Натуральная краска Reben от Suzuran Corporation в Японии содержит порошок из скорлупы гребешка, который предотвращает рост плесени, бактерий и распространение пламени, и диоксид титана, который поглощает загрязняющие вещества.
Хотите сократить количество отходов? Enviro Board Corporation в Вестлейк-Виллидж, Калифорния, производит недорогие универсальные строительные панели из пшеничной соломы и травы, а Kirei USA из Сан-Диего производит древесные панели из стеблей сорго.
Некоторые из наиболее интересных разработок связаны с новыми способами сбора энергии и солнечного света. Г-н Браунелл указывает на системы «дневного света», такие как система солнечного освещения Parans от шведской компании Parans. Его система работает, собирая и усиливая солнечный свет на крыше, как солнечная панель, а затем передает его по оптоволоконной сети, чтобы не освещать внутренние пространства для создания эффекта удаленного света в крыше.
Затем на прошлой неделе был «продукт недели» мистера Браунелла: GreenPix, «медиа-стена» с нулевым потреблением энергии, разработанная архитекторами Simone Giostra & Partners и инженерной компанией Arup.Разработанный для развлекательного центра Пекина, он использует поликристаллические фотоэлектрические элементы, ламинированные внутри стеклянного фасада здания, для поглощения солнечной энергии, питающей тысячи крошечных светодиодов.
В аналогичном духе Eco-Curtain от Inaba Electric Works в Японии интегрирует мини-ветряные турбины в фасад здания. В торговом центре в Нагое, Япония, оборудованном Eco-Curtain, есть 775 вертикально расположенных ветряных мельниц, которые производят около 7,551 киловатт-часов в год — достаточно, мистер Ганн.Браунелл говорит, что для питания внутреннего освещения торгового центра.
«Здания могут играть гораздо более важную роль в сборе энергии», — сказал г-н Браунелл. И не только новостройки. Он также предполагает переоборудование существующих фасадов с использованием энергоемких материалов. В будущем, размышляет он, «мы можем смотреть на горизонты городов и видеть золото на их фасадах».
Эми в начальном классе — Детский дом
Добро пожаловать в новый учебный год! Я с нетерпением жду прекрасного года впереди.Год будет наполнен смехом, улыбками и множеством новых впечатлений. Если возникнут какие-либо вопросы, обращайтесь ко мне. В нашем номере есть новый аквариум, в котором есть креветки, рыбы и улитка. Для меня большая честь быть частью обучения вашего ребенка! | |
Эми Белович, основной гид | Комната для родителей |
10 февраля 2021 г.
Трудно поверить, что мы празднуем День всех влюбленных! Какое удовольствие наблюдать такое возбуждение у ваших детей! Мы спели много песен.Вот несколько:
5 маленьких сердечек
Песня для детей
Если ты любишь меня и знаешь это
Мы также изучаем Китай и, в частности, Китайский Новый год. Мы смогли увидеть традиционные китайские костюмы, керамику из Азии и китайские иероглифы / произведения искусства. Воспитанники детского сада занимаются танцем дракона. На этой неделе поищите фотографии в Компасе.
Движение имеет огромное значение в жизни ребенка.Когда вы наблюдаете за окружающей средой Монтессори, вы увидите «свертывание ковра, полировку обуви, мытье пола, установку столов, переноску стульев, все упражнения, которые задействуют все тело и упражнения и совершенствуют одно движение, а теперь другое» (The Discovery Ребенка.81). Мария Монтессори считала важным указать на важность физической активности для роста умственной активности.
С Днем Святого Валентина!
28 января 2021 г.
Мы начали изучать китайский Новый год! Мы читаем разнообразную литературу о китайском Новом году, практикуем китайские символы и делаем пакеты лиси.В четверг, 11 февраля, мы будем отмечать китайский Новый год и День святого Валентина.
На День святого Валентина отправьте 27 открыток с именем вашего ребенка. Не нужно обращаться к определенным детям. Мелани отправит электронное письмо добровольцам, чтобы они предложили несколько особенных закусок.
У нас пятеро детей, которые вышли из сообщества YCC, и это было прекрасное время для других детей, чтобы заметить, как мы работаем и двигаемся в классе. Мы работаем над несколькими уроками изящества и вежливости, такими как ожидание кого-то, когда они разговаривают с кем-то другим, и тихое закрытие двери.Мы обсуждали заботу о себе, о других и о нашей школе. Я надеюсь, что у вас прекрасная неделя, и, пожалуйста, знайте, что я здесь, если у вас есть вопросы.
14 января 2021 г.
С Новым годом! Я надеюсь, что твой год начался хорошо. Приятно снова вернуться в школу и снова окунуться в привычный распорядок дня. У нас есть два новых ученика, переехавших из детского сообщества. Вы можете услышать, как ваш ребенок упоминает Луизу или Эмми.Маккензи начнет в нашей среде во вторник и 1 февраля, к нам присоединятся Ашер и Стиви.
