DE69210670T2 - Material für Halbleiter-Abschirmung - Google Patents

Material für Halbleiter-Abschirmung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Material für eine Halbleiter-Abschirmung sowie ihre Anwendung auf die Herstellung von Kabeln und die elektromagnetische Abschirmung von elektrischen und elektronischen Geräten.
  • Gemäß einer üblichen Ausbildung bestehen Kabel aus einer Metallitze, die mit einer Kupferfolie bedeckt und von einer Isolierhülle z.B. aus Polyäthylen umgeben ist. Gemäß einer anderen üblichen Ausbildung sind die Metallitzen zum Beispiel direkt von einer Isolierhülle umgeben. Die Kabel werden sehr vielseitig auf verschiedenen Gebieten verwendet, zum Beispiel im Fernmeldewesen, beim Energietransport usw. Diese Kabel übertragen elektromagnetische Gleichstromenergie oder mit niedriger, hoher und sehr hoher Frequenz mit oder ohne Regeneration. Sie sind also bei ihrer Verwendung elektrischen Feldern und Raumladungen unterworfen, die durch Depolarisationsströme mit großer Zeitkonstante gekennzeichnet sind, die auf Dauer bei bestimmten Spannungen Verhaltensanomalien auftreten kassen.
  • Bei diesen Ausbildungen sowie bei anderen üblichen Ausbildungen, bei denen die Isolierhülle zum Beispiel auf dem zentralen oder dem externen Körper des Kabels angeordnet ist, befindet sich das maximale Feld an der Schnittstelle zwischen Leiter und Isolierung. Ein typischer Wert dieses Felds beträgt zwischen einigen kV/mm und zehn kV/mm. so wird diese Schnittstelle besonders beansprucht. Zur Lokalisierung des maximalen Felds kommen noch Probleme der Regelmäßigkeit des Leiters. Wenn dieser nämlich Unregelmäßigkeiten aufweist, erzeugen diese Konzentrationen des elektrischen Felds, was die Fähigkeit des Kabels weiter verringert, Spannungsgradienten auszuhalten. Es ist also angebracht, die Dicke der Isolierung zu vergrößern, um zu gewährleisten, daß keinerlei Durchschlag auftritt, selbst wenn Protuberanzen vorhanden sind. Eine solche Lösung ist wirtschaftlich unvorteilhaft.
  • Das Problem der Dicke der Isolierung ist besonders kritisch in Höhe der Verbindungen, der Abzweigungen und der Enden von Hochspannungskabeln.
  • Die bei der Verwendung und der Herstellung von Kabeln auftretenden Probleme ergeben sich im wesentlichen in gleicher Art auch bei Vorrichtungen zur Speicherung von elektrischer Energie und insbesondere bei Kondensatoren. Auch bei elektrischen oder elektronischen Geräten, bei denen eine Isolierung einen Bereich schützt, in dem sich eine empfindliches Einrichtung einer Quelle eines elektrischen Felds befindet, ist man mit diesen Problemen konfrontiert. Diese Quelle können zum Beispiel ein Stromgenerator, Kontaktstifte oder elektrische Kabel, Sendeantennen usw. sein. Die empfindliche Einrichtung kann zum Beispiel ein Meßgerät, ein Hochfrequenz-Empfänger oder eine Druckschaltung von der Art sein, die in einem Mikrocomputer enthalten sind. Bei all diesen Geräten ist es notwendig, eine Isolierung vorzusehen, die manchmal in direktem Kontakt sowohl mit der Einrichtung als auch mit der Quelle des Felds steht.
  • Um diese Probleme zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, zwischen den Leiter und die Isolierung oder zwischen die Quelle und die Isolierung eine Halbleiter-Abschirmung einzufügen. Die bisher verwendeten Halbleiter-Abschirmungen sind aus Kohlenstoffruß hergestellt, der in einer extrudierten, gewalzten oder gegossenen Matrix verteilt angeordnet ist, die im allgemeinen aus EVA (Äthylenvinylacetat) oder EBA (Äthylenbutylacrylat) gebildet wird. Der Hauptnachteil dieser Halbleiter-Abschirmungen besteht darin, daß ihre spezifische Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Feld konstant bleibt und daß sie es nicht erlauben, das Volumen der Isolierung in ausreichendem Maß zu reduzieren.
