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天线罩和其他应用中的介电材料www.3manbetx.net

损耗切线数据显示LAST-A-FOAM®产品在一系列微波频率下性能良好,没有明显的热量损失

G. Joel Meyer,博士-高级研发化学家

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许多聚氨酯泡沫提供各种各样的物理性质,以及所需的介电性能,用于需要最小介电常数和损耗正切的应用。www.3manbetx.net在许多这样的应用中,需要材www.3manbetx.net料具有与结构强度,耐久性和化学惰性的良好介电性能的组合特性。聚氨酯泡沫随后用于诸如航空航天,医疗,建筑,海洋和复合核心等行业中。

2manbetx官方网站通用塑料制造。公司介绍了介电材料的概述,以及聚氨酯泡沫与其他常用的介电材料的比较。此外,还对低、中、高密度三个系列硬质聚氨酯泡沫塑料在1 - 10ghz频率范围内的介电性能进行了测试。(可以找到更新的属性信息在这里)。

背景:

聚氨酯是一种多用途工业材料,由多异氰酸酯和多元醇制成,形成一种多孔塑料。聚氨酯用于制造柔性泡沫、涂料、硬质泡沫和其他材料。聚氨酯潜在配方的多样性允许在无数应用中使用广泛的物理特性(见表1)。www.3manbetx.net

在Ge2manbetx官方网站neral Plastics,我们专注于特殊的柔性和刚性产品,这些产品是封闭的、非吸收性、抗菌材料,通常用于低重量、高强度材料具有优势的应用场合。www.3manbetx.net

介电材料

表1:使用聚氨酯塑料的工业需求和应用。www.3manbetx.net值得注意的是,并非所有材料在所有需要介电材料的应用中都表现良好。www.3manbetx.net在应用程序中使用任何材料之前,都应该知道所需的属性。

介电材料一般指的是一类电的不良导体的绝缘材料。当置于电磁场中时,它们的主要特征是极化(见图1)。由于材料中缺乏自由电子或空穴,电子可以在空穴中流动,因此传导不会发生。这种极化,源于固有的偶极矩和极化率,依赖于分子组成,在不同的材料之间有很大的不同。[1,2]

极化图
图1:材料在电磁场存在时极化的表现形式。

介电特性理论:

介电常数
介电常数也被称为相对介电常数(ε)或D/K,它代表了材料在外加电场中存储静电能的能力。它是一个无量纲数,表示一种材料的介电常数相对于真空的介电常数(ε)的比值真空= 1.0)。低相对值(1 - 2)通常是理想的应用材料作为绝缘体使用。www.3manbetx.net[3]

测量聚氨酯泡沫的介电常数的标准试验方法是ASTM D2520,它在微波频率下测试特性。它包括在两个电容板之间放置一个材料样本,并测量由此产生的电容。然后将其与相同极板之间有空气或真空时的电容进行比较。得到的比值就是材料的介电常数。

损耗角正切
介电常数的另一个重要方面是损失切线(或介电损耗)。随着施加的电场下的材料的偏振变化,由于电荷迁移(即诱导)或转化为热能(即分子振动),因此一些现场能量被耗散。由于损耗切线的定义,这也被称为耗散因子作为电容器内电阻功率损耗的焊接电源的比率。最小化介电损耗作为热量对于许多与电容和绝缘材料有关的应用非常重要。www.3manbetx.netASTM D2520还测试损耗正切,并获得与介电常数相连。

普通材料
在许多行业中都有各种具有介电特性的材料,[4]如引言所述。如图1所示,总的趋势是基于材料的分子组成。例如,无机或金属基材料,如二氧化硅、二氧化钛和高含水量的材料,具有高介电常数,不适合用于需要绝缘的应用。www.3manbetx.net这是由于与电磁场的高相互作用,导致许多不良影响。同样,具有高损耗切线(>0.002)的材料可能以使它们无法使用的速率散热。下面是常用材料在1ghz测量值的一般参考值。

介电材料
表1:各种常见材料的损耗正切与介电常数数据。

天线罩中的聚氨酯泡沫:

雷达天线罩 聚氨酯泡沫最常见的施用作为介电材料是在辐射的构建中。放射线是在天线和环境之间形成保护盖的结构,其影响内部的天线的性能最小。安全性,安全性和可靠性是通信,遥测和雷达系统的势在必行特征。对于如此苛刻的应用,放射线提供各种功能www.3manbetx.net,包括户外保护,雨,雨,冰雹,砂,昆虫,紫外线损坏和温度波动,所有这些都可以影响天线的能力正常和最佳地运行。

放射线由形成球形壳的面板构成,以保护封闭的天线。面板和凸缘都保持在一起形成框架,并在屏蔽天线和信号的路径中。当通过适当的材料和配置而在RF范围和应用方面构建了弧度时,可以将基拉麦内是电子不可见的。当不是这种情况时,弧度结构可以对产生或捕获的信号的功能和效率具有显着影响。(5、6)

聚氨酯是一种常用的复合材料在陆基,空间框架天线罩。它提供了一种成本效益高的方式来建造疏水、抗菌的自支撑天线罩,可以形成2层和3层夹层板,以达到所需的隔热效果,而不需要正压。这些面板也被设计为易于优化的天线性能,以消除介质框架散射和墙壁插入损耗。[5]

雷达天线罩 这种放射线的制造通常涉及铺设或预浸料方法,其中树脂增强层压材料与低或中密度聚氨酯泡沫结合。上篮或预浸料材料的选择可以根据应用而有所不同,但有很多可能性。这些可用的预浸料或层压材料中的大部分与刚性聚氨酯泡沫相容。自助式夹层面板提供可调多频带性能,保温和强大的物理特性,使其成为云框架配置最多的多功能。[6]

