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塑料绝缘材料在电子电气工业中的应用
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电子电气工业用塑料是指在电子电气工程领域应用的塑料绝缘材料、导电塑料、压/热电塑料及其选材和制品的设计与制造技术。电子电气工业消耗塑料的数量占塑料总耗量的第三位,仅次于包装和建筑工业。这里主要介绍塑料作为绝缘材料的一种在电子电气行业上的应用。

电子元器件

电子元器件一般以接插件、线圈、感应元件为中心,包括滤波器、振荡子、电键等部件。这些部件的集成化和表面装饰技术(SMT)的出现,使电子产品的附加值大大地提高。

接插件

接插件可以使用的多种材料制造,如PA、PBT、PET等,其中采用PA生产的接插件成本较低。例如上海杰事杰公司的尼龙产品PAF23,加工流动性较好,可用于制作薄壁部件。随着制件的多样化,对尺寸稳定性和耐热性要求更高时,可选用 PBT材料,在有特殊要求的插接件可采用PC材料制造。当然,耐热性更优异的PPS和LCP增强塑料也是理想的选择对象。

线圈骨架

线圈骨架是线圈线与端子经焊接而成。端子插入物成型后,对其插入工艺有特殊的要求,尤其是大型线圈焊接时热容量大,因此可选用PA、PBT、PC制造。其中PA和增强PA具有强度高、韧性高、有一定绝缘性能、易于成型壁薄骨架以及生产效率高等特点。随着继电器的发展,又提出了小型化的要求,故对要求是在260℃短期工作的材料,应选用PPS。

电阻

电阻器作为电路中的负载起着降低电源电压、调节工作电压的作用。塑料在电阻器中主要用来制造电阻器骨架、外壳和垫片等零部件。对塑料骨架的要求是:机械强度高,电绝缘性能优良,耐热性和尺寸稳定性好。常用的材料为:聚砜、PBT、注射级酚醛塑料粉料。

变压器

变压器是重要的电子电气元件,它起着改变电压、传递电压、传递功率以及阻抗匹配的作用。塑料在变压器中可用作骨架、接线板等。

增强PBT、增强PPS等都是新型耐高温工程塑料。它们的共同特点是耐热性好,耐溶剂性好,强度高,介电性能好。增强PBT在干燥条件下使用,可在150℃下长期工作,在250℃左右短期工作。但是增强PBT耐热水性较差,不宜在湿热条件下长期工作。

继电器

继电器在电子电气工业中,起着自动操纵、监督、调节和保护的作用。例如高稳定性的振荡器要保持恒定的温度,就必须采用热继电器来保护。

继电器骨架与变压器骨架要求有相同的地方。例如,要求较高的耐热性、足够的强度、良好的介电性能等。新型工程塑料由于其生产效率高、机械和介电性能好而常用作继电器的骨架材料。目前继电器有小型化的发展趋势,这要求塑料骨架尺寸小,而且在保证使用要求的前提下,骨架壁越薄越好。因为这样可以缩小线包体积,减少铜线长度。对于壁厚仅为0.2mm的骨架,应采用PA、PP等材料。

另外,电键是继电器的重要部件之一,电键的应用技术和功能的不断提高,要求使用的塑料种类也随之多样化,一般来说电键要求耐热性、尺寸稳定性能高的塑料,常用的有PBT、PA、PET、改性PPO等。

电气设备

电气设备类型繁多,要求各异,对绝缘塑料的要求也不尽相同。

低压电气设备

对于低压电气设备和线路结构中所使用的绝缘塑料,电性能不是关键指标,这是因为由介电性能直接引起的问题很少出现。然而,绝缘塑料的耐热性和环境适应性,如耐潮、耐油、耐溶剂和耐候等性能则显得格外重要。玻纤增强的PA、PBT和PC是常用的低压电器热塑性材料,多数用于壳体、内外装饰件等。低压电器有断路器、交流接触器、连接器开关件、接线盒、插头、插座、各种接线柱等。如上海杰事杰公司的产品PA66 BC6056B5P、PAM216T、PAF23、PBT BC4056等在断路器、交流接触器、连接器等领域都有广泛应用,并成功地为数家全球知名企业提供了材料解决方案。

中、高压电气设备

中、高压(6kV以上)条件下使用的绝缘塑料主要依赖于其电性能。一般常用的材料为热固性塑料。

结构部件

电子电气设备结构件主要包括传动部件(齿轮、凸轮、轴承)、固定件(支架、座盘、把手、铰链、螺钉等)和外观部件(如壳体、外框、罩、盘等)。过去这些部件均采用金属材料制成。由于工程塑料具有摩擦系数孝耐磨性好并有一定的机械强度的特点,塑料在耐磨和润滑零件中已得到了推广和应用。尤其是新型高模量和高强度碳纤维复合材料的出现,为塑料在结构零件中的应用提供了良好的条件。

传动结构件

齿轮是重要的传动零件。电子设备所用的齿轮,大多是受力不大、精度一般为6~8级和模数为0.3mm~1mm的齿轮。众所周知,作为热固性塑料的酚醛树脂齿轮早有应用。然而,广泛应用塑料齿轮是在新型工程塑料出现以后。例如,PC制作电子计分表上小模数(0.5mm)的伞齿轮,经长期使用效果良好。用PC代替黄铜作八线示波器上调速齿轮,成本降低83%。用PA代替不锈钢制作飞机用电子设备中的一个齿轮,工效提高14倍,质量减轻6~7倍,材料价格有所降低。在受力为2kg的情况下,转动2万次,齿形完整无缺,满足使用要求。

塑料齿轮选用塑料的要求是弯曲强度、冲击强度和耐疲劳强调高,耐磨性、耐热性和尺寸稳定性好,摩擦系数小以及不易开裂。常用的塑料有:PA、POM、PC、增强PC等。

轴承是重要的摩擦零件,常用的材料有:POM、PA、氟塑料等。

采用凸轮机械是为了使电器的触点自动接通和断开,以及改变机械的运动状态。凸轮材料的要求与上述轴承要求相同,常用塑料有:PA、POM和PC等。

外观结构件

电机和电动工具的外壳常用玻纤增强PA、ABS来制造。上海杰事杰公司的玻纤增强PA产品PAR206、PAR204T等,在这一领域享有较高的知名度。

电子设备用的外壳外框要求外形美观,有一定强度和韧性,一般受力较小的外壳,如收音机等用改性PS、ABS、PP和泡沫塑料等。

电子设备用的盖罩按尺寸大小分为大型和小型,前者多用玻璃钢,后者多用PA、ABS和PP。

在电子电气工业领域中,电子线路元件、印刷电路、联结件及仪器仪表设备外壳等的用量在不断增加,应用领域也在不断地扩大。据预测,到2010年,随着个人计算机等商用电子设备的市场日渐扩大以及围绕既节能又省料的技术发展方向,许多电子产品结构件向短孝轻、薄的方向发展,对塑料在量和质方面都提出了更高要求。将来,电子电气工业用绝缘塑料将向着低翘曲、微变形、高尺寸稳定性、高流动性、高热稳定性、低含气量、高绝缘、合金化方向发展。新型高性能塑料品种的不断出现,必将在电子电气工业中发挥更大作用。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (2/1/2007)
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