
Когда речь заходит о Сб диапазон частот, многие инженеры сразу представляют себе сухие графики и таблицы, но в реальности с этим параметром в композитных материалах связано столько нюансов, что даже наши техники с десятилетним стажем иногда спорят до хрипоты. Вот например, в прошлом месяце снова столкнулись с аномалией при тестировании образцов от ООО Сычуань Тайхэн - на первый взгляд стандартный стеклопластик вдруг дал необъяснимый провал в районе 2.4 ГГц.
В нашем цеху в промышленном парке Тяньфу постоянно ведём мониторинг частотных характеристик, и каждый раз убеждаемся - теория теорией, но когда начинаешь работать с реальными материалами, особенно многослойными структурами, все эти идеальные кривые из учебников летят в тартарары. Помню, как в 2022 году мы три недели не могли понять, почему образцы с добавлением углеродного волокна дают такой разброс показателей.
Особенно проблемно становится когда заказчики требуют гарантировать стабильность параметров в широком Сб диапазон частот - от 1 до 6 ГГц например. Лабораторные измерения одно дело, а когда запускаешь серийное производство на площади в 100 му, начинаются вариации которые невозможно предсказать по первоначальным тестам.
Наш техник Виктор как-то заметил что даже температура в цеху влияет на результаты больше чем мы предполагали. После этого ввели дополнительный контроль влажности и температуры именно для критичных к частотным характеристикам изделий.
Компания с 2021 года накопила достаточно случаев когда пришлось пересматривать подходы к тестированию. Особенно запомнился эпизод с одним оборонным заказом - требовалось обеспечить стабильность ЭПР в достаточно узком поддиапазоне, а наши стандартные образцы постоянно выходили за допуски.
Пришлось фактически заново разрабатывать методику измерений, потому что оказалось что сам способ крепления образца в измерительной камере вносит искажения которые раньше не учитывали. Сейчас на сайте th-composite.ru даже есть отдельный раздел с рекомендациями по подготовке образцов для частотных испытаний.
Из сорока человек технического состава примерно половина так или иначе вовлечена в решение вопросов связанных с частотными характеристиками. И это не только инженеры-технологи, но и операторы оборудования которые на практике видят как меняются параметры от партии к партии.
Самое распространённое заблуждение - что можно взять готовые табличные данные по компонентам и рассчитать итоговые характеристики композита. На деле же взаимодействие между слоями и наполнителями создаёт такие эффекты которые в принципе невозможно предсказать чисто теоретически.
Особенно это касается именно Сб диапазон частот где даже незначительные изменения в технологии пропитки или прессования могут кардинально поменять картину. Мы в Тайхэн после нескольких неудачных контрактов ввели обязательное прототипирование для любых изделий с жёсткими частотными требованиями.
Ещё одна ошибка - недооценка старения материала. Как-то тестировали партию которая полгода пролежала на складе и её параметры в верхней части диапазона изменились на 12-15% что совершенно неприемлемо для большинства применений.
За годы работы пришли к выводу что стандартные методики измерений часто не отражают реальную картину когда материал работает в составе конструкции. Поэтому разработали собственный протокол тестирования который включает не только измерения в идеальных условиях но и с имитацией реальных нагрузок.
Например для авиационных применений обязательно тестируем образцы после циклических термоударов - оказалось что после 50 циклов 'нагрев-охлаждение' частотные характеристики могут измениться значительно сильнее чем предполагалось изначально.
Сейчас ведём работу по созданию базы данных реальных измерений чтобы можно было лучше прогнозировать поведение новых материалов. Пока что накопили статистику по более чем 200 различным композициям но понимаем что это только начало.
Если говорить откровенно то полностью предсказуемое поведение композитов в широком Сб диапазон частот пока остаётся скорее целью чем реальностью. Даже с нашим опытом и командой в 200 человек мы регулярно сталкиваемся с аномалиями которые не можем сразу объяснить.
С другой стороны за последние два года удалось значительно снизить разброс параметров в серийном производстве. Если в 2021 году отклонения между партиями могли достигать 20-25% то сейчас удаётся удерживать в пределах 7-8% что для большинства применений вполне приемлемо.
Думаю в ближайшие год-два сможем выйти на уровень 5% но для этого придётся модернизировать часть измерительного оборудования и возможно пересмотреть некоторые технологические процессы. Как минимум нужно будет установить дополнительный контроль на этапе подготовки сырья что планируем сделать в следующем квартале.