На этой неделе мы читали и обсуждали Мартина Лютера Кинга-младшего. Мы сосредоточились на мечте MLK о том, чтобы все люди имели равные возможности. Мы также старались быть добрыми и проявлять любовь ко всем людям. Мы провели мозговой штурм, как почтить MLK в понедельник, а также в другие дни. Спросите своего ребенка, чем он или она может захотеть заняться в понедельник, чтобы проявить немного любви к нашему сообществу.
Заглянув в будущее, мы начнем изучение китайского Нового года. Мы начнем читать о праздновании и попрактиковаться в китайских иероглифах. В четверг, 11 февраля, мы будем отмечать китайский Новый год и День святого Валентина. Больше информации будет скоро!
Мы наблюдали за цыплятами, посещающими кормушку Мелиссы, поэтому мы начнем их кормить. Я, например, скрещиваю пальцы, чтобы на нашей детской площадке было немного снега. Я надеюсь выбраться отсюда и насладиться зимними развлечениями! Принеси снег !!
10 декабря 2020 г.
Я слышу много историй об украшении деревьев, приготовлении печенья и освещении на улице. Надеюсь, вам всем нравится это время года. В нашем классе пора имбирных пряников! На прошлой неделе мы начали читать традиционную версию «Пряничного мальчика». Как ваш ребенок о том, как большинство людей знают историю о пряничном мальчике. На этой неделе мы начали читать рассказы, которые включают творение пряников с изюминкой. Примеры: Gingerbread Girl , Gingerbread Baby, и Gingerbread Man SuperHero . На следующей неделе мы продолжим читать книги по образцу пряничного мальчика.Примеры; Stop That Pickle, The Matzo Ball Boy, и Musubi Man .
Сегодня мы спели Jingle Bells на сцене для виртуального Holiday Sing-a-long. Это было просто замечательно! Я буду скучать по Sing-a-long, но я с нетерпением жду и этой версии. Это время года для многих полно азарта и радости.
Мы начали делать карточки для жителей павильонов Гранд Траверс и тех, кто может провести отпуск в больнице.Было весело обсуждать анонимные подарки, которые мы можем дарить, чтобы нести радость. Я надеюсь, что у каждого из вас будет много моментов, чтобы насладиться волшебством этого времени года. Я так благодарен, что провожу дни с вашими детьми!
19 ноября 2020
Трудно поверить, что День Благодарения не за горами. Этот год по-прежнему остается уникальным. Мы продолжаем маскировать, дезинфицировать, и небольшие группы используют холл и ходят на прогулки. Я знаю, что в последнее время несколько детей простудились.Я понимаю, что это может немного нервировать и сбивать с толку. Я невероятно доверяю Мишель и Ким. Если у вас есть вопросы о процедурах ТКП, в Компасе столько информации. Встреча Parent Covid содержит большой объем информации, и, если вы еще не смотрели ее, я надеюсь, что сможете.
В классе мы работаем как обычно. Дети завершают работу, получают уроки и получают много знаний во всех областях. Мы делаем упор на благодарность в нашей среде в отношении Дня Благодарения.Мы пели песню Лори Беркнер «Махало», щелкните здесь. Нам также нравится The Turkey Pokey, нажмите здесь. У нас будет праздник урожая во вторник, и мы обсудим, за что мы благодарны, и вместе насладимся вкусной едой. Если у вас есть вопросы о том, что вам следует принести, дайте мне знать.
Я надеюсь, что вы и ваша семья сможете насладиться моментами веселья и благодарности в течение следующей недели. Пожалуйста, знайте, что я здесь, если у вас есть вопросы, и мне нравится быть частью развития вашего ребенка в этом году.
29 октября 2020 г.
Трудно поверить, что приближается конец октября. Я с нетерпением жду встречи с каждым из вас на следующей неделе на конференциях. Начните думать о вопросах, которые могут у вас возникнуть о философии Монтессори или об успехах вашего ребенка. Прошу вашего терпения, так как я работаю и с технологией конференций на экране. Всегда знайте, что я здесь для вас и вашего ребенка и хочу сделать это очень важное время в их учебной жизни как можно более оптимальным.
Я читал книгу о йоге, которая постоянно возвращается ко мне. Идея была в том, что борьба — это нормально. Небольшая борьба помогает нам обрести силу, настойчивость и, в некоторых случаях, улучшить здоровье. Что касается обстановки в классе, это также верно, позволяя ребенку поработать с уборкой очень грязного мольберта. Это может быть борьба или проявление терпения, пока ребенок пытается надеть пальто. Позволение ребенку «бороться» дает ему возможность поразительно расти.
