CN112071498B - 一种低损耗高频稳相同轴电缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低损耗高频稳相同轴电缆,由内向外依次包括内导体层,微孔改性四氟乙烯绝缘层,Ag2Dy涂层铜扁带外导体层,ζ‑AgSn涂层铜圆线编织层和改性全氟乙丙烯保护层。本发明还公开了一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,包括以下步骤:S1,采用镀银铜线正反绞合作为电缆的内导体层;S2,在内导体层外面用挤出设备拉伸出微孔改性四氟乙烯绝缘层;S3,在绝缘层外缠绕Ag2Dy涂层铜扁带作为电缆外导体层;S4,在外导体层外围编织一层ζ‑AgSn涂层铜圆线作为电缆的编织层;S5,在编织层外围挤包一层改性全氟乙丙烯保护层后,形成最终产品。本发明的电缆具有抗信号干扰、传输损耗低和相位稳定性高等特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种低损耗高频稳相同轴电缆及其制造方法,属于电力电缆技术领域。
背景技术
“低损耗高频稳相同轴电缆”是一种低损耗高稳相柔软微波同轴电缆,该电缆主要用作相控阵雷达、矢量网络分析仪等电子设备中的低损耗、高稳相稳定柔软射频连接馈线。该产品除具有低衰减及低驻波比外,还要求因为温度和机械应力作用变化而引起的电缆的相位变化小等可靠性能,使用环境中须确保航空装备相控阵雷达、卫星跟踪站、电子对抗等设备的精确定位等功能。
目前,高品质的低损耗高频稳相同轴电缆生产技术被国外少数几家公司所掌握,其中以戈尔(GORE)、时代微波(TIMES)最为著名,该系列产品已被广泛应用于国防等尖端领域,而国内处于刚刚起步阶段。随着国内外局势紧张和局部战争的接连爆发,处于尖端领域的低损耗高频稳相同轴电缆长期受到欧美国家的出口限制。
然而,目前国内低损耗高频稳相同轴电缆参照GJB773A、GJB973A—2004、GB/T17737.1—2000、GJB150A-2009、GJB 360B—2009以及国外厂家的技术资料各自进行设计,未形成统一的国家标准,可参考的是正在报批中的军用稳相电缆的国家军用标准。随着航空航天预警机相控阵雷达、电子对抗装备、卫星及导弹的监控以及其它数字化电子相敏系统等武器装备系统技术的发展,对稳相电缆的传输频率、传输损耗以及相位稳定性提出了新的要求,特别是需要反复移动使用的雷达对于稳相电缆的机械相位稳定性要求较高。
综上所述,本领域技术人员亟需研究一种低损耗高频稳相同轴电缆及其制造方法,解决该类电缆的信号干扰严重、传输损耗高以及相位稳定性较差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,本发明提供一种低损耗高频稳相同轴电缆,具有抗信号干扰、传输损耗低以及相位稳定性高等特性。
同时,本发明提供一种低损耗高频稳相同轴电缆的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种低损耗高频稳相同轴电缆,所述电缆由内向外依次包括内导体层,微孔改性四氟乙烯绝缘层,Ag2Dy涂层铜扁带外导体层,ζ-AgSn涂层铜圆线编织层和改性全氟乙丙烯保护层。
进一步地,所述内导体层由镀银铜线正反绞合制成。
进一步地,所述微孔改性四氟乙烯绝缘层的微孔直径为20~100微米。
一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,包括以下步骤:
S1,采用镀银铜线正反绞合作为电缆的内导体层;
S2,在内导体层外面用挤出设备拉伸出微孔改性四氟乙烯绝缘层;
S3,在绝缘层外缠绕Ag2Dy涂层铜扁带作为电缆外导体层;
S4,在外导体层外围编织一层ζ-AgSn涂层铜圆线作为电缆的编织层;
S5,在编织层外围挤包一层改性全氟乙丙烯保护层后,形成最终产品。
进一步地,所述微孔改性四氟乙烯绝缘层用改性四氟乙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体以气相引入聚合釜,四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为150~180mL/min,加入的时间为5~10min,调节釜内温度至25~30℃,然后加入5~10g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中,不断补加四氟乙烯单体和玻璃纤维,补加的四氟乙烯单体为气相,补加的四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为50~60ml/min;补加的玻璃纤维为固相,补加的玻璃纤维是持续加入,加入的流量为10~20mg/min,保持聚合反应的压力为0.49~0.78MPa,保持聚合反应的时间为1~2h,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为200~350g/L,并调节温度到15~20℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性四氟乙烯;改性四氟乙烯由挤出设备拉伸出孔径为20~100微米的微孔。
