بهبود اثربخشي حفاظتي سپر الكترو مغناطيسي در برابر امواج راداري باند ايكس با استفاده از عامل پراكندگي

Improvement of Electromagnetic Shielding Effectiveness for Radar Frequencies (X-band) Using Dispersion Factor

زمينه و هدف: باند بسامدي X داراي محدوده بسامدي 12/5-8 گيگاهرتز بوده و كاربردهاي متنوعي مانند كنترل ترافيك هوايي ، ارتباطات ناوبري دريايي و ... دارد. عدم كنترل مواجهه با اين امواج مي تواند باعث آسيب به سلامت شاغلين شود. استفاده از حفاظ ، فعلاً راهكار كنترلي برتر در پيشگيري از مواجهه با امواج مايكروويو است. در اين مطالعه سعي شد تاثير تغييرات پراكندگي نانوذرات در تقويت يك نوع سپر الكترومغناطيس نانوكامپوزيتي بررسي گردد. روش بررسي: در اين تحقيق از رزين اپوكسي و نانوذرات اكسيد نيكل (7 درصد وزني) در ضخامتهاي 2 ، 4 و 6 ميليمتر جهت ساخت نانوكامپوزيتها استفاده شد. مدت زمانهاي 10 و 66 دقيقه به عنوان مدت زمان اختلاط نانوذرات در حلال جهت بررسي تغييرات پراكندگي در نظرگرفته شد و بر اين اساس سپرهاي ساخته شده با عنوان گروههاي 1 (مدت زمان اختلاط 10 دقيقه) و 2 (مدت زمان اختلاط 66 دقيقه) نامگذاري شدند . با استفاده از دستگاههايX-ray Diffraction وField Emission Scanning Electron Microscope نانو ذرات مورد استفاده مشخصه يابي و مقادير اثربخشي حفاظتي نانوكامپوزيتها با استفاده از دستگاه Vector Network Analyzer اندازه گيري شد. يافته ها: پراكندگي نانوذرات در نانوكامپوزيتهاي گروه 2 بهتر از نانوكامپوزيتهاي گروه 1 بود. ميانگين مقادير درصد كاهندگي در نانوكامپوزيتهاي گروه 2 بيشتر از گروه 1 بود . به گونه اي كه اين مقادير براي ضخامتهاي مورد نظر در گروه 1 به ترتيب برابر با 46/05 ، 69/03 و 70/83و در گروه 2 برابر با 52/02 ، 78/48 و 84/14 درصد بود . بيشترين درصد كاهندگي 91/12 درصد بود كه توسط نانوكامپوزيت 6 ميليمتري (در گروه 2 ) و در بسامد 8/8 گيگاهرتز بدست آمد. در اين گروه با افزايش ضخامت ، ميانگين اثربخشي حفاظتي نانوكامپوزيتها افزايش يافت. نتيجه گيري: افزايش مدت زمان اختلاط نانوذرات در حلال باعث بهبود پراكندگي آنها در ماتريس و افزايش مقادير اثربخشي حفاظتي شد. مي توان از اين نانوكامپوزيتها به عنوان حفاظ مناسب جهت كنترل امواج مايكروويو باند بسامدي X در محيط هاي كاري استفاده نمود و نانوكامپوزيت 4 ميليمتري سپر مناسب براي اين امر است . همچنين مي توان براي كنترل شدت مايكروويو در بسامدهاي ويژه اي مانند 8/8 و 12/5 گيگاهرتز به ترتيب از سپر 6 و 4 ميليمتري در گروه 2 استفاده نمود چراكه مي توانند بيش از 87 درصد از مقدار اوليه شدت امواج مورد نظر را كاهش دهند.

Background and aims: X-band with 8-12.5 frequencies range has various applications such as air control traffic, navy communication etc. Uncontrolled exposure with microwave can lead to adverse effect on workers. Currently, application of the shielding is a superior control for prevention of microwave exposure. This study investigated the effect of dispersion on shielding effectiveness improvement about a novel nanocomposit shiled. Methods: Nanocomposites prepared by epoxy resin and nano nickel oxide (7wt%) with 2, 4 and 6 mm thicknesses. In order to investigate the effect of dispersion, 10 and 66 minutes was considered as mixing time. Nanoparticles characterized by X-ray Diffraction and Field Emission Scanning Electron Microscope. Shielding effectiveness measured with vector network analyzer. Results: Dispersion of nanoparticles in group 2-nanocomposites was better than group 1- nanocomposites. Average of percentage attenuation in group 2-nanocomposites was better than group 1- nanocomposites. The Average of shielding effectiveness for three thicknesses in group 1 was 46.5, 69.03, 70.83 and for group 2 was 52.02%, 78.48% and 84.14%dB, respectively. Maximum attenuation obtained by the 6mm thickness in group 2- nanocomposites at 8.8 GHz frequency (91.12%). The Average of shielding effectiveness increased with increasing the thickness. Conclusion: With increasing the mixing time, the dispersion and shielding effectiveness be improved. These nanocomposites could be used as appropriate shielding for exposure control of X-band frequency in workplace and nanocomposite with 4mm thickness is appropriate shield in this study. Both 4mm and 6mm thicknesses in group 2 are useful in specific frequency such as 8.8 and 12.5 GHz.the average of percentage attenuation for above thicknesses is more than 87%.