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[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]以下是一些关于解决电容隔离技术小型化中绝缘材料介电常数高与低损耗矛盾的具体案例:
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]案例一:聚合物 / 陶瓷纳米复合材料
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]材料选择与制备:
- 选用聚酰亚胺(PI)作为聚合物基体,具有良好的绝缘性能、机械性能和热稳定性。
- 采用纳米尺寸的钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷颗粒作为填料。通过溶胶 - 凝胶法制备纳米 BaTiO₃颗粒,使其粒径均匀分布在几十纳米范围内。
- 将纳米 BaTiO₃颗粒与 PI 进行复合,采用溶液共混法,将纳米颗粒均匀分散在 PI 溶液中,然后通过涂膜、烘干等工艺制备成复合薄膜。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]性能优势:
- 纳米 BaTiO₃颗粒的高介电常数特性提高了复合材料的整体介电常数。同时,PI 基体的低损耗特性得以保留,有效降低了复合材料的损耗。
- 由于纳米颗粒的尺寸小,与 PI 基体的界面结合良好,减少了界面处的缺陷和漏电,进一步降低了损耗。经过测试,该复合材料在保持较高介电常数的同时,损耗因子较纯 PI 仅有小幅增加,实现了介电常数和低损耗的较好平衡。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]应用场景:可应用于小型化的电子设备中的电容隔离器,如智能手机、平板电脑等,提高设备的集成度和性能。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]案例二:多层结构绝缘材料
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]材料设计与制备:
- 设计三层结构的绝缘材料,中间层为高介电常数的陶瓷材料,如锆钛酸铅(PZT),两侧为低损耗的聚合物材料,如聚四氟乙烯(PTFE)。
- 采用薄膜沉积技术,先在基底上沉积一层 PTFE 薄膜,然后通过磁控溅射等方法沉积中间的 PZT 陶瓷层,最后再沉积一层 PTFE 薄膜。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]性能优势:
- 中间的高介电常数陶瓷层提供了较高的电容值,满足电容隔离技术小型化对高介电常数的要求。两侧的低损耗聚合物层则有效地降低了整体的损耗。
- 通过调整各层的厚度,可以优化电场在多层结构中的分布,使电场主要集中在高介电常数层中,从而提高电容值的同时降低损耗。测试结果表明,这种多层结构的绝缘材料在小型化电容隔离器中表现出优异的性能。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]应用场景:适用于对性能要求较高的小型化电子设备,如医疗电子设备、航空航天电子设备等。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]案例三:多孔聚合物材料
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]材料制备与处理:
- 选择聚苯乙烯(PS)等聚合物材料,通过发泡工艺制备多孔结构。可以采用化学发泡法或物理发泡法,控制发泡剂的种类和用量,以及发泡温度和压力等参数,获得不同孔隙率和孔径大小的多孔 PS 材料。
- 对多孔材料进行表面处理,如采用等离子体处理或化学修饰等方法,提高材料的表面能和润湿性,减少表面缺陷,降低损耗。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]性能优势:
- 多孔结构降低了材料的有效介电常数,减少了电容在高频下的损耗。同时,多孔结构增加了材料的表面积,有利于散热,进一步降低了损耗。
- 经过表面处理后,材料的界面性能得到改善,减少了漏电和信号干扰,提高了电容隔离的效果。实验证明,多孔 PS 材料在小型化电容隔离器中具有较低的损耗和良好的隔离性能。
[color=var(--md-box-samantha-normal-text-color) !important]应用场景:可用于小型化的高频电子设备中的电容隔离,如通信设备、雷达等。
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