ЭКРАНИРУЮЩИЕ ГАЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ.


Разработан метод создания экранирующих покрытий на элементах оргтехники (персональном компьютере) путём нанесения комбинированных покрытий, получаемых газотермическим напылением и последующей пропиткой. Экранирующие газотермические покрытия обеспечивают существенное снижение уровня электромагнитных излучений.
Ключевые слова: экранирующие покрытия, газотермическое напыление, электромагнитное излучение, напряжённость электромагнитного поля, защита информации, биологическая защита.
Персональные компьютеры (ПК), а также другие средства оргтехники, содержащие перерабатывающие, передающие, принимающие технические устройства, характеризуются электромагнитными излучениями и наводками, создаваемыми работающими составными частями ПК. Это позволяет средствами современной высокочувствительной аппаратурой перехватывать и расшифровывать информацию (речевую, цифровую, телевизионную, пр.), которую перерабатывают ПК, каналы связи и другие технические средства с расстояния от нескольких до сотен метров . Ещё одним существенным недостатком большинства использующихся средств переработки информации является возможность с помощью внешнего направленного мощного электромагнитного излучения (импульса) исказить, уничтожить информацию или даже вывести из строя средства оргтехники. В связи с этим возникает необходимость применять различные меры по защите средств оргтехники от несанкционированного съёма информации или возможного внешнего воздействия.
Существующие средства оргтехники, в том числе зарубежные, не отвечают требованиям защиты информации. Причём, в случае использования заграничных технических средств вопрос усложняется ещё и тем, что они могут иметь вмонтированные устройства: радиомикрофоны, другие элементы, позволяющие снимать информацию.
Кроме этого, электромагнитные излучения, создаваемые работающими средствами оргтехники, оказывают неблагоприятное воздействие на обслуживающий персонал.
Для защиты ПК, предотвращения возможности внешнего воздействия используются специально выделенные защищённые помещения либо на средства оргтехники устанавливают защитный металлический корпус.
Учитывая, что в последние десятилетия применение оргтехники резко возросло, а корпуса ПК и многих других средств связи изготавливают в основном из полимерных материалов, надёжным техническим способом их защиты является применение экранирования в виде внутреннего металлического покрытия как местного, так  и общего без изменения внешнего вида изделия.
В ИЭС им. Е.О. Патона разработана технология газотермического напыления покрытий, экранирующих высокочастотные и низкочастотные излучения работающих узлов и блоков ПК. Такое решение позволяет осуществить защиту как вновь разрабатываемых, так и уже работающих ПК, независимо от их геометрии, размеров, внутренней конфигурации. При этом автоматически решается вопрос защиты пользователя от воздействия электромагнитного излучения собственного ПК.
Сложностью поставленной задачи являлось необходимость нанесения покрытий на пластмассовые материалы толщиной 0,5…2 мм, имеющие поверхности с различной кривизной, полуоткрытые, с элементами, затрудняющими ведение процесса нанесения покрытий. Для решения этой задачи были разработаны приёмы и выбраны параметры проведения операций подготовки и напыления покрытий, позволяющие получать покрытия с достаточной прочностью сцепления с пластмассой при отсутствии видимой деформации пластмассовых поверхностей.
Технология получения покрытий предусматривает струйно-абразивную подготовку поверхности, нанесение подслоя и последующее нанесение основного функционального двухслойного покрытия толщиной 100…200 мкм из материалов на основе меди и железа, нанесение пропитывающего слоя.
Подготовка поверхности проводилась с использованием порошка электрокорунда нормального с размером частиц до 0,6 мм при давлении сжатого воздуха не более 0,3 МПа. На подготовленную поверхность методом электродуговой металлизации наносили подслой из цинка толщиной до 50 мкм, затем напыляли основной слой. Указанный метод напыления выбран в связи с его минимальным тепловым воздействием на изделие, высокими прочностными свойствами покрытий. Максимальный ток напыления не превышал 100 А, а дистанция напыления составляла не менее 300 мм. Прочность сцепления покрытия с основой, определённая клеевой методикой, составляла в среднем 5 МПа. После выполнения пропитки сцепление покрытия с пластмассовой поверхностью увеличивалось до 7 МПа. В качестве пропитывающего средства использовали кремнеорганический лак с добавкой порошка сплава ”Амотек-1”, разработанного в ИЭС им. Е.О. Патона. Указанная операция, кроме увеличения прочности сцепления покрытия с основой, снижает опасность отделения частиц покрытия при эксплуатации компьютера и попадания их в зону работы составных частей ПК. По указанной технологии получены защитные покрытия на внутренних поверхностях элементов ПК: передней панели системного блока, дисплее, клавиатуре 104 кл., ”мышке”, принтере, звуковых колонках, корпусе вставного накопителя ЖМД. На рис. 1, 2  показаны задняя панель дисплея и звуковая колонка с защитным покрытием.


Экранирующее покрытие
Рис. 1. Задняя панель дисплея 17” c защитным покрытием.

Элементы звуковой колонки с внутренним экранирующим покрытием.
Рис. 2. Элементы звуковой колонки с внутренним экранирующим покрытием.


Испытания эффективности экранирования этих элементов были проведены по стандартной методике ”Методика контроля эффективности защиты средств ЭВТ” в режимах тестирования соответствующих составных частей ПК с использованием селективного нановольтметра мод. 233, селективного микровольтметра мод. SMV-11, селективного микровольтметра мод. SMV 8,5, электрической антенны-шара АЭ-1, магнитной антенны АМ-2, активной антенны АИЗ-3 [2]. При этом определялась напряжённость электрического и магнитного полей излучаемых составными частями ПК: дисплеем, накопителем ЖМД, системным блоком НГМД, клавиатурой 104 кл., сигналов в диапазоне частот от 0 до 1000 МГц.
Измерения проводились дважды: тестирование исходного ПК до нанесения барьерных покрытий и тестирование после нанесения покрытия на составные части ПК, экранирования и фильтрации соединительных кабелей.
Эксплуатационные испытания персонального компьютера в защищённом варианте показали, что получены параметры по технике защиты информации, которые делают невозможным перехватывание информации общеизвестными средствами, а уровень электромагнитных излучений при этом снижено на порядок и больше.
В ходе испытаний определено, что значительно улучшились параметры биологической защиты пользователя (при сохранении эргономических показателей); повысились характеристики внешней помехозащищённости.
При этом достижение такого эффекта получено без изменения внешнего вида ПК, оперативный доступ к ПК и его составным частям не ухудшился; оперативное управление функциями ПК не усложнилось.
Применение технологии газотермического напыления экранирующих покрытий для защиты от электромагнитных полей может успешно применятся на большинстве видах оргтехники, мобильных средствах связи и пр. Предлагаемая технология является одним из универсальных средств защиты оргтехники, работа которой сопровождается высоко- или низкочастотными излучениями.

 

Method was developed for deposition of screen coatings on office equipment (personal computer) components. The coatings are produced by combination by thermal spraying and subsequent impregnation. The thermal spray screen coatings provide substantial decrease in the electromagnetic radiation effect.

 

Скачать статью.