Электропроводность твердых диэлектриков. Потери в диэлектриках, страница 4

Материалы отличаются высокой нагревостойкостью, высокой электрической прочностью. Удельное сопротивление ~ 1016 Ом·м, диэлектрическая проницаемость ~ 2, тангенс угла потерь ~ 10-4. Применяются в СВЧ и ВЧ технике в качестве изоляции.

Полярные линейные полимеры

Обладают большими диэлектрическими потерями, tgδ ~ 0,06; ε ~ 3 – 6; ρ ~ 1014 Ом·м. электрическая прочность ~ 15-20 МВ/м.

К ним относятся ПВХ – поливинилхлорид

                          винилхлорид (газ)

ПВХ                 

Также к линейным, полярным полимерам относится лавсан

и полиамидные смолы, в частности капрон:

Он используется для изготовления волокон пластических масс – корпусов приборов, каркасов катушек индуктивности. Полярные линейные полимеры используют при низких частотах, где релаксационные потери не существенны.

Композиционные порошковые пластмассы

Связующее вещество – пространственный или линейный полимер.

Наполнитель – древесная мука, кварцевый песок, асбестовое или стеклянное волокно, возможно добавление красителей и пластификаторов.

В качестве связующего вещества используют фенолоформальдегидные и другие смолы:

Фенол

Формальдегид

Фенолформальдегидная смола

Из фенолформальдегидной смолы путем нагрева до 1100 – 1400С получают бакелит. Нерастворимый, неплавкий, механически прочный он используется при изготовлении композиционных пластмасс.

Диэлектрическая  проницаемость фенол-формальдегидных смол ~ 4,5; tgδ = 0,01; ρ ~ 1011 Ом·м. Недостаток – большие потери на дипольной релаксации, связанные с наличием гидроксильной группы OH.

Менее выраженные полярные свойства и повышенную гигроскопичность имеют крезолоформальдегидные смолы и сам формальдегид. Используются такие пластмассы для изготовления корпусов различных устройств и изоляции.

Слоистые пластики

В качестве наполнителя в них используются листовые волокнистые материалы. Например, гетинакс – материал, полученный горячей прессовкой бумаги, пропитанной формальдегидной смолой (ее водяной суспензией).

Листы бакелизированной бумаги сушат, собирают в пакет и прессуют на гидравлических прессах при температуре 1600С. Смола при этом сначала размягчается, заполняет поры, затем затвердевает. Удельное сопротивление вдоль слоя почти в 100 раз ниже, чем поперек. ε ~ 6, tgδ ~ 0,04. Гетинакс используется для изготовления печатных схем, НЧ – цепей, радиоаппаратуры. При этом на гетинакс наносят фольгу.

Электроизоляционные компаунды

Компаунд – это смесь различных изоляционных веществ – смол, эфира, целлюлозы, битумов. Существуют пропиточные и заливочные компаунды. Жидкое состояние получают путем разогрева смеси, твердое состояние – путем охлаждения.

Компаунды могут быть термопластичными. Они размягчаются с увеличением температуры и затвердевают при уменьшении температуры обратимым образом. Термопластичными являются битумы – нефтяные, аморфные материалы, сложная смесь углеводородов.

Также можно выделить термореактивные компаунды – они необратимо затвердевают в результате химической реакции – это компаунды на основе полиэфирных, кремний – органических и эпоксидных смол.

Наиболее распространенная из эпоксидных смол – диановая:

Концевые группы называются эпокси – группами. Они характерны для любой разновидности эпоксидных смол. В качестве отвердителей используются амины или ангидриды кислот.

Диамин

Компаунды применяются для пропитки и заливки узлов электро и радиоаппаратуры. Некоторые из эпоксидных компаундов обладают однородностью и прозрачностью в оптическом и ИК-диапазоне. Поэтому их используют в качестве согласующих сред при выводе излучения из светодиодов.