(五)电子元器件用塑料材料的选用
1.变压器和阻流圈用塑料材料的选用
电气设备中用的变压器较大,使用的塑料材料比较少;而电子设备中用的变压器较小,使用的塑料材料相对多一些。但总的来讲,用塑料制造的变压器和低频阻流圈零件不多,只有骨架、接线板、封装和层间绝缘等。
(1)接线板用塑料接线板起着固定引出线和引入线接头的作用,有时与骨架为一体结构。
接线板用塑料材料的要求为耐热性高、介电性能优异、力学性能好,传统的塑料为酚醛树脂,具体为模压塑料和层压塑料制品。为加工方便,现在应用玻璃纤维增强的PA、PBT及PET较多。
(2)层间绝缘用塑料层间主要指绕组之间,要求材料的介电性能好、拉伸强度高、耐热性好,常用的材料为PET薄膜。如对介电性和耐热性要求更高,可选用PTFE或PI薄膜。
(3)封装用塑料变压器的封装起到防潮、防水和防细菌侵蚀的作用,从而提高电绝缘性和冲击性能,特别是在湿热条件和低气压条件下工作的高压变压器更需要封装。
常用于封装的塑料为环氧树脂和不饱和聚酯,封装方法为浸渍法、粉末涂覆法和浇注法(灌注法)。环氧树脂的收缩小,与金属的黏合力大,密封性好,绝缘性和力学性能也好,因此比不饱和聚酯应用更广泛。
(4)骨架用塑料骨架是变压器中用塑料量最大的零件,对塑料材料的性能要求如下:较高的耐热性、良好的耐溶剂性、较好的介电性能、较好的耐老化性能。
骨架按结构可分为有隔板骨架和无隔板骨架两种。
无隔板骨架的断面为正方形、长方形和圆形,整个缠绕面为一体,壁厚为0.5~2mm;其优点为结构简单、易于成型。无隔板骨架的传统材料为浸胶电缆纸和浸胶玻璃布,用缠绕方法成型。目前已改用玻璃纤维增强PA、PBT、PET、PPS、PAR等耐高温塑料制造。
有隔板骨架的断面为正方形、长方形,当工作电压高于3kV和功率较大时,采用圆柱形的隔板结构。具体为在缠绕面中间加入隔板结构,壁厚为0.5~3mm其优点为增大了骨架的机械强度,减少线包漏感和分布电容,加强线包的对称性和提高介电强度。
有隔板骨架所选用的塑料材料有酚醛模压塑料、增强模压塑料和耐热工程塑料三类。
①酚醛模压塑料常用于受力不大、小型的变压器上,优点为耐热性好、价格低,缺点为脆性大、强度低、耐霉菌性差、加工生产效率低等。为改善其韧性,常加入丁腈橡胶或聚氯乙烯进行改性;为提高耐霉菌性,常用矿物粉代替木粉或加入防霉剂。
②增强模压塑料常用于对耐热要求高和受力大的骨架上,所用树脂为不饱和聚酯加入玻璃纤维模塑料。优点为强度高、耐热性高,耐霉菌性好,缺点为成型加工较困难,生产效率低,冲击力大,易使焊片变形。
③耐热工程塑料优点为耐热性好,强度高,耐溶剂性好,加工效率高,介电性能好。主要选用塑料有增强PBT、PET、PPS、聚砜、聚碳酸酯、聚芳砜、聚苯醚、聚苯硫醚等。其中聚砜和增强PBT的长期工作温度为150℃,增强PC的长期工作温度为130℃,用电烙铁焊接的时间不宜过长,次数不宜过多,否则焊片或焊柱会有松动现象;聚砜不耐香蕉水、苯和酮之类溶剂,聚碳酸酯不耐酮、苯和酯等溶剂,在浸渍、灌注、喷漆及使用过程中,应避免接触此类溶剂。增强PBT、PET、PC的耐热水性较差,不易在湿热条件下长期使用。
2.线圈用塑料材料的选用
传统的线圈骨架材料为聚苯乙烯和矿物填充酚醛模压塑料,而目前已被新型热塑性塑料所代替,现在可选用PP、PBT、PC、PSF、PPS、PPO等制造。应该指出的是,尼龙和增强尼龙都不适合于作高频线圈骨架材料,原因为该材料的吸水率大、尺寸变化大,并且高频介电性能也不好。
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