改性塑料在5G時代可用于設(shè)備的外框,、鍵盤,、后蓋、中框,、支架等部件,具有外殼包覆,、裝飾,、支撐和連接等作用。常見的改性塑料樹脂如圖1所示,。 圖1改性塑料用高分子樹脂 電工中一般認(rèn)為電阻率超過1010·cm的,、在電場中以感應(yīng)而并非傳導(dǎo)的方式呈現(xiàn)其電學(xué)性能的物質(zhì)為電介質(zhì),通俗稱之為絕緣材料,。絕大多數(shù)高分子樹脂是由碳,、氫、氧,、氮,、硫為主通過共價鍵按照特定的序列和立體構(gòu)型連接起來的大分子量合成材料,分子中沒有可移動的自由電子,,即使在外加電壓的情況下,,也不能形成電子的定向移動,,同時,絕大多數(shù)高分子樹脂不含有對電磁波吸收,、反射的金屬元素或分子結(jié)構(gòu),;而高分子樹脂是改性塑料最重要的、占比例最高的基材,,因此我們默認(rèn)絕大多數(shù)改性塑料為絕緣性材料,。 改性塑料的絕緣性一般通過體積電阻率、介電常數(shù)和介電損耗,、擊穿電壓三項表示,。 體積電阻率,是材料每單位體積對電流的阻抗,,用來表征材料的電性質(zhì),。通常體積電阻率越高,材料用做電絕緣部件的效能就越高,。通常所說的電阻率即為體積電阻率,。 式中,h是試樣的厚度(即兩極之間的距離),;S是電極的面積,,ρv的單位是Ω·m(歐姆·米)。高分子材料的體積電阻率一般在108-1018Ω·m,。 介電常數(shù)(dielectric constant)是表征電介質(zhì)的最基本的參量,。表征材料極化并儲存電荷能力的物理量稱為介電常數(shù),用ε表示,,無量綱,。 式中:Cx—電容器兩極板充滿介質(zhì)時的電容;C—電容器兩極板為真空時的電容,;ε—電容量增加的倍數(shù),,即相對介電常數(shù)。介電常數(shù)的大小表示該介質(zhì)中空間電荷互相作用減弱的程度,。作為高頻絕緣材料,,ε要小,特別是用于高壓絕緣時,。 介電損耗(tgδ):指電介質(zhì)材料在外電場作用下發(fā)熱而損耗的那部分能量,。介質(zhì)損耗通常是指交流損耗。常將電介質(zhì)在電場作用下,,單位時間消耗的電能叫介質(zhì)損耗,。工程中,常將介電損耗用介質(zhì)損耗角正切tgδ來表示,。tgδ是絕緣體的無效消耗的能量對有效輸入的比例,,它表示材料在一周期內(nèi)熱功率損耗與貯存之比,,是衡量材料損耗程度的物理量 式中:ω—電源角頻率;R—并聯(lián)等效交流電阻,;C—并聯(lián)等效交流電容器 介質(zhì)損耗對于用在高壓裝置,、高頻設(shè)備,特別是用在高壓,、高頻等地方的材料和器件具有特別重要的意義,,介質(zhì)損耗過大,不僅降低整機的性能,,甚至?xí)斐山^緣材料的熱擊穿,。 擊穿電壓和擊穿電場強度:是表征某種材料絕緣性能最重要參數(shù)。擊穿電場強度也稱為介電強度,。兩者的關(guān)系為: 擊穿電場強度 E=V/h 式中:V—擊穿電壓,;h —材料厚度;單位為kv/mm,。 表1給出了部分高分子樹脂的介電性能典型參考值,。 表1部分高分子樹脂的介電性能典型參考值 介電常數(shù)ε與材料分子的極化能力息息相關(guān)。高分子樹脂的ε由主鏈結(jié)構(gòu)中的鍵的特性和排列所決定,。非極性材料的極化能力小,,ε和tg都較小,例如HDPE,、PP,、PS和PTFE的ε均在3以下;極性材料分子結(jié)構(gòu)中含有極性較強的酯鍵,、酰胺鍵,、羰基等,導(dǎo)致分子在電場中極化能力較強,,ε和tg越大,,它們的介電常數(shù)普遍在3-5之間;極性取代基團影響更大,,且其數(shù)目越多, ε和tg越大,例如離子聚合物,、磺酸鹽,、馬來酸酐共聚物等。 典型改性塑料是以高分子樹脂為基材,,添加了纖維,、助劑和填充劑并經(jīng)過高溫擠出造粒過程制得的成分復(fù)雜的復(fù)合材料,介電常數(shù)ε的影響因素更多,,不僅與高分子樹脂基材的介電常數(shù)有關(guān),,也與其中添加的纖維,、助劑及造粒過程中它們彼此發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)過程形成的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 |
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