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射頻電纜技術(shù)新貴：CO2物理發(fā)泡技術(shù) - 無圖版
happy2003 --- 2009-03-11 19:50:03
1
目前3G已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模建設(shè)階段，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，通信頻段不斷拓寬，支持的速率越來越高，因此，對(duì)移動(dòng)通信用射頻同軸電纜的要求也越來越高，即必須有低的衰減與駐波比。其中射頻同軸電纜的絕緣層是傳輸電磁信號(hào)的主要媒介，因而絕緣層的工藝好壞直接影響著射頻同軸電纜的性能指標(biāo)。在這種形勢(shì)下，射頻電纜制造工藝需要及時(shí)滿足3G建設(shè)要求，而CO2物理發(fā)泡技術(shù)就極大地順應(yīng)了這個(gè)實(shí)際要求。
氣體特性提高產(chǎn)品性能
物理發(fā)泡是在一定壓力下，將氣體(CO2或N2)注入到處于熔融狀態(tài)的混合聚乙烯絕緣料中，通過一系列工作步驟從而形成細(xì)微均勻的泡孔結(jié)構(gòu)絕緣。物理發(fā)泡絕緣工序發(fā)泡過程包括五個(gè)關(guān)鍵工作步驟：1.聚合物均勻混合、獲得熔融的聚合物；2.高壓注入氣體；3.聚合物與氣體混合，形成細(xì)微封閉的小孔；4.混合物通過機(jī)頭擠出，壓力釋放，泡孔生長；5.發(fā)泡絕緣冷卻、成型。為獲得最佳泡孔結(jié)構(gòu)，這五個(gè)工作步驟都至關(guān)重要。
由于CO2分子沒有極性，分子間作用力小，熔沸點(diǎn)低，鍵能大，原子間作用力強(qiáng)，分子具有很高的熱穩(wěn)定性，因此與N2相比，CO2在熔融的聚合物中的可溶性要比N2高出10倍。CO2發(fā)泡就是利用這一特點(diǎn)來增大絕緣發(fā)泡度，從而通過降低絕緣介質(zhì)的等效介電常數(shù)來減小電纜的衰減。
與N2發(fā)泡一樣，CO2發(fā)泡也是使用液態(tài)的罐裝氣體，而液態(tài)CO2的汽化熱很高，如果液態(tài)CO2自由汽化，因吸收熱量導(dǎo)致周圍溫度降低，這時(shí)部分CO2成為氣體，部分CO2冷凝成固體，它是分子晶體。常壓下，干冰不經(jīng)熔化直接升華氣化，這過程需吸收很多熱量，因此常用來做制冷劑。但是因?yàn)樵诎l(fā)泡過程中需要連續(xù)注氣，這樣固態(tài)CO2不易氣化，而注氣管的空間十分狹窄，如果設(shè)備不加任何措施的話，容易造成管道堵塞。為防止固態(tài)CO2堵塞注氣管，因此須在氣站儲(chǔ)氣罐、比例閥以及注氣管上安裝加熱控制裝置。另外，為了獲得更穩(wěn)定均勻的熔體擠出，發(fā)泡機(jī)頭處采用油溫機(jī)控制溫度，比較好地克服了傳統(tǒng)的電加熱圈加熱不均勻的缺點(diǎn)。
氣體特性提高產(chǎn)品性能
物理發(fā)泡是在一定壓力下，將氣體(CO2或N2)注入到處于熔融狀態(tài)的混合聚乙烯絕緣料中，通過一系列工作步驟從而形成細(xì)微均勻的泡孔結(jié)構(gòu)絕緣。物理發(fā)泡絕緣工序發(fā)泡過程包括五個(gè)關(guān)鍵工作步驟：1.聚合物均勻混合、獲得熔融的聚合物；2.高壓注入氣體；3.聚合物與氣體混合，形成細(xì)微封閉的小孔；4.混合物通過機(jī)頭擠出，壓力釋放，泡孔生長；5.發(fā)泡絕緣冷卻、成型。為獲得最佳泡孔結(jié)構(gòu)，這五個(gè)工作步驟都至關(guān)重要。
由于CO2分子沒有極性，分子間作用力小，熔沸點(diǎn)低，鍵能大，原子間作用力強(qiáng)，分子具有很高的熱穩(wěn)定性，因此與N2相比，CO2在熔融的聚合物中的可溶性要比N2高出10倍。CO2發(fā)泡就是利用這一特點(diǎn)來增大絕緣發(fā)泡度，從而通過降低絕緣介質(zhì)的等效介電常數(shù)來減小電纜的衰減。
與N2發(fā)泡一樣，CO2發(fā)泡也是使用液態(tài)的罐裝氣體，而液態(tài)CO2的汽化熱很高，如果液態(tài)CO2自由汽化，因吸收熱量導(dǎo)致周圍溫度降低，這時(shí)部分CO2成為氣體，部分CO2冷凝成固體，它是分子晶體。常壓下，干冰不經(jīng)熔化直接升華氣化，這過程需吸收很多熱量，因此常用來做制冷劑。但是因?yàn)樵诎l(fā)泡過程中需要連續(xù)注氣，這樣固態(tài)CO2不易氣化，而注氣管的空間十分狹窄，如果設(shè)備不加任何措施的話，容易造成管道堵塞。為防止固態(tài)CO2堵塞注氣管，因此須在氣站儲(chǔ)氣罐、比例閥以及注氣管上安裝加熱控制裝置。另外，為了獲得更穩(wěn)定均勻的熔體擠出，發(fā)泡機(jī)頭處采用油溫機(jī)控制溫度，比較好地克服了傳統(tǒng)的電加熱圈加熱不均勻的缺點(diǎn)。
happy2003 --- 2009-03-11 19:50:35
2
有效降低介質(zhì)衰減大小
