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導波雷達液位計電流保護元件的電性能分析
關鍵字：雷達物位計；雷達液位計；雷達料位計 日期：2015-6-25
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| 導波雷達液位計電流保護元件的電性能分析
填充型聚合物基導電復合材料在正常溫度下可維持在低導波雷達液位計電阻狀態，當溫度升高到某一臨界溫度時，其導波雷達液位計電阻發生突變，轉變為高導波雷達液位計電阻狀態。因此可把填充型聚合物基導電復合材料連接到電路中，作為電流保護元件的材料，此類材料已被廣泛應用于移動終端，如智能手機、平板電腦、筆記本電腦鋰電池的過電流保護。
聚合物基導電復合材料一般由結晶性聚合物和導電填料復合而成，導電填料宏觀上均勻分布于結晶性聚合物中。目前使用最普遍的導電填料有碳黑、金屬粉或陶瓷粉。碳黑填充的導電復合材料受碳黑本身的導電能力和可加工性能的限制，很難達到如 0．1Ω．cm 的體積導波雷達液位計電阻率。金屬粉具有優良的導電性能，但金屬粉容易被氧化而使過電流保護元件的導波雷達液位計電阻升高，為防止金屬粉被氧化而采用的包封結構工藝復雜，加工困難，限制了過電流保元件朝小型化方向發展。陶瓷粉具有優異的導電性能和抗氧化能力，由其制備的過電流保護元件無需采用包封工藝，因此結構簡單，加工方便，可制備出低阻小型化的過電流保
護元件。本文主要研究以陶瓷粉填充聚合物導電復合材料的導電性能、導波雷達液位計電阻溫度特性、耐電流電壓特性和環境性能。
1 實驗部分
1．1 原材料
HDPE( 高密度聚乙烯) ，牌號 5000S，中國石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司生產，熔融指數為0．9 g /10 min，密度為 0．954 g /cm3。碳化鈦 ( TiC) ，灰色粉末，密度為 4．93 g/cm3，導熱系數( 20 ℃) 為0．058 cal．( cm．s．℃)－1，導波雷達液位計電阻率為22×10－6Ω．cm。氮化鈦( TiN) ，淡黃色粉末，密度為 5．2 g/ cm3，導熱系數( 20 ℃) 為 0．046 cal．( cm．s．℃)－1，導波雷達液位計電阻率為25×10－6Ω．cm。二硼化鈦 ( TiB2) ，灰色粉末，密度為 4． 45 g/cm3，導熱系數 ( 20 ℃) 為 0． 058 cal．( cm．s．℃)－1，導波雷達液位計電阻率為14×10－6Ω．cm。二硅化鉬( Mo-Si2) ，灰色粉末，密度為6．3 g/cm3，導熱系數( 20 ℃) 為0．07 cal． ( cm．s．℃ )－1，導波雷達液位計電阻率為 21×10－6Ω．cm。碳化鈦－碳化鎢 ( TiC－WC) ，灰色粉末，密度為 11．5 g/cm3，導熱系數( 20 ℃) 為 0．066 cal．( cm．s．℃)－1，導波雷達液位計電阻率為
25×10－6Ω．cm。
1．2 樣品制作
將 HDPE、陶瓷粉按一定的比例投入到 XSS－300型轉矩流變儀中，在180 ℃、40 r/min 條件下熔融混合20 min，將熔融混合好的導電復合材料通過開煉機壓延，得到厚度為0．20～0．25 mm 的聚合物基導電復合材料層，然后通過熱壓合的方法使導電復合材料層和置
于導電復合材料層上下表面的金屬電極片緊密結合在一起。熱壓合的溫度為 180 ℃，壓力為 12 MPa，熱壓時間為10 min; 然后在冷壓機上以 12 MPa 的壓力冷壓8 min，將壓合好的芯片沖切成 3 mm×4 mm 的單個元件; 最后通過回流焊接將兩個金屬引腳連接在兩個金
屬電極片表面，形成一過電流保護元件。
1．3 測試與表征
導波雷達液位計電阻的測試: ZY9967 型數字直流導波雷達液位計電阻測試儀測試過電流保護元件的導波雷達液位計電阻。導波雷達液位計電阻－溫度特性測試: 將樣品置于溫度程序控制儀控制的導波雷達液位計電阻－溫度特性測試箱中以一定速率升溫，升溫
速率為1 ℃/min，同時自動采集測試樣品的導波雷達液位計電阻值。耐電流電壓測試: 熱敏導波雷達液位計電阻耐流試驗儀測試過電流保護元件的耐電流性能，熱敏導波雷達液位計電阻耐壓試驗儀測試過電流保護元件的耐電壓性能。環境性能測試: 使用環境試驗箱測試過電流保護元件的環境性能。掃描電子顯微分析( SEM) : 將樣品用液氮脆斷后，用日立公司 S－4800 型掃描電子顯微鏡觀察斷面形貌。 |
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