进一步地,所述Ag2Dy涂层铜扁带的制备方法包括如下步骤:
S1,Ag2Dy制备:首先将摩尔比为2:1的高纯Ag和Dy配好置于坩埚中真空熔炼,其次将熔炼好的Ag2Dy放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,Ag2Dy火焰喷涂:首先采用喷砂处理将铜扁带表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将Ag2Dy粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成Ag2Dy涂层铜扁带。
进一步地,Ag2Dy涂层铜扁带的制备方法中,所述真空熔炼的条件为:在5×10-2~5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.3~0.5小时,熔炼温度为1400~1480℃,熔炼过程采用磁搅拌;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度1800~2400m/s。
进一步地,所述ζ-AgSn涂层铜圆线的制备方法包括如下步骤:
S1,ζ-AgSn制备:首先将摩尔比为1:1的高纯Ag和Sn配好置于坩埚中真空熔炼,其次将熔炼好的ζ-AgSn放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,ζ-AgSn喷涂:首先采用喷砂处理将铜圆线表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将ζ-AgSn粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成ζ-AgSn涂层铜圆线。
进一步地,ζ-AgSn涂层铜圆线的制备方法中,所述真空熔炼的条件为:在5×10-2~5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.1~0.2小时,熔炼温度为1380~1420℃,熔炼过程采用磁搅拌;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度1800~2400m/s。
进一步地,所述改性全氟乙丙烯保护层用改性全氟乙丙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体和六氟丙烯单体以体积比5:1的混合气相引入聚合釜,四氟乙烯单体和六氟丙烯单体均是持续加入,四氟乙烯单体加入的流量为200~300mL/min,加入的时间为5~10min,调节釜内温度至30~35℃,然后加入5~8g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中不断持续补加气相的四氟乙烯单体、气相的六氟丙烯单体、固相的硅酸钙和固相的SiO2,补加的四氟乙烯单体的流量为50~60mL/min;补加的六氟丙烯单体的流量为80~100mL/min;补加的硅酸钙的流量为8~10mg/min;补加的SiO2的流量为11~15mg/min;保持聚合反应的压力为0.49~0.78MPa,保持聚合反应的时间为60~90min,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为280~440g/L,并调节温度到20~25℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性全氟乙丙烯。
本发明具有如下有益效果:
1、稳定性高:本发明的电缆结构由内向外依次包括内导体层、微孔改性四氟乙烯绝缘层、Ag2Dy涂层铜扁带外导体层、ζ-AgSn涂层铜圆线编织层和改性全氟乙丙烯保护层。Ag2Dy涂层和微孔改性四氟乙烯的塑韧性接近,ζ-AgSn涂层与改性全氟乙丙烯的塑韧性接近,使得内导体层与绝缘层之间,外导体层、编制层和保护层之间在多次弯曲变形过程中能够做到同步变形,不易发生相对机械位移,保证了机械电缆的相对稳定性。
2、抗信号干扰和低损耗:Ag2Dy金属化合物和ζ-AgSn金属化合物具有特殊的电学和磁学性质,能有效提高电缆的抗信号干扰,同时也能使其组成电缆时能够降低外导体层和编织层的集肤效应和邻近效应,进而降低本发明中电缆的损耗,有利于电气设备的节能、高效运行。
3、长寿命:本发明中保护层采用的是改性全氟乙丙烯,其内部含有硅酸钙和SiO2,硅酸钙和SiO2起到改性作用,由于硅酸钙和SiO2化学性质稳定,热膨胀系数小,耐磨隔热性能好,使本发明中电缆具有优异的耐磨性和隔热性,大大延长了电缆使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
其中,1.内导体层,2.微孔改性四氟乙烯绝缘层,3.Ag2Dy涂层铜扁带外导体层,4.ζ-AgSn涂层铜圆线编织层,5.改性全氟乙丙烯保护层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰,以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
