电缆的绝缘和护套材料的特性分析

如要确保高质量的稳定信号，须对电缆的绝缘和护套材料特性进行评估，因为这些属性对于电缆能否适应严格要求起着决定性的作用。
信号电缆所采用的电介质材料不但影响到信号的完整性，而且也影响到电缆的耐用性。外护套所采用的材料影响到电缆的耐压性和耐磨性。护套材料应能抵抗所有外在的影响因素(比如：温度、摩擦、液体和气体)，才能保护电缆里面的导体。有很多材料都可用于制作电缆的绝缘体和护套，其中很多材料均有各自的特定用途。因为每种材料有着各自的属性，其中有些材料更适用于设计微波电缆，以满足特定环境要求。

  A. 硅胶
  硅胶(表I)主要用于电缆护套，在低温环境下仍能保持高柔韧性。但是，它易断，而且其粘性表面会产生比较高的摩擦力，所以不适合洁净室环境。硅胶的抗拉伸强度和抗撕裂强度比较低，因此使用此种材料制作的护套比其他材质更厚。可以通过某些表面处理的方法降低摩擦系数，但是随着时间的推移，这些处理会被渐渐磨损掉。硅胶具有极好的耐辐射性，但是可用于制作电缆护套的硅胶等级已众所周知，因为在真空应用中，比如热真空舱的应用中，会产生硅油泄漏。如果还需要考虑重量因素，那么硅胶就不是最佳选择。如果重点在于其柔韧性而不在于重量，则硅胶是一个理想选择。但是，处理硅胶电缆内的导体需要更多人工，从而导致更高的终端接头装配成本。


  B. 聚氨酯
  聚氨酯(表II)是一种很好的护套材料，但是由于耐电压性能比其他材料低，而不用作绝缘。有无卤素等级可供选择。机械性上，聚氨酯柔性好，它非常抗击穿、抗磨损。对阻燃性的处理不会降低它的柔性，但是，柔性更好的等级往往有粘性或发粘，从而导致更高的摩擦系数。环境方面，聚氨酯抗溶剂、紫外线、辐射和霉菌。聚氨酯的温度范围不宽，在-40℃左右变得易碎，其温度上限为100℃左右。而且聚氨酯不抗化学清洗剂。

  C. 聚乙烯
  聚乙烯(表III)最适用于导体绝缘，由于聚乙烯护套比较硬，对电缆的柔韧性有影响。聚乙烯和泡沫材料一起使用时，具有很好的介电属性。从机械力学角度来说，高分子重量的聚乙烯具有耐磨损和低摩擦的特点，但相对于其他材料来说，它还是显得比较硬。与聚氨酯一样，聚乙烯的应用温度范围也很小，很难将防化材料和聚乙烯材质的电缆护套相结合。聚乙烯的机械属性在阻燃处理后会降低。

D. 含氟聚合物
  氟化乙丙烯 (FEP)、过氟烷氧基 (PFA) 和聚四氟乙烯 (PTFE) 等含氟聚合物均是很好的护套材料(表 IV)，尤其适用于失效成本很高的应用环境。在所有绝缘材料中，含氟聚合物材料的耐压性最高。含氟聚合物可以承受极端的温度，但是每种材料有自己的应用温度范围：氟化乙丙烯(FEP) 可以耐受从 -250°C 到150°C的温差变化，而过氟烷氧基 (PFA) 则可以耐受从 -250°C 到 200°C的温差变化。聚四氟乙烯(PTFE) 在从低温到260°C的情况下也不会丧失其柔韧性 。含氟聚合物耐化学物品、酸和腐蚀性物品，同时它们均为不可燃物品。聚四氟乙烯和其聚合物还具有低脱气的优点，这对超高真空 (UHV) 环境尤为重要。多数含氟聚合物都是柔韧的，但是和耐温性能一样，其柔韧度会依据不同材料变化而有所差异。过氟烷氧基最硬，其次是氟化乙丙烯和聚四氟乙烯。同时，采用聚四氟乙烯制成的护套的柔韧度最好。在电介质、护套、导体和遮蔽线中添加任何成分将会导致真空脱气。当这些材料脱气时，微粒物质会凝固在制冷器表面，这也是在应用领域中最常见的。在人造卫星上，从电缆中释放的硅油或其他润滑剂可使光学器件变得模糊不清。聚四氟乙烯具有化学惰性，不含有添加剂、油、润滑油或增塑剂，因此在真空环境下是最佳材料。

 对于严格环境下应用的电缆，其失效造成的后果将会很严重。因此，确保电缆在使用寿命内的电气和机械性能完整性至关重要。要做好这点，首先要理解危害电缆性能的因素;针对这些因素选择正确的材料;并且通过电气、机械和环境方面的测试来验证电缆的可靠性。