  • Außerdem wurde zum Beispiel in der Druckschrift WO 90/09027 vorgeschlagen, für die Halbleiter-Abschirmungen ein intrinsisch leitendes Verbundmaterial zu verwenden, das aus einer Polymermatrix aus zum Beispiel Polyolefin, Vinylpolychlorid oder Polystyrol besteht, dem ein substituiertes Polythiophen zugesetzt wird.
  • Die spezifische Leitfähigkeit eines solchen Materials hängt von der Menge der in ihm enthaltenen Dotierungen ab; aber selbst solche Dotierungen bilden an sich einen größeren Nachteil für die physikalisch-chemische Stabilität der Abschirmung unter hoher Spannung in Gegenwart eines hohen elektrischen Felds.
  • Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Material für eine Halbleiter-Abschirmung zu verwenden, dessen spezifische Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom angelegten Feld ansteigt, und das gleichzeitig eine gute physikalisch-chemische Stabilität aufweist, selbst wenn das Feld sehr stark ist.
  • Die vorliegende Erfindung hat ein Material für eine thermoplastische oder wärmehärtbare Halbleiter-Abschirmung zum Gegenstand, dem mindestens ein zweites konjugiertes Polymer zugesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite konjugierte Polymer nicht dotiert oder ent-dotiert, nicht intrinsisch leitend ist sowie eine spezifische Leitfähigkeit unterhalb von 10&supmin;&sup4;S/m besitzt, die aber unter der Wirkung eines elektrischen Felds ansteigen kann, wobei dieses zweite Polymer in der Matrix in einem Anteil von 5 bis 70 Gew.% vorliegt und dieses Material eine spezifische Leitfähigkeit unterhalb 10&supmin;&sup8; S/m besitzt, die unter der Wirkung des elektrischen Felds ansteigen kann, und daß das thermoplastische Polymer unter Acryl,- Styrol-, Vinyl- und Zelluloseharzen, den Polyolefinen, den fluorierten Polymeren, den Polyäthern, den Polyimiden, den Polykarbonaten, den Polyurethanen, ihren Mischungen und ihren Kopolymeren ausgewählt wird und das wärmehärtbare Polymer unter den Polyestern, den Epoxydharzen und den Phenolharzen ausgewählt wird.
  • Vorzugsweise liegt die spezifische Leitfähigkeit des zweiten konjugierten Polymers zwischen 10&supmin;&sup7; S/m und 10&supmin;&sup8; S/m und die spezifische Leitfähigkeit des Materials liegt zwischen 10&supmin;&sup9; S/m und 10&supmin;¹&sup0; S/m.
  • Die Polymermatrix kann außerdem einen leitenden Füllstoff wie Kohlenstoffruß in einem Anteil von weniger als 30% aufweisen.
  • Gemäß besonderen Ausführungsformen wird das thermoplastische Polymer ausgewählt aus Polypropylen (PP), Polyäthylen (PE), dem Kopolymer von Äthylen und Vinylacetat (EVA), dem Äthylenpropylendienmonomer (EPDM), dem fluorierten Polyvinyliden (PVDF), dem Äthylenbutylacrylat (EBA) und ihren Mischungen.
  • Das zweite konjugierte Polymer kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die das Polyanilin, das Polythiophen, das Polypyrrol, das Polyacetylen, das Polyparaphenylen, die Polyalkylthiophene, ihre Derivate und ihre Mischungen enthält.
  • Es ist sehr wichtig, daß das konjugierte Polymer nicht dotiert ist, d.h. daß es keine ionischen Gruppierungen aufweist,
  • . die entweder am Molekül befestigt sind (zum Beispiel sulfonische Gruppierungen),
  • . oder frei sind (zum Beispiel Säuren, Basen, Metallsalze).
  • Wenn solche Gruppierungen aus der Synthese des konjugierten Polymers resultieren, muß das Polymer entdotiert werden.
  • Wenn es keinen anderen leitenden Füllstoff der Art Kohlenstoffruß enthält, ist das erfindungsgemäße Material bei schwachem Feld isolierend, und seine spezifische Leitfähigkeit wächst mit dem Feld. Wenn es eine bestimmte Menge zusätzlichen leitenden Füllstoffs aufweist, ist das erfindungsgemäße Material aufgrund dieses Füllstoffs geringfügig leitend bei schwachem Feld.