Наш класс выглядит так красиво с разнообразными тыквами и кабачками! Мы с нетерпением ждем веселого дня с тыквой. Большое спасибо за помощь, которая сделала это утро таким особенным.Кстати, мы с детсадовцами смотрели книгу, в которой был изображен Белый дом. У нас был разговор о том, кто живет в Белом доме и что во вторник в нашей стране проходят выборы. Разговор с детьми о выборах вызвал улыбку. мне в лицо было несколько комментариев; «Вся семья живет в этом доме?» «У меня белый дом на улице» «Почему вокруг него забор?» «Кто такой президент?» Надеюсь, это вызовет у вас улыбку.
15 октября 2020 г.
Пока я пишу это, у меня в голове звучит мелодия « Осенние листья падают» .Спросите ребенка об этой песне, если вы еще не слышали ее. Нам также нравятся песни 5 Little Pumpkins и Way Up High in the Apple Tree . Осень — поистине прекрасное и веселое время года. Мы изучали жизненный цикл тыквы. Большое спасибо за тыквы для нашего класса. В пятницу, 30 октября, утром у нас будет день тыквенных развлечений. Мелани скоро отправит электронное письмо с просьбой о пожертвованиях на это особое утро.
Сегодня мы начали играть на арфе в нашей среде.Арфа также известна как лира. Это один из первых созданных струнных инструментов. Спросите ребенка, доводилось ли ему играть на лире.
В сообществе Монтессори вы можете услышать о подготовленной среде. У этого много аспектов, но я коснусь четырех областей в первично подготовленной среде; практическая жизнь, чувственность, язык и математика. Практическая жизнь — это то, что первым встречает ребенок. Примеры: чистка стола, заливка, шитье. Практическая сфера жизни позволяет развивать логические модели мышления, хорошую ловкость рук, контроль движений и концентрацию.В сенсорной области дети лучше осознают свои чувства. Примеры: розовая башня, трехчленный куб, цветные таблички. Работая с сенсорными материалами, ребенок упорядочивает, уточняет и систематизирует свое мышление. Языковая зона предоставляет ребенку инструменты для письма и чтения. Примеры: буквы наждачной бумаги, подвижный алфавит и металлические вставки. В математической области используются реальные объекты, чтобы без затруднений усваивать различные концепции. Примеры: числовые стержни, шкаф для бус и игра в штамп. В области математики мы переходим от конкретных идей к более абстрактным.Я надеюсь, что это дает вам небольшую информацию о четырех областях нашей окружающей среды.
Пожалуйста, дайте мне знать, если у вас возникнут вопросы!
30 сентября 2020 г.
Осень вокруг нас! Мы наслаждаемся прекрасным осенним сезоном в нашем прекрасном кампусе. Мы наблюдали за множеством разных деревьев и замечали происходящие изменения. Мы делаем предположения, почему некоторые деревья меняют цвет, а некоторые — нет. Большой клен в нашем кампусе начинает менять цвет сверху вниз.Мы читали нашу книгу глав под другим деревом, которое почти полностью покраснело. Завершаем растирание листьев, а также определяем разные листья. Каждый год я поражаюсь красоте, которая нас окружает здесь, в Северном Мичигане.
Я с нетерпением жду виртуального пикника в следующую среду в 8:00. Мелани будет вести нас в этом приключении! У меня также есть маленькие поясные сумки, чтобы каждый ребенок мог надеть маску, когда она не нужна, т.е.есть или на улице. Я с нетерпением жду этого, чтобы решить проблему с сумкой. Пожалуйста, отправьте своему ребенку хотя бы одну маску, а лучше еще одну в рюкзаке. Дождевики отлично работают !! Отправьте его, если вы еще этого не сделали.
На этой неделе я с нетерпением жду возможности сушить яблоки и делать яблочные чипсы! На прошлой неделе мы отметили три дня рождения и все прошло хорошо! Спасибо за отличные картинки и закуски! По прошествии нескольких недель я наблюдаю, как в классе растет концентрация. Уважать ребенка, а не мешать его концентрации — ключ к философии Монтессори.
«Когда дети выполнили увлекательную работу, они выглядели отдохнувшими и очень довольными. Казалось, что в их душах открылась дорога, ведущая ко всем их скрытым силам, открывая лучшую часть их самих. Они проявляли великую приветливость ко всем, старались помочь другим и казались полными доброй воли ».
-Мария Монтессори
17 сентября 2020 г.
Как здорово вернуться в школу! Класс знакомится с новыми процедурами этого года, и все идет хорошо.На этой неделе было замечательно наслаждаться прекрасной погодой. Скрестив пальцы, мы продолжим чудесную осень. Когда мы думаем о предстоящем сезоне Fal, пожалуйста, не стесняйтесь присылать листья, тыквы, тыквы или любые предметы, которые могут иметь отношение к сезону. Мы оставим эти предметы на научном столе. Мы рассматриваем разные виды яблок вместе с жизненным циклом яблони. Дети быстро привыкают к распорядку в классе.