如图1所示,一种低损耗高频稳相同轴电缆,所述电缆由内向外依次包括内导体层1,微孔改性四氟乙烯绝缘层2,Ag2Dy涂层铜扁带外导体层3,ζ-AgSn涂层铜圆线编织层4和改性全氟乙丙烯保护层5。
所述内导体层1由镀银铜线正反绞合制成。
所述微孔改性四氟乙烯绝缘层2的微孔直径为20~100微米。
一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,包括以下步骤:
S1,采用镀银铜线正反绞合作为电缆的内导体层;
S2,在内导体层外面用挤出设备拉伸出微孔改性四氟乙烯绝缘层;
S3,在绝缘层外缠绕Ag2Dy涂层铜扁带作为电缆外导体层;
S4,在外导体层外围编织一层ζ-AgSn涂层铜圆线作为电缆的编织层;
S5,在编织层外围挤包一层改性全氟乙丙烯保护层后,形成最终产品,最终产品具有抗信号干扰、传输损耗低以及相位稳定性高等特性,可应用于相控阵雷达、电子对抗装备、卫星及导弹的监控以及其它数字化电子相敏系统等武器装备系统。
进一步地,所述微孔改性四氟乙烯绝缘层用改性四氟乙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体以气相引入聚合釜,四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为150mL/min,加入的时间为5min,调节釜内温度至25℃,然后加入5g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中,不断补加四氟乙烯单体和玻璃纤维,补加的四氟乙烯单体为气相,补加的四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为50ml/min;补加的玻璃纤维为固相,补加的玻璃纤维是持续加入,加入的流量为10mg/min,保持聚合反应的压力在0.49MPa左右,保持聚合反应的时间为1h,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为200g/L,并调节温度到15℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性四氟乙烯;改性四氟乙烯由挤出设备拉伸出孔径为20~100微米的微孔。
进一步地,所述Ag2Dy涂层铜扁带的制备方法包括如下步骤:
S1,Ag2Dy制备:首先将摩尔比为2:1的高纯Ag和Dy配好置于坩埚中真空熔炼,所述真空熔炼的条件为:在5×10-2MPa的低真空状态下熔炼0.3小时,熔炼温度为1400℃,熔炼过程采用磁搅拌;其次将熔炼好的Ag2Dy放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,Ag2Dy火焰喷涂:首先采用喷砂处理将铜扁带表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将Ag2Dy粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成Ag2Dy涂层铜扁带;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度1800m/s。
进一步地,所述ζ-AgSn涂层铜圆线的制备方法包括如下步骤:
S1,ζ-AgSn制备:首先将摩尔比为1:1的高纯Ag和Sn配好置于坩埚中真空熔炼,所述真空熔炼的条件为:在5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.1小时,熔炼温度为1380℃,熔炼过程采用磁搅拌;其次将熔炼好的ζ-AgSn放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,ζ-AgSn喷涂:首先采用喷砂处理将铜圆线表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将ζ-AgSn粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成ζ-AgSn涂层铜圆线;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度1800m/s。
