Depuis 2008, des recherches intensives ont été réalisées avec divers additifs dans différentes combinaisons pour développer des peintures qui peuvent donner à leurs substrats métalliques un amortisseur radar revêtement camouflage. En 2022, un test très intéressant utilisant l'hexaférrite de baryum et la poudre de cuivre ultrafine en combinaison a été publié, montrant que le matériau absorbait environ un tiers de l'incident Des ondes radar. En 2023, les ventes de poudre de cuivre ultrafine ont subitement été quadruplées par rapport à l'année précédente.
La technologie
Les composites polymères sont devenus une partie intégrante de la vie moderne en raison de leur poids léger, facilité de traitement et combinaison exceptionnelle de propriétés. Ils sont maintenant trouvés dans les industries de l'aérospatiale, de l'aviation et même de la défense. Dans ce contexte, l'utilisation de composites polymères pour les applications d'absorption radar a été discutée.
Radar est un système de détection qui utilise des ondes électromagnétiques pour déterminer des informations telles que la distance, l'altitude, la direction ou la vitesse des objets. Il peut détecter les objets mobiles comme les aéronefs, les navires et les véhicules, et ceux stationnaires comme le terrain. Radar peut également être utilisé pour recueillir des données météorologiques. Cette technologie, qui a révolutionné la guerre aérienne et navale, est l'un des développements technologiques les plus importants de la Seconde Guerre mondiale. En fait, le terme RADAR a été inventé en 1940 par les États-Unis. Marine comme acronyme Détection et rebondissement de RAdio. Depuis, il a acquis de l'importance non seulement pour l'utilisation militaire et policière, mais aussi pour la navigation en vol et l'observation des conditions météorologiques.
À première vue, l'exploitation radar semble simple : un signal est émis, il rebondit d'un objet, et le signal réfléchi est reçu. C'est similaire à la façon dont fonctionne un écho, mais au lieu du son, le radar utilise des micro-ondes. Le degré de réflexion et de réfraction dépend des propriétés et de la surface du matériau touché par le signal. Lorsqu'un signal radar frappe une surface parfaitement plate, il est réfléchi dans une direction. Lorsqu'il touche une surface inégale, il est dispersé dans plusieurs directions, et seulement une petite partie du signal original revient au récepteur. Une autre façon de réduire le signal réfléchi est par l'absorption des ondes radar par le matériau lui-même.
Les matériaux absorbants radars (RAM) ont un mécanisme qui piège les ondes radar entrantes dans le matériau, les empêchant de se faire sentir. Les premières formes de ces matériaux ont été développées par les Allemands pendant la Seconde Guerre mondiale.
L'hexaférrite de baryum et la poudre de cuivre ultrafine ont été utilisés pour produire des revêtements composites absorbants par le radar. Les poudres d'hexferrite de baryum ont été synthétisées en utilisant la méthode sol-gel. Après la synthèse, les mélanges ont été préparés en ajoutant l'hexaférrite de baryum et la poudre de cuivre ultrafine en différentes quantités à une résine de polyuréthane (pour déterminer la dépendance à l'égard concentration). Ces mélanges ont ensuite été appliqués sur des substrats en verre et en métal, produisant des revêtements d'environ 3 mm d'épaisseur, qui ont été séchés à température ambiante dans l'air.
La morphologie de l'hexaférrite baryum montre des particules lisses, de forme de plaque, d'une taille moyenne de particules d'environ 5 μm. Les particules de cuivre sont relativement grandes, entre 7 et 10 μm.
L'absorption radar de l'échantillon contenant 5 % d'hexferrite de baryum et 10 % de poudre de cuivre a atteint un maximum de 11,38%, tout en augmentant la teneur en cuivre a augmenté encore absorption au-delà de 12%. Théoriquement, l'absorption maximale pourrait dépasser 80 %.
Quant au mécanisme de cuivre, le cuivre lui-même n'absorbe pas les ondes électromagnétiques. Le mécanisme d'absorption radar en cuivre diffère légèrement de celui en hexaférrite de baryum. Lorsque les ondes électromagnétiques frappent la surface de cuivre, le champ électrique génère des électrons libres, générant un courant alternatif. Ces électrons oscillants créent un champ magnétique alternant dans et autour du conducteur. Cela génère une force de contre-pression électromagnétique qui confine les chargeurs à la surface du conducteur. Ainsi, les ondes électromagnétiques sont soit absorbées par les électrons ou réfléchies dans la même direction, avec une partie de l'énergie électromagnétique dissipée comme chaleur.
L'analyse des résultats montre que les revêtements renforcés de ferrite de baryum et de poudre de cuivre présentent des valeurs de saturation magnétique plus élevées que les revêtements monocomposants. Comme les flèches d'hexaferrite de baryum et d'augmentation de cuivre, l'absorption radar augmenté également. L'ajout d'hexaferrite baryum et de cuivre crée donc un effet synergique, conduira la performance d'absorption. Cette synergie se produit parce que les additifs contribuent de manière indépendante par leurs propriétés magnétiques et électriques – chaque activation de différents mécanismes qui améliorent l'ensemble le radar absorbant.
Le marché de la poudre de cuivre
La poudre de cuivre est principalement produite en Russie, au Canada et au Chili. Au Canada et au Chili, la poudre de cuivre presque sphérique est principalement dérivée biologiquement, souvent utilisée dans les applications pharmaceutiques. En Russie, presque toute la production de poudre de cuivre est destinée à des usages technologiques.
Avec la guerre (chaud) la Russie a commencé contre l'Ukraine en 2022, les modèles commerciaux mondiaux ont changé de façon spectaculaire. Les banques occidentales traitent rarement les paiements liés aux marchandises russes. En conséquence, des milliers de sociétés russes ont restructuré, relocalisant des opérations, déplaçant des machines à l'étranger ou redémarrant sous de nouveaux noms dans les pays voisins. En conséquence, nous voyons maintenant des producteurs de poudre de cuivre opérant le long de la frontière russe, de l ' Estonie au Kazakhstan.
Comme la plupart des producteurs de poudres métalliques ultrafines sont nos clients, nous sommes en bonne position pour surveiller le marché pour la poudre de cuivre ultrafine. Nous avons vu de plus en plus de grands volumes échangés. En 2018, le commerce mondial a été estimé à environ 20 tonnes. En 2023, nous avons observé à nous seuls plus de 60 tonnes de mains en mouvement, ce qui suggère un volume annuel actuel de 100 tonnes environ.
Comme la demande dans d'autres domaines d'application connus de la poudre de cuivre n'a pas augmenté presque autant au cours des cinq dernières années, nous soupçonnons l'émergence d'une nouveau joueur — l'armée. Les applications connues pour la poudre de cuivre comprennent: électronique, semi-conducteurs, revêtements antibactériens, impression 3D, produits pharmaceutiques et production de peinture.
Pour l'armée, les applications potentielles sont pratiquement illimitées. Des satellites aux véhicules blindés, tout pourrait être rendu invisible aux systèmes radar modernes. Un tel avantage tactique pourrait être une valeur de milliards de dollars américains. des dollars aux militaires du monde.
Nous continuerons à surveiller ce marché et à nous en rendre compte.