МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДИССИПАЦИИ СВЧ-ЭНЕРГИИ ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РАДИОПОГЛОЩАЮЩИХ КОМПОЗИТОВ

Abstract

В настоящее время актуальным является разработка высокоэнергетических радиопоглощающих материалов, которые обладают свойствами как радиопоглощающего так и высокоэнергетического материала и характеризуются высокой интенсивностью диссипации СВЧ-энергии, что обеспечивает таким композитам специфические области применения для задач оборонно-промышленного комплекса и гражданской промышленности. Одной из основных задач в работе является исследование процесса диссипации энергии при воздействии СВЧ-излучения на высокоэнергетический радиопоглощающий материал. Для решения поставленной задачи проведено численное моделирование в программной среде COMSOL Multiphysics® процесса нагрева диэлектриков в СВЧ электромагнитном поле с целью выбора оптимальной конструкции ВРК, обеспечивающей заданные функциональные свойства композитов В качестве материалов матрицы использованы эпоксидная смола ЭД-20 и фторопласт Ф-4, а в качестве поглощающего наполнителя SiC, который выдерживает высокие температуры нагрева без химического разложения. В работе проведено математическое моделирование распределения температурного поля в высокоэнергетическом радиопоглощающем композите с поглощающим наполнителем, имеющим форму плоского слоя (слой-наполнитель) при различных условиях внешнего воздействия СВЧ электромагнитного поля. Установлено, что высокие показатели диссипации СВЧ-энергии достигаются при нагреве слоя-наполнителя выше 600 0С и высокой скорости нагрева 9,7 – 17,2 0С/с при расположении слоя-наполнителя толщиной 1-4 мм перпендикулярно вектору Пойтинга S и параллельно вектору напряженности Е.

Keywords

• высокоэнергетический радиопоглощающий композит, диссипация энергии, СВЧ-излучение, эпоксидная смола, фторопласт, поглощающий наполнитель, численное моделирование