  • Bei einem starken Feld ist die spezifische Leitfähigkeit des erfindungsgemäßen Materials erhöht.
  • Unabhängig davon, ob es den zusätzlichen Füllstoff enthält oder nicht, besitzt das erfindungsgemäße Material eine große physikalisch-chemische Stabilität bei starkem Feld.
  • Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Materials, das als Halbleiter-Abschirmung verwendet wird, ermöglichen es, das Feld am Übergang von Isolierung zum Leiter zu stabilisieren und das Feld in der Isolierung zu begrenzen.
  • Man wählt außerdem das erste und das zweite Polymer in den oben definierten Gruppen in Abhängigkeit von ihren spezifischen Eigenschaften und den besonderen Vorteilen, die sie zu bieten haben.
  • Wenn zum Beispiel die Polymermatrix auf der Basis eines fluorierten Polymers aufgebaut ist, bildet dieses letztere Komplexe mit "Ladungstransfer" mit dem zweiten Polymer. Wenn die Polymermatrix auf der Basis eines Polykarbonats aufgebaut ist, verleiht dieses letztere einer Abschirmung aus erfindungsgemäßem Material ein ausgezeichnetes äußeres Ansehen.
  • Gemäß einer ersten bevorzugen Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Material aus einer Polymermatrix aus Polyäthylen gebildet, in die ent-dotiertes Polythiophen eingefügt ist; der Anteil von ent-dotiertem Polythiophen beträgt vorteilhafterweise etwa 60 Gew.%.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Material aus Polyäthylen gebildet, in das Polyanilin mit zwischen 25 und 35 Gew.% eingefügt ist. In einer Variante führt man in die Polyäthylenmatrix 26 bis 34% Polyanilin und 3 bis 8% Kohlenstoffruß ein. In einer Variante wird das Polyäthylen (PE) der Polymermatrix durch Polypropylen (PP), einem Kopolymer von Äthylen und Vinylacetat (EVA), Äthylenbutylacrylat (EBA), Äthylenpropylendienmonomer (EPDM), fluoriertes Polyvinyliden (PVDF) alleine oder in Mischung ersetzt.
  • Ein Halbleitermaterial kann durch die üblichen Extrusions-, Walz- oder Gießverfahren in Form gebracht werden, ohne daß die elektrischen Eigenschaften des zweiten Polymers dadurch verändert würden. So kann eine jeder Anwendung gut angepaßte Halbleiter-Abschirmung hergestellt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung findet bei einer beliebigen elektrischen oder elektronischen Einrichtung Anwendung. Wenn diese Einrichtung eine einen Leiter oder die Quelle eines Felds umhüllende Isolierung enthält, wird die erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung zwischen der Isolierung und dem Leiter oder der Quelle angeordnet. Wenn die Einrichtung eine Isolierung enthält, die eine zu schützende Einrichtung umhüllt, befindet sich die erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung außen auf der Isolierung.
  • Eine erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung ist sehr vorteilhaft auf Hochspannungskabel, auf die Enden solcher Kabel und auf Hilfsorgane wie Anschlüsse und Ableitungen von Kabeln anwendbar. Die Verwendung einer solchen Abschirmung ermöglicht es, den Widerstand gegen Durchschlag zu verbessern und die Dicke der Isolierung solcher Zusätze zu verringern.
  • Aufgrund der Verwendung der erfindungsgemäßen Halbleiter-Abschirmung am Eingang eines Gleichstrom-Hochspannungskabels, in dem Spannungsschwankungen auftreten können, werden diese letzteren gedämpft.
  • Eine erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung kann auch vorteilhaft in Vorrichtungen zur Speicherung elektrischer Energie wie z.B. in Kondensatoren genutzt werden. Wie die Übergänge zwischen Leiter und Isolierung von elektrischen Kabeln können auch die zwischen Elektrode und Dielektrikum dieser Bauteile geometrische Ungenauigkeiten (wie Protuberanzen) aufweisen, die zu einem lokal erhöhten Wert des elektrischen Felds führen, wodurch die Durchschlagsgefahr sich erhöht.
