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塑胶原料物性之耗散因数 |
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添加日期:2011-11-01 来源: 阅读次数:6 |
耗散因数
性质:电介质在交变电场作用下,所积累的电荷有两种分量:(1)有功功率。一种为所消耗发热的功率,又称同相分量;(2)无功功率,又称异相分量。异相分量与同相分量的比值即称为介质损耗。通常用正切tanδ表示。
介质损耗角正切,介电损耗角正切。表征电介质材料在施加电场后介质损耗大小的物理量,以tgδ表示,δ是介电损耗角。它表征每个周期内介质损耗的能量与其贮存能量之比。高分子材料多系绝缘性好的材料,广泛的用于电子及电工行业。使用时不希望绝缘材料本身能量损耗大,因而测量出介质损耗因数就能评价材料的介质本身能量损耗。工业上多选用介质损耗因数小的高分子材料作为绝缘材料。
绝缘材料的介电损失角是当电容器的电介质只包含介电材料时,施加的电压和产生的电流的相们差与p/2弧度的差值。电介质能量耗散因数的正要值是损失角的正切值。
在完美的电介质中,电压与电流的相位恰好相差90度。由于电介质并不是100%的有效,电流相位就以相应比例落后于电压。电流与电压的位相差与90度的差值被定义为介电损失角。这个角度的正切值就是损失正切值或能量耗散因数。
对用于高频产品,雷达设备或微波设备的塑料绝缘体来说,低能量耗散因数是非常重要的:数值越小意味着介电材料越好。高能量耗散因数对焊接性能很重要。
测量相对系数和耗散因数时所用设备相同。测试值受温度,湿度,频率和电压影响很大。
介电常数:以绝缘材料为介质与以真空为介质制成同尺寸电容器的电容量之比值。
表示在单位电场中,单位体积内积蓄的静电能量的大小。是表征电介质极化并电荷的能力,是个宏观物理量。
介质损耗 置于交流电场中的介质,以内部发热(温度升高)形式表现出来的能量损耗。
介质损耗角 对电介质施加交流电压,介质内部流过的电流相量与电压相量之间的夹角的余角。
介质损耗角正切 对电介质以正弦波电压,外施电压与相同频率的电流之间相角的余角的正切值-tgδ
高分子材料的介电常数由主链结构中的键的性能和排列所决定。分子结构极性越强,介电常数和介电损耗越大。非极性材料的极化程度小,介电常数和介电损耗都较小。极性取代基团影响更大,基数目越多,介电常数和tanδ越大。
介电性的应用
聚合物在交变电场中取向极化时,伴随着能量损耗,使介质本身发热,这种现象称为聚合物的介电损耗。当聚合物用作电容器材料时,希望介电常数大而介电损耗小为好,以免发热消耗电能,而且引起老化。但作为聚合物的高频焊接,又希望有较大的介电损耗。
电容介质 ε大,tgδ小,作绝缘材料或电容器材料的高聚物,tgδ越小越好。
航空航天材料ε小,tgδ大,静电小。
高频焊接、薄膜封口材料tgδ大,需要通过高频加热进行干燥,模塑或对塑料进行高频焊接时,要求高聚物的tgδ越大越好。
高频电缆用PE非级性而不用PVC极性。
高分子材料多系绝缘性好的材料,广泛的用于电子及电工行业。使用时不希望绝缘材料本身能量损耗大,因而测量出介质损耗因数就能评价材料的介质本身能量损耗。工业上多选用介质损耗因数小的高分子材料作为绝缘材料。通常极性橡胶的tanδ比非极性橡胶的大。它还与试验采用的频率、温度紧密相关。在一定温度下,只有在某一频率范围内,分子偶极取向虽可追随电场变化,但不完全同步,有部分电能被吸收而发热,tanδ出现最大值。同样在一定频率下,惟有某一温度区域内tanδ才会出现极大值,当频率升高时,介质损耗峰移向高温端。
高聚物的介电性能 |
高聚物 |
介电常数
(60Hz) |
介电损耗角正切值
(60Hz) |
聚乙烯
(高密度) |
2.2-2.4(1016Hz) |
<0.05 |
聚丙烯 |
2.0-2.6(1016Hz) |
0.001 |
聚苯乙烯 |
2.5(1016Hz) |
<0.005 |
聚氯乙烯 |
3.2-3.6(1016Hz) |
0.04 |
尼龙6 |
4.1 |
0.08(1016Hz) |
尼龙66 |
4 |
0.01 |
聚甲醛 |
3.7 |
0.021 |
聚碳酸酯 |
3 |
0.005 |
聚四氟乙烯 |
2.0-2.2 |
0.006 |
聚砜 |
2.9-3.1 |
0.0002 |
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