由于CO2在聚合物熔體中的可溶度能比N2高10倍，所以采用CO2氣體所獲得的發(fā)泡度要明顯大于N2，N2發(fā)泡的發(fā)泡度一般可以達(dá)到78%左右，泡孔細(xì)密均勻，而采用CO2發(fā)泡其發(fā)泡度正常為80%以上，最大可以達(dá)到84%，泡孔較大卻十分均勻，且完全以均勻的封閉環(huán)形式分布，均勻的泡孔結(jié)構(gòu)對(duì)電纜的電氣性能指標(biāo)有著積極的作用，所以電纜性能更優(yōu)。我們分別取用N2和CO2發(fā)泡的普通7/8”射頻同軸電纜各505米來測(cè)試，
可以計(jì)算出，采用N2發(fā)泡的電纜在頻率為900MHz時(shí)，衰減是3.99dB/100m，頻率1800MHz時(shí)，衰減是5.92dB/100m；而采用CO2發(fā)泡的電纜在900MHz時(shí)，衰減是3.82dB/100m，1800MHz時(shí)，衰減是5.68dB/100m，900MHz時(shí)用CO2發(fā)泡比用N2發(fā)泡衰減減小了0.17dB/100m，1800MHz時(shí)減小了0.24dB/100m，由此也用實(shí)驗(yàn)證明了高頻下介質(zhì)對(duì)衰減的影響更大，CO2發(fā)泡的這種優(yōu)勢(shì)對(duì)未來通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)給予電纜的性能要求更為有利。(以上衰減指標(biāo)的測(cè)試溫度為25℃，且均沒有進(jìn)行溫度系數(shù)的換算)
由于CO2在聚合物熔體中的可溶度能比N2高10倍，所以采用CO2氣體所獲得的發(fā)泡度要明顯大于N2，N2發(fā)泡的發(fā)泡度一般可以達(dá)到78%左右，泡孔細(xì)密均勻，而采用CO2發(fā)泡其發(fā)泡度正常為80%以上，最大可以達(dá)到84%，泡孔較大卻十分均勻，且完全以均勻的封閉環(huán)形式分布，均勻的泡孔結(jié)構(gòu)對(duì)電纜的電氣性能指標(biāo)有著積極的作用，所以電纜性能更優(yōu)。我們分別取用N2和CO2發(fā)泡的普通7/8”射頻同軸電纜各505米來測(cè)試，
可以計(jì)算出，采用N2發(fā)泡的電纜在頻率為900MHz時(shí)，衰減是3.99dB/100m，頻率1800MHz時(shí)，衰減是5.92dB/100m；而采用CO2發(fā)泡的電纜在900MHz時(shí)，衰減是3.82dB/100m，1800MHz時(shí)，衰減是5.68dB/100m，900MHz時(shí)用CO2發(fā)泡比用N2發(fā)泡衰減減小了0.17dB/100m，1800MHz時(shí)減小了0.24dB/100m，由此也用實(shí)驗(yàn)證明了高頻下介質(zhì)對(duì)衰減的影響更大，CO2發(fā)泡的這種優(yōu)勢(shì)對(duì)未來通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)給予電纜的性能要求更為有利。(以上衰減指標(biāo)的測(cè)試溫度為25℃，且均沒有進(jìn)行溫度系數(shù)的換算)
happy2003 --- 2009-03-11 19:50:53
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有利改變電壓駐波比
由于CO2物理發(fā)泡采用了獨(dú)特的油溫控制裝置來加熱機(jī)頭，因此，使機(jī)頭內(nèi)的料溫更加穩(wěn)定，擠出的絕緣層發(fā)泡體泡孔更加均勻、一致，呈細(xì)密蜂窩狀，絕緣外徑、電容的波動(dòng)都控制在極小的公差范圍之內(nèi)，成品電纜的阻抗更加均勻，電壓駐波比更小。圖3是采用CO2氣體發(fā)泡的電纜的電壓駐波比圖表，全頻段電壓駐波比最大值僅為1.0797。圖4是在其他同樣的加工條件下，采用N2發(fā)泡的電壓駐波比指標(biāo)，其全頻段電壓駐波比最大值為1.1524。由此可見采用CO2氣體發(fā)泡更有利于改善電纜的電壓駐波比指標(biāo)。
另外，我們使用CO2發(fā)泡生產(chǎn)射頻同軸電纜，由于提高了絕緣層的發(fā)泡度，相應(yīng)地就減少了發(fā)泡材料的使用，降低了電纜的制造成本。
綜上所述，CO2物理發(fā)泡技術(shù)在射頻同軸電纜的制造過程中發(fā)揮了很大的作用，全面優(yōu)化了電纜的關(guān)鍵性能指標(biāo)，滿足了3G對(duì)射頻電纜的要求。加強(qiáng)了產(chǎn)品在同行內(nèi)的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，提高了材料利用率，節(jié)約了社會(huì)資源。(end)
虛竹 --- 2009-03-29 21:43:08
4
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)！hezhi03052 --- 2009-05-08 08:18:08
5
很好，但是 在氣站儲(chǔ)氣罐、比例閥以及注氣管上安裝加熱控制裝置。
你的意識(shí)是說要加三個(gè)加熱裝置嗎？
4674638 --- 2009-05-26 15:09:01
6
學(xué)到了
daijinlh --- 2009-10-29 14:55:42
7
做同軸電纜的都知道啊