تقنية التخفي من خلال سداسي الفريت الباريوم ومسحوق النحاس فائق النعومة في الطلاء
منذ عام 2008، تم إجراء أبحاث مكثفة باستخدام مجموعة واسعة من المواد المضافة في مجموعة واسعة من المجموعات من أجل تطوير الدهانات التي تعطي حاملها المعدني طبقة تمويه تمتص الرادار. في عام 2022، تم نشر اختبار مثير للاهتمام للغاية باستخدام سداسي الفريت الباريوم ومسحوق النحاس متناهية الصغر معًا، والذي امتص أشعة الرادار بمقدار الثلث. في عام 2023، تم بيع أربعة أضعاف كمية مسحوق النحاس متناهية الصغر فجأة كما في العام السابق.
التكنولوجيا
لقد وجدت مواد البوليمر المركبة طريقها إلى جميع مجالات حياتنا بسبب وزنها الخفيف وسهولة معالجتها بالإضافة إلى مزيجها الاستثنائي من الخصائص. لدرجة أنه يمكن العثور على هذه المواد في السفر إلى الفضاء والطيران وحتى في صناعة الدفاع. وفي هذا السياق، تمت مناقشة استخدام مركبات البوليمر لتطبيقات الامتصاص الراداري. الرادار هو نظام للكشف عن الأجسام يستخدم الموجات الكهرومغناطيسية لتحديد معلومات مثل المسافة أو الارتفاع أو الاتجاه أو سرعة الأجسام. يمكن لهذا النظام اكتشاف الأجسام المتحركة مثل الطائرات والسفن والسيارات وكذلك الأجسام الثابتة مثل الأرض. ويمكن أيضًا الحصول على معلومات حول تكوينات الطقس باستخدام الرادار. وتعد هذه التكنولوجيا، التي أحدثت ثورة في الحرب الجوية والبحرية، واحدة من أهم التطورات التكنولوجية منذ الحرب العالمية الثانية. في الواقع، تمت صياغة مصطلح RADAR من قبل البحرية الأمريكية في عام 1940 كاختصار لـ RAdio، Detection، And Ranging. وفي وقت لاحق، اكتسبت أهمية ليس فقط للتطبيقات العسكرية والشرطية، ولكن أيضًا لمناورات الطيران والكشف وجمع بيانات الأرصاد الجوية.
إذا نظرت إلى كيفية عمل الرادار، يبدو الأمر بسيطًا للغاية: يتم إرسال الإشارة، وترتد عن الجسم، ثم يتم التقاط هذه الإشارة المنعكسة بواسطة جهاز استقبال ما. يعتمد هذا على نفس مبدأ صدى الصوت على الحائط. ومع ذلك، لا يستخدم الصوت كإشارة في نظام الرادار، ولكن يتم استخدام الموجات الدقيقة. وتعتمد قوة انعكاس وانكسار هذه الموجات على خصائص وسطح المادة التي ترسل منها الإشارة. إذا اصطدمت إشارة الرادار بسطح مستوٍ تمامًا، تنعكس الإشارة في اتجاه واحد. وعندما تصطدم بسطح غير مستو، فإنها تنعكس في اتجاهات متعددة، مع إرسال جزء صغير جدًا فقط من الإشارة الأصلية إلى جهاز الاستقبال. هناك طريقة أخرى لتقليل الإشارة المنعكسة وهي أن يتم امتصاص الإشارة بواسطة المادة التي تمر عبرها. تحتوي المواد الممتصة للرادار التي نعرفها على آلية تحبس إشارات الرادار الواردة بالداخل وتمنعها من الانعكاس. وقد استخدم الألمان أقدم أشكال هذه المواد خلال الحرب العالمية الثانية.
تم استخدام سداسي الفريت الباريوم ومسحوق النحاس متناهية الصغر لإنتاج الطلاءات المركبة التي تمتص الرادار. تم تصنيع مساحيق سداسي الفريت الباريوم باستخدام طريقة sol-gel واستخدامها كمواد أولية لعملية التخليق. بعد عملية التوليف، تم تحضير المخاليط عن طريق إضافة سداسي الفريت الباريوم ومسحوق النحاس متناهية الصغر بكميات مختلفة إلى راتنج البولي يوريثين (لتحديد اعتماد التركيز). ومن خلال تطبيق هذه الخلائط على أسطح الزجاج والركائز المعدنية، تم الحصول على طلاءات بسماكة 3 مم. ثم تم تجفيفهم بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
بالنظر إلى مورفولوجية سداسي الفريت الباريوم، يمكن ملاحظة أنه يحتوي على جزيئات مطلية ذات حواف ناعمة ويبلغ متوسط حجم الجسيمات حوالي 5 ميكرومتر. النحاس عبارة عن جزيئات كبيرة نسبيًا يتراوح حجمها بين 7 و 10 ميكرومتر.