进一步地,所述改性全氟乙丙烯保护层用改性全氟乙丙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体和六氟丙烯单体以体积比5:1的混合气相引入聚合釜,四氟乙烯单体和六氟丙烯单体均是持续加入,四氟乙烯单体加入的流量为200mL/min,六氟丙烯单体加入的流量为40mL/min,加入的时间均为5min,调节釜内温度至30℃,然后加入5g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中不断持续补加气相的四氟乙烯单体、气相的六氟丙烯单体、固相的硅酸钙和固相的SiO2,补加的四氟乙烯单体的流量为50mL/min;补加的六氟丙烯单体的流量为80mL/min;补加的硅酸钙的流量为8mg/min;补加的SiO2的流量为11mg/min;保持聚合反应的压力在0.49MPa左右,保持聚合反应的时间为60min,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为280g/L,并调节温度到20℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性全氟乙丙烯。
实施例2:
如图1所示,一种低损耗高频稳相同轴电缆,所述电缆由内向外依次包括内导体层1,微孔改性四氟乙烯绝缘层2,Ag2Dy涂层铜扁带外导体层3,ζ-AgSn涂层铜圆线编织层4和改性全氟乙丙烯保护层5。
所述内导体层1由镀银铜线正反绞合制成。
所述微孔改性四氟乙烯绝缘层2的微孔直径为20~100微米。
一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,包括以下步骤:
S1,采用镀银铜线正反绞合作为电缆的内导体层;
S2,在内导体层外面用挤出设备拉伸出微孔改性四氟乙烯绝缘层;
S3,在绝缘层外缠绕Ag2Dy涂层铜扁带作为电缆外导体层;
S4,在外导体层外围编织一层ζ-AgSn涂层铜圆线作为电缆的编织层;
S5,在编织层外围挤包一层改性全氟乙丙烯保护层后,形成最终产品,最终产品具有抗信号干扰、传输损耗低以及相位稳定性高等特性,可应用于相控阵雷达、电子对抗装备、卫星及导弹的监控以及其它数字化电子相敏系统等武器装备系统。
进一步地,所述微孔改性四氟乙烯绝缘层用改性四氟乙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体以气相引入聚合釜,四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为180mL/min,加入的时间为10min,调节釜内温度至30℃,然后加入10g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中,不断补加四氟乙烯单体和玻璃纤维,补加的四氟乙烯单体为气相,补加的四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为60ml/min;补加的玻璃纤维为固相,补加的玻璃纤维是持续加入,加入的流量为20mg/min,保持聚合反应的压力在0.78MPa左右,保持聚合反应的时间为2h,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为350g/L,并调节温度到20℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性四氟乙烯;改性四氟乙烯由挤出设备拉伸出孔径为20~100微米的微孔。
进一步地,所述Ag2Dy涂层铜扁带的制备方法包括如下步骤:
S1,Ag2Dy制备:首先将摩尔比为2:1的高纯Ag和Dy配好置于坩埚中真空熔炼,所述真空熔炼的条件为:在5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.5小时,熔炼温度为1480℃,熔炼过程采用磁搅拌;其次将熔炼好的Ag2Dy放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,Ag2Dy火焰喷涂:首先采用喷砂处理将铜扁带表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将Ag2Dy粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成Ag2Dy涂层铜扁带;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度2400m/s。
进一步地,所述ζ-AgSn涂层铜圆线的制备方法包括如下步骤:
S1,ζ-AgSn制备:首先将摩尔比为1:1的高纯Ag和Sn配好置于坩埚中真空熔炼,所述真空熔炼的条件为:在5×10-2MPa的低真空状态下熔炼0.2小时,熔炼温度为1420℃,熔炼过程采用磁搅拌;其次将熔炼好的ζ-AgSn放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,ζ-AgSn喷涂:首先采用喷砂处理将铜圆线表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将ζ-AgSn粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成ζ-AgSn涂层铜圆线;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度2400m/s。