聚氨酯还被用作飞机的复合材料和飞机天线罩前缘的保护结构,以保护飞机天线免受侵蚀损伤,同时确保飞机天线发出正确的信号。聚氨酯在航空航天应用中特别有用,在航空航天应用中,功能性、轻质材料势在必行。www.3manbetx.net在所有的天线罩应用中,聚氨酯www.3manbetx.net泡沫提供了一种有效的解决方案,既通用又坚固,具有成本效益的材料。易于优化的材料允许高性能和低介电干扰。

其他应用程序www.3manbetx.net:

在低介电常数和低热损失是必要或可取的特性的许多其他应用中,聚氨酯是有用的。www.3manbetx.net这些应用包www.3manbetx.net括结构支撑,间隔和外壳,电子模块和无线电或微波频率装置。

结构 - 各种易受控制密度的聚氨酯产物的固有强度使得它们可用作天线中的间隔材料,用于仪器的外壳材料,以及航空航天,国防和技术产业中的其他应用中的一般结构支持 -www.3manbetx.net在使用介电材料的情况下,在应用优化中也可用。

天线 - 介电材料的选择对于所有天线的正确设计至关重要。使用具有适当介电常数的材料是至关重要的,因为随着材料的介电常数变化,天线谐振频率也将改变。对于许多天线,具有用于优化和构造一致性的一致介电材料至关重要。

聚氨酯具有刚性和柔性两种形式的额外优势,这两种形式通常具有较低的介电常数,在无线电和微波频率中很有用。这使它们成为理想的应用,如在保形天线,材料必须应用在www.3manbetx.net一个半径。

微电子学-非发泡聚氨酯常被用作电子领域的“灌封化合物”,用于密封和隔离脆弱和敏感的微电子元件。这些聚氨酯的配方可在不同程度的物理、热和电气环境中使用。它们提供了介电特性,以及对水、化学物质、温度波动和许多其他潜在破坏性力量的高抵抗能力。

公司和产品:

2manbetx官方网站一般塑料制造公司一直在制造柔性刚性的聚氨酯材料,飞机组件,模塑部件等特种泡沫产品70多年。我们的最后一个泡沫®闭孔和开孔聚氨酯泡沫产品为航空航天、国防、核、建筑、海洋和模具行业提供基于化学解决方案和对卓越和质量的承诺的通用解决方案。

作为世界聚氨酯材料的领导者,通用塑料在行业中经历了快速增长,同时继续提供优秀的服务和技术支持,以高度专业2manbetx官方网站化的泡沫产品无与伦比的专注。

2manbetx官方网站通用塑料制造公司LAST-A-FOAM®产品:

三个系列的硬质聚氨酯泡沫测试介电性能相关的许多电气和天线应用。www.3manbetx.net测试的所有材料在1 - 10ghz频率范围内的介电常数在1.03 - 1.21之间(见表2)。

对于聚氨酯泡沫体系,介电常数可能随温度、密度、频率和无机填料组成而变化。为此,我们测试了如下所示的各种材料的介电常数。一般来说,介电常数随密度的增大而减小,并且随温度的升高而增大。

在1到10GHz之间的频率下,所有损失切线在0.003至0.030之间。在环境温度下,损耗切线(在大多数情况下)以频率成比例地增加,尽管这仅在测试的频率范围内最小地观察到。

损耗切线数据显示,通用塑料聚氨酯泡沫的能力,在应用微波频率范围内表现良好,没有显著2manbetx官方网站的热损失。与其他常用材料相比(见表1),如脂肪族聚合物聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),聚苯乙烯(PS),橡胶,胶合板,LAST-A-FOAM®产品具有相当低的介电常数损耗切线数据。

2manbetx官方网站通用塑料有各种各样的聚氨酯泡沫,可以用作介电材料。表2中列出的是这些应用程序的可能候选项。www.3manbetx.netLAST-A-FOAM®FR-3700、FR-7100和FR-9800产品可作为建造耐用、防风雨的天线罩的核心材料,天线罩不透水,对无线电信号几乎透明。它们保护海洋、航空和陆基微波天线。它们的高Tg也适用于在较高温度下固化的预浸料。关于通用塑料制造。2manbetx官方网站有限公司LAST-A-FOAM®产品、柔性泡沫介质数据和一般查询可以在我们的网站www.eddiecharles.com上找到。

介电常数及损耗因数测试:

介电材料
*由加州电子与材料科学研究所在室温下进行测试。环境条件:T-22°C, RH=39%, P+101.6 kPa。

表2:通2manbetx官方网站用塑料MFG。Co. Co. Co. Co.测试介电性能的聚氨酯泡沫。

引用:
[1] Ahmad Z.(2012)。聚合物介电材料,介电材料,Dr. Marius Alexandru Silaghi (Ed.), ISBN: 978-953-51-0764-4, InTech, DOI: 10.5772/50638。
h .[2]李,李,A。,门敏,K,黄,轮(2012)。低介电材料的微电子,介电材料,Dr. Marius Alexandru Silaghi (Ed.), ISBN: 978-953-51-0764-4, InTech, DOI: 10.5772/51499。
[3] Bur, a.j.(1985)。微波频率下聚合物的介电特性:综述,高分子学报,26,pp. 963。
[4] CRC化学物理手册。93版。CRC出版社:Boca Raton, FL, 2012-2013;- 17页。
[5] Griffiths L.(2008)。雷达罩的基础和技术回顾,微波产品文摘,2008年5月的特辑。
[6] Skolnik, M.(1990)。雷达手册,第二版,McGraw Hill,波士顿,第6.44-6.45页。

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