وامتصت قيمة الامتصاص الراداري للعينة التي تحتوي على 5% سداسي الباريوم و10% مسحوق النحاس حداً أقصى قدره 11,38%، بينما زادت قيمة الامتصاص للعينة التي تحتوي على نحاس أكثر وتجاوزت 12%. يمكن أن تكون القيمة القصوى نظريًا أكثر من 80% من الامتصاص.
أما بالنسبة لآلية النحاس فإن النحاس لا يمتص الموجات الكهرومغناطيسية. تختلف آلية امتصاص الرادار في النحاس قليلاً عن تلك الموجودة في سداسي الفريت الباريوم. عندما تضرب الموجة الكهرومغناطيسية سطح النحاس، فإن المجال الكهربائي يدفع حاملات الشحنة (الإلكترونات) لإنتاج تيار متناوب. عندما تضرب الموجات الكهرومغناطيسية سطح النحاس، تتأرجح الإلكترونات الحرة مع تغير المجال الكهربائي والمغناطيسي، مما يؤدي إلى توليد تيار كهربائي. يقوم التيار المتردد المتولد بإنشاء مجال مغناطيسي متناوب داخل الموصل وحوله. في هذه الحالة، يتم إنشاء قوة مضادة كهرومغناطيسية تجبر حاملات الشحنة على البقاء على سطح الموصل. وهذا يعني أن موجاتها الكهرومغناطيسية تمتصها الإلكترونات الموجودة في المعدن أو تنتشر مرة أخرى في نفس الاتجاه. وفي الوقت نفسه، يتم فقدان جزء من الطاقة الكهرومغناطيسية على شكل حرارة.
ويبين فحص هذه النتائج أن الطلاءات المقواة بمسحوق الباريوم والفريت والنحاس لها قيم تشبع مغناطيسي أعلى من الطبقات المفردة. ومع زيادة كمية سداسي الفريت الباريوم والنحاس، تزداد قيمة امتصاص الرادار. لذا فإن إضافة سداسي الفريت الباريوم والنحاس أدى إلى تآزر جيد من حيث زيادة قوة الامتصاص. ويرجع هذا التآزر إلى حقيقة أن المواد المضافة تساهم بشكل منفصل في المركب بخصائصها المغناطيسية والكهربائية. وهكذا تم تفعيل آلية كل مادة مضافة وزيادة أداء الامتصاص الراداري بطرق مختلفة.
سوق مساحيق النحاس
يتم إنتاج مسحوق النحاس بشكل متزايد في روسيا وكندا وتشيلي. في كندا وتشيلي، يتم إنتاج مسحوق بيولوجي شبه مستدير في الغالب، والذي يستخدم أيضًا في التطبيقات الصيدلانية. في روسيا، يتم إنتاج مسحوق النحاس بشكل حصري تقريبًا للتطبيقات التكنولوجية.
ومع الحرب (الدافئة) التي بدأتها روسيا ضد أوكرانيا عام 2022، تغير السوق في العديد من مجالات التجارة العالمية. تقبل البنوك الغربية في بعض الأحيان فقط التحويلات التي تأتي من بيع البضائع الروسية. لقد قامت آلاف الشركات الروسية بإعادة هيكلة نفسها وتفكيك شركاتها في روسيا وإعادة بنائها في البلدان المجاورة، أو ببساطة نقلت آلاتها أو حتى بدأت من جديد في الخارج. ونتيجة لذلك، نرى اليوم منتجي مسحوق النحاس على طول الحدود الروسية من إستونيا إلى كازاخستان.
وبما أن معظم منتجي المساحيق المعدنية متناهية الصغر هم عملاؤنا، فإننا في وضع جيد إلى حد ما لمراقبة سوق مساحيق النحاس متناهية الصغر. لقد شهدنا بشكل متزايد بيع كميات كبيرة. وفي عام 2018، قدرنا حجم التجارة العالمية بحوالي 20 طنًا. وفي عام 2023، سنشهد لوحدنا انتقال أكثر من 60 طنًا من الأيدي. وهذا يعني أنه يمكن افتراض أن حجم التجارة السنوي الحالي يبلغ حوالي 100 طن.
وبما أن الحاجة إلى مسحوق النحاس في مجالات التطبيق الأخرى لم تتزايد بنفس القدر في السنوات الخمس الماضية، فإننا نفترض وجود لاعب جديد - وهو الجيش. المجالات المعروفة لتطبيق مسحوق النحاس هي: الإلكترونيات، وأشباه الموصلات، والطلاءات المضادة للبكتيريا، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والأدوية، ومصنعي الطلاء. بالنسبة للجيش، فإن التطبيقات الممكنة ستكون بلا حدود تقريبًا. كل شيء من الأقمار الصناعية إلى حاملات الجنود يمكن أن يكون غير مرئي للرادارات الحديثة. وقد تبلغ قيمة هذه الميزة التكتيكية مليارات الدولارات للجيوش العالمية. سنواصل مراقبة السوق وتقديم التقارير.
ISE AG – أبريل 2024
