ep专题之电气一干变设计6ep专题之电气一干变设计6德永英明
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应该注意高聚物基体材料和纤维增强高聚物,基体复合材料的性能有显著差异。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,无论线型的还是体形的高分子聚合物材料,其力学强度及弹性模量随温度变化大约呈指数关系,当达到其Tg温度后分子结构发生粘流态变化,即认为丧失强度(图1)。对力学结构来讲可以说Tg,是高分子材料应用的极限使用温度但是对于玻璃纤维增强的高聚物基复合材料(或称复合绝缘结构)来讲,由于复合效应高分子基体的Tg,不代表复合绝缘结构的最高使用温度,其最高使用温度应该是复合绝缘结构的HDT。 如:单纯环氧浇注体基体材料,一般Tg比HDT高10~20℃;但对纤维增强环氧浇注体复合材料(如挤拉撑条),HDT可能比Tg高出许多,视纤维复合结构不同其结果相差悬殊。再如表4的工程塑料,其纤维增强材料的HDT要比基体的HDT高出许多。同样环氧树脂和玻纤增强环氧树脂,几乎有相同的Tg值(基于DSC测试),但后者的HDT远远高于纯树脂材料的HDT。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,所以工程应用中,用HDT指标作比较更有实用意义。
(2)孤立地讲TI是没有意义的。 因为材料的TI值的获得是相对的、有前提的。不同的诊断因子和不同的终点判据可得到不同的TI结果,所以必须指出测定TI时依据的条件,否则不同材料的TI对比没有意义。从表3中可以看出,不同树脂体系及不同的测定判据获得的TI值显著不同。 (3)TI对绝缘结构的耐热等级划分有意义,电气产品一般以其绝缘结构为依托,采用相同的划分方案。但必须清楚该意义的内涵。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,一个绝缘结构或电气产品,必须同时具备多个性能指标要素,那么必须使按每个指标要素获得的TI值,都达到相应耐热等级温度点才行。当然,按该耐热等级设计绝缘结构或电气产品时,必须依照测定TI时相同的失效终点,判据进行、两者必须一致,如果设计考虑的是按50%初始弯曲强度值为设计控制要素,而供应商的TI数据是热失重判据获得的,该TI值对你的设计没有意义。 所以当材料供应商称其某种材料,为H级或F级耐热水平时,不要笼统地接收,一定要提供其相应的温度指数TI和测定TI的方法,否则产品的设计是盲目的。如果供应商提供的是其材料的RTI值,那么还必须出示其获得RTI时,参考材料的TI及HIC值,最直观的资料是其试验获得的耐热图。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,仅对比较材料的TI来评估材料的耐热性好坏不够充分,还必须兼顾寿命半差HIC。从表3中可以看出,不同树脂体系及不同的测定判据获得的HIC值显著不同。对比纯树脂体系I/II/III的HIC,由弯曲强度判据和由失重判据获得的值趋势相反,分别对比为:/11.7/12.6/14.0/vs./15.0/12.8/10.4/。
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