进一步地,所述改性全氟乙丙烯保护层用改性全氟乙丙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体和六氟丙烯单体以体积比5:1的混合气相引入聚合釜,四氟乙烯单体和六氟丙烯单体均是持续加入,四氟乙烯单体加入的流量为300mL/min,六氟丙烯单体加入的流量为60mL/min,加入的时间均为10min,调节釜内温度至35℃,然后加入8g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中不断持续补加气相的四氟乙烯单体、气相的六氟丙烯单体、固相的硅酸钙和固相的SiO2,补加的四氟乙烯单体的流量为60mL/min;补加的六氟丙烯单体的流量为100mL/min;补加的硅酸钙的流量为10mg/min;补加的SiO2的流量为15mg/min;保持聚合反应的压力在0.78MPa左右,保持聚合反应的时间为90min,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为440g/L,并调节温度到25℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性全氟乙丙烯。
实施例3:
如图1所示,一种低损耗高频稳相同轴电缆,所述电缆由内向外依次包括内导体层1,微孔改性四氟乙烯绝缘层2,Ag2Dy涂层铜扁带外导体层3,ζ-AgSn涂层铜圆线编织层4和改性全氟乙丙烯保护层5。
所述内导体层1由镀银铜线正反绞合制成。
所述微孔改性四氟乙烯绝缘层2的微孔直径为20~100微米。
一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,包括以下步骤:
S1,采用镀银铜线正反绞合作为电缆的内导体层;
S2,在内导体层外面用挤出设备拉伸出微孔改性四氟乙烯绝缘层;
S3,在绝缘层外缠绕Ag2Dy涂层铜扁带作为电缆外导体层;
S4,在外导体层外围编织一层ζ-AgSn涂层铜圆线作为电缆的编织层;
S5,在编织层外围挤包一层改性全氟乙丙烯保护层后,形成最终产品,最终产品具有抗信号干扰、传输损耗低以及相位稳定性高等特性,可应用于相控阵雷达、电子对抗装备、卫星及导弹的监控以及其它数字化电子相敏系统等武器装备系统。
进一步地,所述微孔改性四氟乙烯绝缘层用改性四氟乙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体以气相引入聚合釜,四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为165mL/min,加入的时间为8min,调节釜内温度至28℃,然后加入7g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中,不断补加四氟乙烯单体和玻璃纤维,补加的四氟乙烯单体为气相,补加的四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为55ml/min;补加的玻璃纤维为固相,补加的玻璃纤维是持续加入,加入的流量为15mg/min,保持聚合反应的压力在0.65MPa左右,保持聚合反应的时间为1.25h,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为300g/L,并调节温度到18℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性四氟乙烯;改性四氟乙烯由挤出设备拉伸出孔径为20~100微米的微孔。
进一步地,所述Ag2Dy涂层铜扁带的制备方法包括如下步骤:
S1,Ag2Dy制备:首先将摩尔比为2:1的高纯Ag和Dy配好置于坩埚中真空熔炼,所述真空熔炼的条件为:在5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.4小时,熔炼温度为1450℃,熔炼过程采用磁搅拌;其次将熔炼好的Ag2Dy放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,Ag2Dy火焰喷涂:首先采用喷砂处理将铜扁带表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将Ag2Dy粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成Ag2Dy涂层铜扁带;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度2000m/s。
进一步地,所述ζ-AgSn涂层铜圆线的制备方法包括如下步骤:
S1,ζ-AgSn制备:首先将摩尔比为1:1的高纯Ag和Sn配好置于坩埚中真空熔炼,所述真空熔炼的条件为:在5×10-2MPa的低真空状态下熔炼0.15小时,熔炼温度为1390℃,熔炼过程采用磁搅拌;其次将熔炼好的ζ-AgSn放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,ζ-AgSn喷涂:首先采用喷砂处理将铜圆线表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将ζ-AgSn粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成ζ-AgSn涂层铜圆线;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度2200m/s。
