射频电缆技术新贵：CO2物理发泡技术

作者：江苏俊知技术有限公司 顾杰 袁雪钢

欢迎访问e展厅 展厅 14 电线电缆/光纤展厅 电线, 电源线, 端子线, 线束, 同轴电缆, ... 目前3G已经进入规模建设阶段，随着技术的不断进步，通信频段不断拓宽，支持的速率越来越高，因此，对移动通信用射频同轴电缆的要求也越来越高，即必须有低的衰减与驻波比。其中射频同轴电缆的绝缘层是传输电磁信号的主要媒介，因而绝缘层的工艺好坏直接影响着射频同轴电缆的性能指标。在这种形势下，射频电缆制造工艺需要及时满足3G建设要求，而CO2物理发泡技术就极大地顺应了这个实际要求。 气体特性提高产品性能 物理发泡是在一定压力下，将气体(CO2或N2)注入到处于熔融状态的混合聚乙烯绝缘料中，通过一系列工作步骤从而形成细微均匀的泡孔结构绝缘。物理发泡绝缘工序发泡过程包括五个关键工作步骤：1.聚合物均匀混合、获得熔融的聚合物；2.高压注入气体；3.聚合物与气体混合，形成细微封闭的小孔；4.混合物通过机头挤出，压力释放，泡孔生长；5.发泡绝缘冷却、成型。为获得最佳泡孔结构，这五个工作步骤都至关重要。 由于CO2分子没有极性，分子间作用力小，熔沸点低，键能大，原子间作用力强，分子具有很高的热稳定性，因此与N2相比，CO2在熔融的聚合物中的可溶性要比N2高出10倍。CO2发泡就是利用这一特点来增大绝缘发泡度，从而通过降低绝缘介质的等效介电常数来减小电缆的衰减。 与N2发泡一样，CO2发泡也是使用液态的罐装气体，而液态CO2的汽化热很高，如果液态CO2自由汽化，因吸收热量导致周围温度降低，这时部分CO2成为气体，部分CO2冷凝成固体，它是分子晶体。常压下，干冰不经熔化直接升华气化，这过程需吸收很多热量，因此常用来做制冷剂。但是因为在发泡过程中需要连续注气，这样固态CO2不易气化，而注气管的空间十分狭窄，如果设备不加任何措施的话，容易造成管道堵塞。为防止固态CO2堵塞注气管，因此须在气站储气罐、比例阀以及注气管上安装加热控制装置。另外，为了获得更稳定均匀的熔体挤出，发泡机头处采用油温机控制温度，比较好地克服了传统的电加热圈加热不均匀的缺点。 有效降低介质衰减大小 由于CO2在聚合物熔体中的可溶度能比N2高10倍，所以采用CO2气体所获得的发泡度要明显大于N2，N2发泡的发泡度一般可以达到78%左右，泡孔细密均匀，而采用CO2发泡其发泡度正常为80%以上，最大可以达到84%，泡孔较大却十分均匀，且完全以均匀的封闭环形式分布，均匀的泡孔结构对电缆的电气性能指标有着积极的作用，所以电缆性能更优。我们分别取用N2和CO2发泡的普通7/8”射频同轴电缆各505米来测试， 可以计算出，采用N2发泡的电缆在频率为900MHz时，衰减是3.99dB/100m，频率1800MHz时，衰减是5.92dB/100m；而采用CO2发泡的电缆在900MHz时，衰减是3.82dB/100m，1800MHz时，衰减是5.68dB/100m，900MHz时用CO2发泡比用N2发泡衰减减小了0.17dB/100m，1800MHz时减小了0.24dB/100m，由此也用实验证明了高频下介质对衰减的影响更大，CO2发泡的这种优势对未来通信网络的建设给予电缆的性能要求更为有利。(以上衰减指标的测试温度为25℃，且均没有进行温度系数的换算) 有利改变电压驻波比 由于CO2物理发泡采用了独特的油温控制装置来加热机头，因此，使机头内的料温更加稳定，挤出的绝缘层发泡体泡孔更加均匀、一致，呈细密蜂窝状，绝缘外径、电容的波动都控制在极小的公差范围之内，成品电缆的阻抗更加均匀，电压驻波比更小。图3是采用CO2气体发泡的电缆的电压驻波比图表，全频段电压驻波比最大值仅为1.0797。图4是在其他同样的加工条件下，采用N2发泡的电压驻波比指标，其全频段电压驻波比最大值为1.1524。由此可见采用CO2气体发泡更有利于改善电缆的电压驻波比指标。 另外，我们使用CO2发泡生产射频同轴电缆，由于提高了绝缘层的发泡度，相应地就减少了发泡材料的使用，降低了电缆的制造成本。 综上所述，CO2物理发泡技术在射频同轴电缆的制造过程中发挥了很大的作用，全面优化了电缆的关键性能指标，满足了3G对射频电缆的要求。加强了产品在同行内的竞争优势，提高了材料利用率，节约了社会资源。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/13/2008)