  • Man kann vorteilhafterweise die Dicke des Dielektrikums verringern, indem man zwischen die Elektroden und dieses Dielektrikum eine erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung einfügt; dies hat einerseits zur Wirkung, daß das elektrische Feld an der Oberfläche der Elektroden dauerhaft homogenisiert wird, und andererseits, daß kurzzeitige höhere Überspannungen ausgehalten werden. Die Kondensatoren werden nämlich häufig verwendet, um kurzzeitige Überspannungen zu dämpfen, die zum Beispiel aus der Inbetriebnahme oder dem Abschalten von elektrischen Einrichtungen großer Leistung resultieren. In einem solchen Fall ist es also auch wichtig, die elektrischen Feldschwankungen zu homogenisieren, um zu verhindern, daß ein geometrischer Fehler einer Elektrode bei einer kurzzeitigen Überspannung einen lokalen Durchschlag des Dielektrikums hervorruft.
  • Die Halbleiter-Abschirmung der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weise zwischen die Elektroden und das Dielektrikum eingefügt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Material durch Induktion auf die Elektroden aufgestrichen. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Material in Form eines Films gebracht, der dann während der Montage des Kondensators zwischen die Elektroden und das Dielektrikum eingefügt wird.
  • Wenn das Dielektrikum ein Polymermaterial ist, besteht eine bevorzugte Ausführungsvariante darin, daß die Polymermatrix des erfindungsgemäßen Materials von der gleichen Art wie das Dielektrikum ist.
  • Die erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung findet auch eine interessante Anwendung bei Dielektrika für Raumantennen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen hervor.
  • Figur 1 zeigt den Verlauf der spezifischen Leitfähigkeit S/m eines Materials für eine Abschirmung gemäß dem Stand der Technik und von mehreren Materialien für eine Abschirmung gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von angelegten elektrischen Feld (kV/mm).
  • Figur 2 zeigt die Durchschlagswahrscheinlichkeit (%) eines Materials für eine Abschirmung gemäß dem Stand der Technik und mehrerer Materialien für eine Abschirmung gemäß der Erfindung in Abhängigkeit vom angelegten elektrischen Feld (kV).
  • Beispiel 1 (Stand der Technik) Halbleiter-Abschirmung aus Polyäthylen (PE) und Kohlenstoffruß.
  • 25g Kohlenstoffruß werden in 75g Polymer (PE) verteilt. Diese Mischung wird anschließend bei einer Temperatur von 130ºC in einem üblichen Extruder extrudiert. Die so erhaltene konventionelle Halbleiter-Abschirmung hat die folgenden Eigenschaften: Ihre Dielektrizitätskonstante liegt bei etwa 150 und ihre spezifische Leitfähigkeit liegt bei 0,05 S/m (siehe Kurve 1 der Figur 1). Diese spezifische Leitfähigkeit ist unabhängig vom Feld, was zu einer linearen Reaktion des Stroms in Abhängigkeit vom angelegten Feld führt.
  • Man setzt eine solche Abschirmung einer Dicke von 0,1 m einem bis zum dielektrischen Durchschlag ansteigenden elektrischen Feld aus. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Kurve 1' der Figur 2 eingezeichnet.
  • Beispiel 2 Halbleiter-Abschirmung aus Polyäthylen (PE)/ent- dotiertem Polythiophen (PTh).
  • Man stellt das erfindungsgemäße Material in folgender Weise her:
  • Man mischt zuerst 60g eines Pulvers von ent-dotiertem Polythiophen und 40g Polyäthylen. Das Polyäthylen wird von der Firma SOLVAY unter dem Namen "Eltex A 3180" vertrieben.
  • Das verwendete Polythiophen wird wie in der Patentanmeldung EP-A-0 350 083 beschrieben zubereitet. Dieses Polythiophen wurde mit Methanol ent-dotiert, um nach der Ent- Dotierung eine spezifische Leitfähigkeit von 3 10&supmin;&sup7; S/cm aufzuweisen.
  • Die Mischung erfolgt vorzugsweise im Bottich einer Mischmaschine "Indola" von 3 dm³, der mit zwei Kautschukbällen versehen ist. Man rührt während 30 Minuten um.
  • Dann wird die Mischung während 60 Sekunden bei 180ºC in einer Mikro-Zylinderknetmaschine der Art "Scamia" durchgeknetet, deren Zylinder einen Durchmesser von 120 mm haben und deren Drehgeschwindigkeit 30 Umdrehungen pro Minute beträgt.
