屏蔽层的低温脆化温度范围因材料而异,常见材料及其脆化温度范围如下:
一、金属屏蔽层
纯铝
脆化温度:无明确低温脆化点,但低温下易生成白色氧化铝粉末,导致接触电阻增大。
适用场景:需避免在潮湿或盐雾环境中使用,低温性能受氧化影响显著。
镀锡铜
脆化温度:镀层本身无低温脆化问题,但基材铜在极端低温下可能因热胀冷缩导致接触不良。
适用场景:适用于-40℃以上环境,需配合耐低温基材使用。
不锈钢(如304、316L)
脆化温度:无明确低温脆化点,耐低温性能优异。
适用场景:极地科考、海洋环境等极端低温场景。
二、塑料/橡胶屏蔽层
聚氯乙烯(PVC)
脆化温度:-20℃至-30℃(普通型),耐寒型可达-10℃。
问题:低温下易开裂,施工温度需在0℃以上。
改进方案:选用耐寒型PVC或丁腈复合护套,施工温度可降至-10℃。
交联聚乙烯(XLPE)
脆化温度:-40℃以下。
优势:耐低温性能优异,适用于-40℃环境。
应用:高压电缆护套、低温工业控制设备。
聚四氟乙烯(PTFE)
脆化温度:-80℃以下。
优势:耐低温、耐化学腐蚀,适用于极端低温环境。
局限:成本较高,机械强度略低。
硅橡胶
脆化温度:-60℃至-120℃。
优势:耐低温、弹性好,适用于移动或半移动电缆。
应用:低温动态弯曲场景(如机器人电缆)。
三、复合材料屏蔽层
镀层金属丝+塑料/橡胶复合
脆化温度:取决于外层材料(如XLPE护套可达-40℃)。
优势:结合金属导电性和塑料耐腐蚀性。
应用:海洋风电、冷链物流等场景。
PI(聚酰亚胺)基材
脆化温度:普通PI玻璃化转变温度约-30℃,低温韧性PI(如杜邦Kapton® CR)可达-60℃。
优势:耐高温、耐低温、耐辐射,适用于卫星通信终端。
应用:极地科考、航空航天等极端环境。
四、实际应用中的低温脆化问题
工业控制PCB
问题:普通FR-4基材在-40℃时抗弯曲强度下降40%,易开裂。
解决方案:选用改性FR-4(Tg≥150℃,-40℃抗弯曲强度≥120MPa)或PI基材。
柔性PCB
问题:普通PI在-40℃下100次弯折后开裂率达30%。
解决方案:选用低温韧性PI(如杜邦Kapton® CR),-40℃下1000次弯折无断裂。
电缆屏蔽层
问题:PVC电缆在-15℃以下易开裂,XLPE电缆可耐-40℃。
解决方案:根据环境温度选择电缆类型,如极地地区选用XLPE或硅橡胶电缆。
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