ساخت نانوکامپوزیت هسته پوستۀ فلز/FeSiAl با عملکرد عالی در محافظت در برابر تداخل امواج الکترومغناطیس
FeSiAl/metal core shell hybrid composite with highperformance electromagnetic interference shielding
با پیشرفتهای گستردهای که در زمینه فناوریهای ارتباطات بیسیم و الکترونیک رخ داده است، محققین توانستهاند سیستمهای الکترونیکی مجتمع بسیار سبک، کوچک و هوشمند را طراحی کرده و تولید کنند. این ادوات الکترونیکی مجتمع بسیار کوچک با سرعت بسیار بالایی کار میکنند که موجب میشود تداخل الکترومغناطیسی شدیدی تولید کنند که با توجه به اثر آن بر روی عملکرد سخت افزارهای الکترونیکی و سلامت انسانها، بسیار مورد توجه قرار دارد. در دهههای گذشته، محققین فراوانی تلاش کردهاند تا مواد محافظ در برابر تداخل امواج الکترومغناطیس را توسعه دهند که از طریق چذب موج الکترومغناطیسی آلودگی الکترومغناطیسی محیط را کاهش میدهند. در صورتی که مواد قابلیت جذب موج الکترومغناطیسی قوی نداشته باشد، از سطح آن مواد امواج الکترومغناطیسی منعکس خواهند شد و آلودگی ثانویه الکترومغناطیسی ایجاد میکند. عملکرد محافظت این مواد از طریق دو مکانیزم حاصل میگردد: جذب و انعکاس. مواد مغناطیسی با نفوذپذیری مغناطیسی بالا مانند FeSiAl یا Sendust، کربنیل آهن، Fe3O4 و گاما-هماتیت، به صورت گسترده به عنوان مواد محافظ از طریق جذب مورد بررسی قرار گرفتهاند. در این بین، ترکیب Sendust عملکرد چشمگیری دارد اما به دلیل رسانایی الکتریکی پایین خود نمیتواند در مواد محافظ موج الکترمغناطیس با درجه بالا به کار رود. در مقالات متعدد، تلاش هایی صورت گرفته است تا با ساخت کامپوزیتهای دارای این Sendust عیوب آنها از طریق افزایش رسانایی الکتریکی، مرتفع گردد. در یکی از جدیدترین کارها در این زمینه، محققین با ساخت نانوکامپوزیت هسته-پوسته و پوشش دادن فلزات با رسانایی بالا، توانستهاند این مشکل را حل کنند و عملکرد Sendust را به شدت تقویت کنند.
در مقالهای که اخیراً در مجله Composite Science and Technologies منتشر شده است، برای نخستین بار یک ترکیب هسته پوستۀ فلز/ترکیب مغناطیسی ساخته شده است که هستۀ آن از Sendust مغناطیسی بوده و پوستۀ آن یک فلز با رسانایی الکتریکی بالا است که برای محافظت در برابر آلودگی تداخل الکترومغناطیسی به کار رفته است. به این منظور، هستههای نرم Sendust توسط فلزات نقره یا نیکل به صورت الکترولس پوشش داده شدند. در واقع از طریق فرایند متداول آبکاری، نقره و نیکل بر روی Sndust قرار گرفتند که موجب تشکیل ساختار کامپوزیتی هسته-پوسته شد که پوستۀ آن، رسانایی الکتریکی بالایی دارد. در نمونۀ ساخته شده با استفاده از پوشش نقره، عملکرد محافظت در برابر موج الکترومغناطیسی 65.6 دسیبل بوده است که این رقم در نمونۀ ساخته شده با نیکل برابر با 58.5 بوده است. نتایج این پژوهش نشان میدهند که این ترکیب بهینه میتواند به صورت کارآمد در مراقبت در برابر امواج الکترومغناطیسی به کار رود.
نکته مهم دیگری که در رابطه با جذب امواج الکترومغناطیسی مطرح است، استفاده از بمبهای الکترومغناطیسی در جنگهای نوین است که تمام تجهیزات الکترونیکی را از کار میاندازند که موجب افزایش اهمیت این موضوع شده است. در نتیجه، با سرمایهگذاری و تحقیقات در این زمینه میتوان امنیت حفظ ارتباطات در مواقع ضروری را تضمین نمود.
گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes-مترس)