  • Der so erhaltene Krepp wird in Streifen einer Breite von 30 mm geschnitten, die durch einen Granulator des Typs "Conduct Werk CS/15/10/0101" geschickt werden, der ein Gitter mit Löchern einer Größe von 35 x 5 cm besitzt: Man erhält Körner einer Größe von etwa 3 x 3 x 3 mm.
  • Die Körner werden in einer Extrudiermaschine des Typs "Scamex 20" verwendet, die mit einer Schraube eines Durchmessers D von 20 mm, einer Länge 20D und eines Kompressionsgrads von 2,16 ausgestattet ist. Ihr Kopf ist mit einer runden Ziehdüse mit 3 mm Durchmesser versehen.
  • Die Temperatur der Maschine ist so eingestellt, daß eine Temperatur von 180ºC im Material am Ausgang der Ziehdüse erhalten wird; die Geschwindigkeit der Schraube ist auf 20 U/min eingestellt, um eine mittlere Aufenthaltszeit der Mischung in der Schraube von 2 bis 3 Minuten zu erhalten.
  • Die Kurve 2 der Figur 1 zeigt die spezifische Leitfähigkeit dieser Abschirmung, die eine ansteigende Funktion des angelegten elektrischen Felds ist.
  • Man überprüft mittels einer Reihe von Tests, daß alle soeben beschriebenen Stufen des Verfahrens nicht die elektrischen Eigenschaften des Polythiophen verschlechtert haben. Zu diesem Zweck wurden Proben nach der Mischung der Pulver, nach dem Kneten bei 180ºC und nach dem Extrudieren bei 180ºC entnommen. Diese Proben wurden in einem Verhältnis von 2g je 100 ml unter Stickstoff in 1-2-4-Trichlorbenzol bei 135ºC während 2 Stunden aufgelöst. Das quantitativ erhaltene PTh wird mit dem gleichen Lösungsmittel und Methanol gewaschen und dann unter Vakuum getrocknet. Man dotiert es von neuem mit einer Lösung von FeCl&sub3; 0,1 M in Acetonitril (Molverhältnis FeCl&sub3;/PTh = 1), um zu zeigen, daß es nicht schlechter geworden ist.
  • Die Tabelle I zeigt die durchgeführten Leitfähigkeitsmessungen, die zeigen, daß das Polymer weder durch die Wärmebehandlung noch durch die Extrusion verändert wurde. TABELLE I Stufen spezifische Leitfähigkeit nach Rück-Dotierung (S/cm) Mischung Kneten Extrusion
  • Beispiele 3 bis 8
  • Man bereitet nicht-dotiertes Polyanilin in drei Stufen vor:
  • 1 - Synthese
  • In einen 50 l-Reaktor gibt man 15,5 l destilliertes Wasser und wahlweise 5 l Chlorwasserstoffsäure mit 37% oder 1,7 l Schwefelsäure mit 36%. Diese Lösung wird auf -5ºC in einem thermostatischen Bad abgekühlt, und dann wird eine gefilterte Lösung von 3,75 kg Ammonium-Peroxosulfat in 9 l Wasser tropfenweise während 48 Stunden zugefügt.
  • 2 - Waschen
  • Die im Reaktor gebildete Suspension (Polyanilin in seiner Form Polyemeraldin) wird unter Vakuum in einen Filterbereich angesaugt. Das erhaltene Pulver wird mit destilliertem Wasser gespült, bis ein Filtrat eines pH-Werts zwischen 6,5 und 7 erhalten wird. Die letzten Spuren von Säure werden mittels einer verdünnten Lösung von Ammoniak von 1 Mol/Liter entfernt und dann wird das Produkt gespült, bis der pH-Wert des Filtrats 7 beträgt.
  • Dieses Pulver wird dann in einen "Soxhlet" gebracht und die Unreinheiten werden in der Dampfphase mit Wasser während 24 Stunden und dann mit Äthanol während 48 Stunden entfernt.
  • 3 - Trocknen
  • Das so gereinigte Polyanilin wird in einem mit einer Filterwand versehenen geschlossenen Bereich gebracht. Die Einheit wird in einen Trockenofen bei 60ºC unter einem Primärvakuum während 48 Stunden angeordnet. Dieses Polyanilin, dessen spezifische Leitfähigkeit gleich 2 x 10&supmin;&sup8; S/m ist, wird wie im Beispiel 2 in eine Polymermatrix eingefügt, die aus Polyäthylen, Äthylenpropylendienmonomer (EPDM), einem Kopolymer von Äthylen und Vinylacetat (EVA), einem fluorierten Polyvinyliden (PVDF), Polypropylen (PP) oder einer Mischung aus Polypropylen (PP) und fluoriertem Polyvinyliden (PVDF) in den in der Tabelle II angegebenen Anteilen (in Gramm) sein kann.
