Поддержка по электронной почте
247886802@qq.comПозвоните в службу поддержки
+86-13258111863
Когда речь заходит об экранировании сигнала, многие сразу представляют медные сетки или фольгу, но в композитных материалах всё сложнее. Наша команда в ООО Сычуань Тайхэн Композитные Материалы прошла через серию экспериментов, где стандартные решения давали сбой при работе с гибридными структурами.
В 2022 году мы тестировали трёхслойный композит с углеродным волокном – казалось, высокая проводимость автоматически решит проблемы ЭМП. Но на частотах выше 3 ГГц появились провалы в эффективности экранирования до 15 дБ. Пришлось пересматривать саму концепцию слоистости.
Заметил интересную деталь: многие производители забывают про анизотропию электропроводности. В нашем случае добавление никелевого напыления между слоями углепластика дало нелинейный результат – где-то экранирование улучшилось на 40%, а в зонах стыков возникли новые резонансы.
Особенно проблемными оказались узлы крепления панелей к металлоконструкциям. Через крепёжные отверстия шла утечка сигнала, которую сначала списали на дефекты материала. Разбирались три недели, пока не сделали тесты с векторным анализатором цепей.
Для объекта в промышленном парке Тяньфу разрабатывали экранирующие панели с интеграцией медной сетки. На стенде всё работало идеально, но после монтажа в здании с бетонными перекрытиями эффективность упала на 25%. Оказалось, арматура в стенах создавала переотражение сигнала.
Пришлось адаптировать решение – добавили градиентные слои с углеродными нанотрубками, которые компенсировали фазовые искажения. Кстати, часть этих испытаний проводилась на нашей производственной площадке площадью 100 му, где смоделировали разные сценарии электромагнитной обстановки.
Запомнился случай с медицинским оборудованием – заказчик жаловался на помехи в системе МРТ. Стандартные решения не подходили из-за требований к немагнитности. Разработали вариант с полимерной основой и серебряным покрытием, но пришлось пожертвовать частью механической прочности.
В композитах всегда есть выбор между механическими характеристиками и эффективностью экранирования. Например, добавление металлизированных наполнителей увеличивает вес и снижает ударную вязкость. Наши инженеры часто спорят о допустимых пределах – где-то можно потерять 10% прочности ради 20 дБ улучшения экранирования.
Термостойкость – отдельная головная боль. При температурах выше 120°C многие проводящие полимеры деградируют, а металлические включения создают гальванические пары. Для химзавода в Сычуане пришлось разрабатывать специальный коктейль из углеродных волокон и керамических покрытий.
Сейчас тестируем гибридный материал с ООО Сычуань Тайхэн – пытаемся совместить экранирование на частотах 1-10 ГГц с устойчивостью к вибрациям. Предварительные результаты обнадёживают, но есть проблемы с воспроизводимостью параметров от партии к партии.
Многие недооценивают важность методик измерений. Мы в своей практике используем коаксиальные методы по IEEE-299, но для композитов часто нужны адаптации. Например, при тестировании крупногабаритных панелей возникают краевые эффекты, которые искажают результаты.
Разработали внутренний стандарт калибровки – перед каждым замером проверяем фон в безэховой камере, плюс контролируем влажность образцов. Заметил, что при влажности выше 70% некоторые композиты меняют параметры экранирования на 2-3 дБ.
Особенно строгий контроль на этапе пропитки связующим – даже 5% отклонение в viscosity смолы может создать каналы для проникновения ЭМ-волн. На производстве иногда идём на хитрость – добавляем проводящие добавки в самый последний момент перед формованием.
Стоимость экранирующих композитов – больной вопрос. Медь дешевеет, но утяжеляет конструкцию, углеродные материалы эффективны, но дороги. Для серийных изделий часто ищем компромисс – где-то используем послойное напыление вместо сплошного металлического слоя.
Рассчитываем стоимость не за килограмм, а за дБ/кг – такой подход больше соответствует реальным требованиям. Кстати, для авиационных применений этот параметр критичен, тогда как в строительстве чаще смотрят на стоимость за квадратный метр.
Наш техотдел постоянно экспериментирует с вторичными материалами – пытаемся использовать переработанный углепластик с добавлением проводящих присадок. Пока получается сэкономить около 15% без существенной потери характеристик экранирования.
Сейчас изучаем многослойные структуры с неоднородным распределением проводящих элементов. Предварительные расчёты показывают, что можно добиться частотно-селективного экранирования – подавлять помехи в определённых диапазонах, не затрагивая полезные сигналы.
Интересное направление – самовосстанавливающиеся экранирующие покрытия. После механических повреждений проводящий сол частично восстанавливает целостность за счёт капиллярных эффектов в полимерной матрице. Правда, пока это лабораторные образцы с нестабильными характеристиками.
Для особо ответственных применений рассматриваем комбинации с электромагнитными поглотителями – чтобы не просто отражать, а преобразовывать энергию помех. Но тут возникает сложность с теплоотводом, особенно в закрытых объёмах.
В ООО Сычуань Тайхэн продолжаем испытывать новые конфигурации – недавно тестировали образец с графеновыми включениями, который показал интересные резонансные свойства на СВЧ. Практика показывает, что универсальных решений нет, каждый случай требует индивидуального подхода и множества экспериментов.
