@MastersThesis{Lopes:2020:EsCaAb,
author = "Lopes, Braulio Haruo Kondo",
title = "Estudo da capacidade de absor{\c{c}}{\~a}o de onda
eletromagn{\'e}tica por particulados de ferrita MnZn e ferro
carbonila dispersos em matriz de borracha de silicone na faixa de
frequ{\^e}ncia referente {\`a} banda X (8,2-12,4 GHz)",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2020",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2020-03-11",
keywords = "materiais comp{\'o}sitos, materiais absorvedores de
radia{\c{c}}{\~a}o eletromagn{\'e}tica, ferrita MnZn,
ferrocarbonila, caracteriza{\c{c}}{\~a}o eletromagn{\'e}tica,
composite materials, electromagnetic radiation absorber materials,
MnZn ferrite, carbonyl iron, electromagnetic characterization.",
abstract = "O crescente n{\'u}mero de sat{\'e}lites em opera{\c{c}}{\~a}o
apresenta como consequ{\^e}ncia um aumento na ocorr{\^e}ncia do
fen{\^o}meno conhecido como interfer{\^e}ncia
eletromagn{\'e}tica. Este fen{\^o}meno pode provocar o mal
funcionamento e comprometer a efici{\^e}ncia de dispositivos
eletr{\^o}nicos utilizados no setor aeroespacial. Desta forma
{\'e} de grande import{\^a}ncia a realiza{\c{c}}{\~a}o de
estudos para o desenvolvimento de materiais com a finalidade de
proteger os diversos sistemas eletr{\^o}nicos de sat{\'e}lites
atrav{\'e}s da redu{\c{c}}{\~a}o dos sinais esp{\'u}rios. Os
materiais absorvedores de radia{\c{c}}{\~a}o
eletromagn{\'e}tica (MARE) apresentam a capacidade de reduzir a
quantidade de radia{\c{c}}{\~a}o no interior das estruturas de
sat{\'e}lites atrav{\'e}s do efeito Joule. Os materiais
comp{\'o}sitos, a base de matrizes polim{\'e}ricas com aditivos
magn{\'e}ticos, podem associar a caracter{\'{\i}}stica de baixo
peso dos pol{\'{\i}}meros com a capacidade de particulados
magn{\'e}ticos em absorver uma parcela da energia de determinadas
radi{\c{c}}{\~o}es. Neste estudo foram caracterizadas as
propriedades eletromagn{\'e}ticas de amostras de materiais
comp{\'o}sitos, a base de particulados de Ferrita de
Mangan{\^e}s e Zinco (MnZn) e ferrocarbonila dispersos em uma
matriz de silicone diel{\'e}trico. Foram utilizadas cinco
concentra{\c{c}}{\~o}es entre 30% e 70 %, em duas espessuras
diferentes, 1,5 mm e 2,0 mm. As amostras foram analisadas por
Difratometria de Raio X, Microscopia Eletr{\^o}nica de Varredura
(MEV) e Analisador de Redeve Vetorial (VNA). Os resultados
referentes ao DRX revelaram que a ferrita de Mangan{\^e}s e Zinco
e a ferrocarbonila possu{\'{\i}}am respectivamente a estrutura
cristalina c{\'u}bica tipo espin{\'e}lio e estrutura c{\'u}bica
de corpo centrado (CCC). As imagens produzidas por MEV revelaram
que a ferrita de Mangan{\^e}s e Zinco e a ferrocarbonila possuem,
respectivamente, amorfologia de esferas e placas em escala
microm{\'e}trica. As propriedades eletromagn{\'e}ticas,
permissividade el{\'e}trica e permeabilidade magn{\'e}tica, e a
capacidade de absor{\c{c}}{\~a}o eletromagn{\'e}tica foram
caracterizadas atrav{\'e}s do VNA. Os resultados demonstraram que
a permissividade el{\'e}trica, componentes real e
imagin{\'a}ria, possuem uma rela{\c{c}}{\~a}o direta com o
aumento da concentra{\c{c}}{\~a}o de particulados. A componente
real da permeabilidade magn{\'e}tica apresentou diferentes
comportamentos em fun{\c{c}}{\~a}o da concentra{\c{c}}{\~a}o.