进一步地,所述改性全氟乙丙烯保护层用改性全氟乙丙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体和六氟丙烯单体以体积比5:1的混合气相引入聚合釜,四氟乙烯单体和六氟丙烯单体均是持续加入,四氟乙烯单体加入的流量为250mL/min,六氟丙烯单体加入的流量为50mL/min,加入的时间均为8min,调节釜内温度至32℃,然后加入6g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中不断持续补加气相的四氟乙烯单体、气相的六氟丙烯单体、固相的硅酸钙和固相的SiO2,补加的四氟乙烯单体的流量为55mL/min;补加的六氟丙烯单体的流量为90mL/min;补加的硅酸钙的流量为9mg/min;补加的SiO2的流量为13mg/min;保持聚合反应的压力在0.55MPa左右,保持聚合反应的时间为75min,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为350g/L,并调节温度到22℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性全氟乙丙烯。
对实施例1~实施例3的电缆进行性能测试:
(1)衰减测试:将本发明的低损耗高频稳相同轴电缆在1个标准大气压,水平面及25℃的测试条件下,安装完电缆组件后测试10m电缆的衰减,换算出每米的衰减值,典型的衰减指标见表1。
表1电缆典型的衰减指标
频率/GHz | 1 | 6 | 18 | 26.5 | |
实施例1 | 衰减值/(dB/m) | 0.37 | 0.95 | 1.69 | 2.16 |
实施例2 | 衰减值/(dB/m) | 0.35 | 0.87 | 1.53 | 2.07 |
实施例3 | 衰减值/(dB/m) | 0.39 | 0.98 | 1.82 | 2.24 |
由表1可见,本发明制备的电缆高频和低频的衰减值均较小,从而使电缆的传输距离和传输效果好,具有电缆传输损耗低、抗信号干扰的特性。
(2)电压驻波比测试:同衰减测试一样,安装完电缆组件后测试10m电缆的电压驻波比,各频段电缆的最大电压驻波比见表2。
表2各频段电缆的最大电压驻波比
频率/GHz | 0.05~6.0 | 6.0~18.0 | 18.0~26.5 | |
实施例1 | 电压最大驻波比 | 1.10 | 1.15 | 1.15 |
实施例2 | 电压最大驻波比 | 1.12 | 1.13 | 1.14 |
实施例3 | 电压最大驻波比 | 1.17 | 1.19 | 1.19 |
由表2可见,本发明制备的电缆具有低驻波比,可用于高稳相稳定柔软射频连接馈线,除具有低衰减及低驻波比外,还因为温度和机械应力作用变化而引起的电缆的相位变化小等可靠性能,在使用环境中可确保航空装备相控阵雷达、卫星跟踪站、电子对抗等设备的精确定位等功能。
(3)相位稳定性测试:相位稳定性分为机械相位稳定性和温度相位稳定性,主要考核电缆在高低温和弯曲、振动条件下产生的性能变化对整机的影响。
本发明的电缆在温度范围为-55℃~100℃,测试频率点为10GHz条件下的相位-温度变化系数最大值不大于700ppm;在测试频率范围为0.05~26.5GHz,芯棒直径是线缆外径10倍的弯曲条件下最大机械相位变化值为3°。
从而说明本发明的电缆不易发生相对机械位移,保证了机械电缆的相对稳定性。
(4)相位一致性测试:该测试的目的是考核电缆的批次稳定性,在相同频率和温度点下,两根相同长度的电缆的相位-温度变化系数测试值相差不大于200ppm。
(5)温度冲击测试:在-55℃和120℃两个温度点各存放0.5h,以此循环5次,试验后电缆的衰减、驻波、相位要求仍符合上述的技术要求。
(6)抗老化测试:在150℃的试验条件下保持168h,恢复常温后,试验后电缆的衰减、驻波、相位要求仍符合上述的技术要求。
(7)低气压测试:该测试的目的是考核电缆受气压破坏的能力,按GJB 360B的方法105试验条件进行试验,试验后电缆的衰减、驻波仍符合上述的技术要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述电缆由内向外依次包括内导体层,微孔改性四氟乙烯绝缘层,Ag2Dy涂层铜扁带外导体层,ζ-AgSn涂层铜圆线编织层和改性全氟乙丙烯保护层;
包括以下步骤:
S1,采用镀银铜线正反绞合作为电缆的内导体层;
S2,在内导体层外面用挤出设备拉伸出微孔改性四氟乙烯绝缘层;
S3,在绝缘层外缠绕Ag2Dy涂层铜扁带作为电缆外导体层;
S4,在外导体层外围编织一层ζ-AgSn涂层铜圆线作为电缆的编织层;
S5,在编织层外围挤包一层改性全氟乙丙烯保护层后,形成最终产品;