  • Die für die spezifische Leitfähigkeit repräsentativen Kurven in Abhängigkeit vom angelegten Feld sind in Figur 1 für die Beispiele 3 bis 9 mit 3 bis 9 bezeichnet.
  • Mit den den Beispielen 4, 9, 10 entsprechenden Materialien wird eine Abschirmung einer Dicke von 0,1 mm hergestellt, die man wie die Abschirmung des Beispiels 1 einem elektrischen Feld aussetzt, das bis zum elektrischen Durchschlag anwächst. Die entsprechenden Kurven 4', 9' und 10' sind in Figur 2 zu sehen und zeigen klar die Vorteile des Materials für eine erfindungsgemäße Halbleiter-Abschirmung. TABELLE II Beispiel No nicht-dotiertes Polyanilin Polymermatrix Kohlenstoffruß
  • Natürlich ist die Erfindung nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, könnte man im Rahmen der Ansprüche jedes Mittel durch ein äquivalentes Mittel ersetzen.

Claims (9)

1. Material für eine Halbleiter-Abschirmung, die eine Polymermatrix aufweist, welche mindestens ein erstes thermoplastisches oder wärmehärtbares isolierendes Polymer aufweist und der mindestens zweites konjugiertes Polymer zugesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite konjugierte Polymer nicht dotiert oder ent-dotiert, nicht intrinsisch leitend ist sowie eine Leitfähigkeit unterhalb von 10&supmin;&sup4;S/m besitzt, die aber unter der Wirkung eines elektrischen Felds ansteigen kann, wobei dieses zweite Polymer sich in der Matrix in einem Anteil von 5 bis 70 Gew.% befindet und wobei dieses Material eine Leitfähigkeit unterhalb 10&supmin;&sup8; S/m besitzt, die unter der Wirkung des elektrischen Felds ansteigen kann, und daß das thermoplastische Polymer unter Acryl,- Styrol-, Vinyl- und Zelluloseharzen, den Polyolefinen, den fluorierten Polymeren, den Polyäthern, den Polyimiden, den Polykarbonaten, den Polyurethanen, ihren Mischungen und ihren Kopolymeren ausgewählt wird und das wärmehärtbare Polymer unter den Polyestern, den Epoxydharzen und den Phenolharzen ausgewählt wird.
2. Material für eine Halbleiter-Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit des zweiten konjugierten undotierten oder entdotierten Polymers zwischen 10&supmin;&sup7; S/m und 10&supmin;&sup8; S/m und die Leitfähigkeit des Materials zwischen 10&supmin;&sup9; S/m und 10&supmin;¹&sup0; S/m liegt.
3. Material für eine Halbleiter-Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymermatrix außerdem einen leitenden Füllstoff wie Kohlenstoffruß in einem Anteil von weniger als 30% aufweist.
4. Material für eine Halbleiter-Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer aus Polypropylen, Polyäthylen, dem Kopolymer von Äthylen und Vinylacetat, dem Äthylenpropylendienmonomer, dem fluorierten Polyvinyliden, dem Äthylenbutylacrylat und ihren Mischungen ausgewählt wird.
5. Material für eine Halbleiter-Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite konjugierte Polymer aus der Gruppe ausgewählt wird, die Polyanilin, Polythiophen, Polypyrrol, Polyacetylen, Polyparaphenylen, Polyalkylthiophene, ihre Derivate und ihre Mischungen enthält.
6. Material für eine Halbleiter-Abschirmung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite konjugierte Polymer Polyanilin ist und daß die Polymermatrix mindestens ein Material aufweist, das aus Polyäthylen, Polypropylen, dem Kopolymer von Äthylen und Vinylacetat, Äthylenbutylacrylat, Äthylenpropylendienmonomer und fluoriertem Polyvinyliden alleine oder in Mischung ausgewählt wird.
7. Anwendung des Materials für eine Halbleiter-Abschirmung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf die Abschirmung von elektrischen Kabeln in Höhe der Enden, der Anschlüsse und der Ableitungen.