Para a ferrita MnZn, foi observado uma diminui{\c{c}}{\~a}o, e
para a ferrocarbonila um aumento. A varia{\c{c}}{\~a}o da
espessura demonstrou influ{\^e}ncia nos valores de permissividade
e permeabilidade, por{\'e}m n{\~a}o alterou sua depend{\^e}ncia
com rela{\c{c}}{\~a}o a concentra{\c{c}}{\~a}o de
particulados. O ensaio de refletividade apresentou um {\'o}timo
valor de absor{\c{c}}{\~a}o na faixa de frequ{\^e}ncia
referente a Banda X. A amostra a base de ferrita MnZn para uma
concentra{\c{c}}{\~a}o de 60% apresentou um pico de
absor{\c{c}}{\~a}o em -17 dB (98% de absor{\c{c}}{\~a}o) em
9,5 GHz. O pico de absor{\c{c}}{\~a}o em -24.8 dB (99,6% de
absor{\c{c}}{\~a}o) em 9,6 GHz foi observado para a amostra a
base de ferrocarbonila. As compara{\c{c}}{\~o}es entre os
valores de tangente de perda el{\'e}trica e magn{\'e}tica
demonstraram que os fen{\^o}menos magn{\'e}ticos apresentaram
uma predomin{\^a}ncia no sistema de perda de energia, fenomenos
estes com carater capacitivos (<45°). ABSTRACT: The increasing
number of satellites in operation results in an increase in the
occurrence of the phenomenon known as electromagnetic
interference. This phenomenon can cause malfunctions and
compromise the efficiency of electronic devices used in the
aerospace sector. Thus, it is of great importance to carry out
studies for the development of materials in order to protect the
various electronic satellite systems by reducing spurious signals.
Electromagnetic radiation absorbing materials (MARE) have the
ability to reduce the amount of radiation inside satellite
structures through the Joule effect. Composite materials, based on
polymeric matrices with magnetic additives, can associate the low
weight characteristic of polymers with the ability of magnetic
particles to absorb a portion of the energy of certain radiations.
In this study, the electromagnetic properties of composite
material samples were characterized, based on Manganese and Zinc
Ferrite (MnZn) and ferrocarbonyl particles dispersed in a
dielectric silicone matrix. Five concentrations between 30% and
70% were used, in two different thicknesses, 1.5 mm and 2.0 mm.
The samples were analyzed by X-ray diffractometry, Scanning
Electron Microscopy (SEM) and Vector Analysis Analyzer (VNA). The
results referring to the XRD revealed that the manganese and zinc
ferrite and the ferrocarbonyl had the spinel-like cubic
crystalline structure and the centered body cubic structure (CCC),
respectively. The images produced by SEM revealed that Manganese
and Zinc ferrite and ferrocarbonyl have, respectively, amorphology
of spheres and plates in micrometric scale. The electromagnetic
properties, electrical permittivity and magnetic permeability, and
the electromagnetic absorption capacity were characterized through
VNA. The results showed that electrical permittivity, real and
imaginary components, has a direct relationship with the increase
in the concentration of particulates. The real component of
magnetic permeability showed different behaviors depending on the
concentration. For MnZn ferrite, a decrease was observed, and for
ferrocarbonyl an increase. The thickness variation showed an
influence on the permissiveness and permeability values, but did
not change its dependence on the particulate concentration. The
reflectivity test showed an excellent absorption value in the
frequency range referring to Band X. The sample based on MnZn
ferrite for a concentration of 60% showed an absorption peak at
-17 dB (98% absorption) in 9, 5 GHz. The absorption peak at -24.8
dB (99.6% absorption) at 9.6 GHz was observed for the sample based
on ferrocarbonyl. The comparisons between the tangent values of
electrical and magnetic loss showed that magnetic phenomena had a
predominance in the energy loss system, phenomena with capacitive
characteristics (<45°).",
affiliation = "{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)}",
committee = "Baldan, Maur{\'{\i}}cio Ribeiro (presidente/orientador) and An,
Chen Ying (orientador) and Quirino, Sandro Fonseca (orientador)
and Mineiro, Sergio Luiz and Amaral Junior, Miguel Angelo do",
englishtitle = "Study of the absorption capacity of the electromagnetic wave of
ferrita MnZn and carbonyl iron dispersed in silicone rubber matrix
in the frequency range relative to X band (8.2-12.4 GHz)",
language = "pt",
pages = "105",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/424FS3L",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/424FS3L",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "28 abr. 2024"
}