所述改性全氟乙丙烯保护层用改性全氟乙丙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体和六氟丙烯单体以体积比5:1的混合气相引入聚合釜,四氟乙烯单体和六氟丙烯单体均是持续加入,四氟乙烯单体加入的流量为200~300mL/min,加入的时间为5~10min,调节釜内温度至30~35℃,然后加入5~8g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中不断持续补加气相的四氟乙烯单体、气相的六氟丙烯单体、固相的硅酸钙和固相的SiO2,补加的四氟乙烯单体的流量为50~60mL/min;补加的六氟丙烯单体的流量为80~100mL/min;补加的硅酸钙的流量为8~10mg/min;补加的SiO2的流量为11~15mg/min;保持聚合反应的压力为0.49~0.78MPa,保持聚合反应的时间为60~90min,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为280~440g/L,并调节温度到20~25℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性全氟乙丙烯。
2.根据权利要求1所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述内导体层由镀银铜线正反绞合制成。
3.根据权利要求1所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述微孔改性四氟乙烯绝缘层的微孔直径为20~100微米。
4.根据权利要求1所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述微孔改性四氟乙烯绝缘层用改性四氟乙烯的制备方法包括如下步骤:
S1,将四氟乙烯单体以气相引入聚合釜,四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为150~180mL/min,加入的时间为5~10min,调节釜内温度至25~30℃,然后加入5~10g/L的偏重亚硫酸钠,开始进行聚合反应;
S2,聚合反应过程中,不断补加四氟乙烯单体和玻璃纤维,补加的四氟乙烯单体为气相,补加的四氟乙烯单体是持续加入,加入的流量为50~60ml/min;补加的玻璃纤维为固相,补加的玻璃纤维是持续加入,加入的流量为10~20mg/min,保持聚合反应的压力为0.49~0.78MPa,保持聚合反应的时间为1~2h,聚合后所得到的分散液用水稀释至浓度为200~350g/L,并调节温度到15~20℃,用机械搅拌凝聚后,经水洗、干燥,即得改性四氟乙烯;改性四氟乙烯由挤出设备拉伸出孔径为20~100微米的微孔。
5.根据权利要求1所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述Ag2Dy涂层铜扁带的制备方法包括如下步骤:
S1,Ag2Dy制备:首先将摩尔比为2:1的高纯Ag和Dy配好置于坩埚中真空熔炼,其次将熔炼好的Ag2Dy放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,Ag2Dy火焰喷涂:首先采用喷砂处理将铜扁带表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将Ag2Dy粉末喷涂到粗造化处理后的铜扁带表面形成Ag2Dy涂层铜扁带。
6.根据权利要求5所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述真空熔炼的条件为:在5×10-2~5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.3~0.5小时,熔炼温度为1400~1480℃,熔炼过程采用磁搅拌;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度1800~2400m/s。
7.根据权利要求1所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述ζ-AgSn涂层铜圆线的制备方法包括如下步骤:
S1,ζ-AgSn制备:首先将摩尔比为1:1的高纯Ag和Sn配好置于坩埚中真空熔炼,其次将熔炼好的ζ-AgSn放入高能球磨机进行球磨破碎至20~100微米的粉末;
S2,ζ-AgSn喷涂:首先采用喷砂处理将铜圆线表面进行粗造化处理,随后采用火焰喷枪将ζ-AgSn粉末喷涂到粗造化处理后的铜圆线表面形成ζ-AgSn涂层铜圆线。
8.根据权利要求7所述的一种低损耗高频稳相同轴电缆的制造方法,其特征在于:所述真空熔炼的条件为:在5×10-2~5×10-3MPa的低真空状态下熔炼0.1~0.2小时,熔炼温度为1380~1420℃,熔炼过程采用磁搅拌;所述火焰喷枪的喷涂条件为:热源为乙炔+氧混合气体;N2保护;焰流速度1800~2400m/s。
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