8. Anwendung des Materials für eine Halbleiter-Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf einen Kondensator, wobei die Abschirmung zwischen den Elektroden und dem Dielektrikum des Kondensators angeordnet ist.
9. Anwendung des Materials für eine Halbleiter-Abschirmung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf ein Dielektrikum für eine Raumantenne.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2710204B1 (fr) * 1993-09-17 1995-10-20 Alcatel Cable Equipement accessoire de raccordement d'un câble d'énergie et câble d'énergie ainsi équipé.
FR2710183B3 (fr) 1993-09-17 1995-10-13 Alcatel Cable Câble d'énergie à rigidité diélectrique améliorée.
FR2714543B1 (fr) * 1993-12-23 1996-01-19 Euromold Dispositif pour la jonction de câbles d'énergie.
FR2732501B1 (fr) * 1995-03-28 1997-04-30 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de materiaux a rigidite dielectrique amelioree, et utilisation des materiaux obtenus par ce procede dans la fabrication de cables de transport d'energie
FR2738947B1 (fr) 1995-09-15 1997-10-17 Filotex Sa Cable multipaires, blinde par paire et aise a raccorder
US5747559A (en) * 1995-11-22 1998-05-05 Cabot Corporation Polymeric compositions
FR2753300B1 (fr) * 1996-09-09 1998-10-09 Alcatel Cable Conducteur electrique protege contre les perturbations electromagnetiques depassant un seuil
DE69938293T2 (de) 1998-03-27 2009-03-12 Bruce J. Beverly Hills Bryan Luciferase, gfp fluoreszenzproteine, kodierende nukleinsaüre und ihre verwendung in der diagnose
US6426861B1 (en) * 1999-06-22 2002-07-30 Lithium Power Technologies, Inc. High energy density metallized film capacitors and methods of manufacture thereof
FR2805656B1 (fr) * 2000-02-24 2002-05-03 Cit Alcatel Cable d'energie haute et tres haute tension a courant continu
CH694372A5 (de) * 2000-07-25 2004-12-15 Elektro Feindraht Ag Feindraht bzw. Feinstdraht für die Anwendung in einem Fasermaterial sowie Verwendung eines solchen Feindrahtes bzw. Feinstdrahts.
FR2827999B1 (fr) * 2001-07-25 2003-10-17 Nexans Ecran semi-conducteur pour cable d'energie
FR2913430B1 (fr) * 2007-03-07 2011-02-25 Commissariat Energie Atomique Materiau composite adhesif a resistivite controlee.
EP2639264A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-18 Nexans Feldabstufungsmaterial
NO335342B1 (no) * 2013-01-02 2014-11-24 Nexans Feltgraderingslag

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3305401A1 (de) * 1983-02-17 1984-08-23 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen kunststoffen
DE3700178A1 (de) * 1986-03-31 1987-10-01 Mitsubishi Gas Chemical Co Elektromagnetische wellen abschirmende thermoplastische harzmasse
JPS63230737A (ja) * 1987-03-18 1988-09-27 Bridgestone Corp ポリアニリン及びその製造方法
JPH0813902B2 (ja) * 1987-07-02 1996-02-14 ライオン株式会社 導電性樹脂組成物
US5079334A (en) * 1988-05-13 1992-01-07 The Ohio State University Research Foundation Electromagnetic radiation absorbers and modulators comprising polyaniline
FI890427A (fi) * 1989-01-27 1990-07-28 Neste Oy Bruk av en elledande polymerkomposit.
WO1990008808A1 (en) * 1989-02-03 1990-08-09 University Science, Engineering & Technology, Incorporated Processable, high molecular weight polyaniline and fibers made therefrom
US5198153A (en) * 1989-05-26 1993-03-30 International Business Machines Corporation Electrically conductive polymeric

Also Published As

Publication number Publication date
EP0507676A3 (de) 1992-11-25
NO933494L (no) 1993-09-30
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NO933494D0 (no) 1993-09-30
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WO1992017995A1 (fr) 1992-10-15
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FI934282A (fi) 1993-09-29
US5416155A (en) 1995-05-16
CA2106853A1 (fr) 1992-10-03
NO309220B1 (no) 2000-12-27
EP0507676B1 (de) 1996-05-15
CA2106853C (fr) 1997-04-08
ES2086680T3 (es) 1996-07-01

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