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[航天航空] 二氧化硅电缆的特点和应用

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发表于 2012-1-5 12:58:59 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏苏州

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如附件所述,此电缆用在航空航天领域

SIO2电缆的特点和应用.pdf

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 楼主| 发表于 2012-1-5 13:05:05 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
结构和特点
7 c/ j$ T2 X9 X0 }, o; v
% p& m, N$ e# f9 n# A- e  B/ F9 }(一)典型二氧化硅同轴RF电缆结构: / F* s5 a* B* i/ `" V6 q0 Y( ?1 d
•  内导体:高纯无氧铜或其他导体材料
1 U* v  Z3 ?2 M•  绝缘 :高发泡低损耗二氧化硅(SiO2),二氧化硅发泡度超过80%! P/ i; r& \% K' K
•  外导体:高纯无缝无氧铜管 - s. Q' ^7 `5 W1 q1 z
•  护套:特殊不锈钢或钛金属 . G' G3 L. m7 C8 Y

! v& }  [2 Q! D; z$ r8 b- q0 B" `+ Y& I(二)其余的结构(多导体电缆,三同轴)
2 S4 w6 k; P4 ~* O, G% ^* k  : u  B2 a0 T- ~8 Z6 Q. l; ^
! F, P# _5 M+ y# Z3 L7 n3 R1 g- n
(三)特点介绍. h; m* R8 h0 O! \
- I6 S* x( h2 c0 Y8 {
(1)无出其右的耐环境和高可靠性。
7 Y- t- d8 n+ i9 L7 ]5 m•  很宽的温度工作范围:-273℃至+1000℃,特高温结构甚至可以达到+1300℃,短时间内,温度可以承受更高!
0 _$ ?( j, _, t  Y/ `  x•  最高级别的耐辐射性能,适合于核反应堆的核岛内(1E级K1,K2类)和外太空的强辐射环境,耐辐射指标>>>。9 i3 C5 u; X! M. E
•  抗化学腐蚀性,不锈钢护套电缆对于盐雾,液压油,航空煤油,环氧清除剂等有很好的抵抗性。# X! V# j- T2 c9 u0 F
•  恶劣环境中的寿命:40年-60年!(见NRC的报告,第501页)。
' h4 o: @: D$ \! j•  无机械和电气老化特性。
( ~$ S0 a5 B* I4 \•  工作海拔高度:无限制。
, `/ J) q% c8 `$ d: [8 ~- Y2 | 6 P# a9 ]% s+ }$ g* a
(2)卓越的电性能。
- d7 j2 m$ p8 B' t2 l•  特殊工艺生产的高发泡度(大于80%)二氧化硅绝缘层,使得介质损耗很低:介电常数只有1.56 ! 可以减低信号的衰减和损耗,同时也降低了电容,增加了传输速率(达到光速的80%)。
: ?- W' I2 l; Y% C! n* \•  能承受极高的射频传输功率:是同尺寸普通PTFE电缆的5-20倍,是目前世界上承受功率最高的电缆。
' N" J" y! G  e& c, d* w•  很高的屏蔽性能:屏蔽衰减可以达到120dB以上,抗干扰性能非常优异。) I$ k" B* ^8 G* E* H5 C7 U" |
•  很高的衰减稳定性,见下页指标介绍。
' L$ [9 p* A/ t•  很高的相位稳定性,见下页指标介绍。
( |" O  [2 O8 j( f•  宽频带:可从0到40GHz,甚至更高。. |; m+ _* {5 h
•  低噪音。3 \9 o# v- [+ X6 x
. g3 T& G* e6 I8 }5 E# y& E1 [
5 W1 H& T" a5 m- J# j3 c' ^3 |# Y
(3)出色的机械性能指标。$ B8 b' F6 U  C: X
•  重量轻,比通常的有机塑料电缆节省30%至85%的重量。
4 @8 L4 i8 @7 ^$ N, G•  柔软性好,虽然都是管状半刚电缆,但因为可以采用完全的软化退火,所以柔软性能和浸锡的半柔电缆相当。# @9 u# Z& H+ Q1 J( H
•  因为使用最简单的结构,所以在同等性能指标下直径更小,而且弯曲半径也更小(1.5D,D为电缆外经),更容易装在狭小的空间。
0 ]/ c- ^' X8 c/ [1 ]•  高抗拉强度:根据不同的直径,可以承受从45至225公斤的拉力。 因为二氧化硅(SiO2)电缆组件的连接方式是激光焊接的熔融全密封结构,而且电缆使用金属护套,所以有极高的强度,能长时间承受目前飞行器的所有飞行状态。
' E$ e" h4 ~7 V* a2 U•  可承受20,000磅/平方英寸的压强。
1 r/ W& `* A* s0 s•  绝缘无温度膨胀特性,无冷变形。% B! L2 _1 c% D3 }& v- G
•  高抗震性,能承受的加速度为: 45g( 地面 ) 或 110 g( 太空 ) 。
8 |; w8 \! i  q& l! L•  高抗磨性能,不锈钢的外护套能承受更高的摩擦力。
* P$ t6 O0 D/ i' W•  高密封性能, 二氧化硅(SiO2)电缆 的接头使用玻璃密封接头,接头和电缆是激光焊接的熔融全密封结构,所以该电缆组件也是目前所有电缆中密封性能最好的。
( Z9 ^* E1 R" N3 O : I4 o: Y! x- S2 h6 s' Z
(4)电缆规格和连接器有多中选择,满足各种类型的用途。
1 i7 `8 \5 w6 h, U5 Y. K2 D. y( h•  电缆外径尺寸从1.19mm到13.51mm。特殊的规格能专门定做!; u$ M" j/ E- H- j
•  电缆连接器的类型很广泛,目前常用的类型都有。
* l1 ]0 d' b6 R' l: J3 S+ [& U
/ s; n9 T8 P* I9 F# H2 R9 w8 G   - S8 F5 _( N7 Z  [& }' K+ g8 I
规格和性能3 j9 P, l) ?* Q8 s: `& {4 n. \
+ }+ d0 U) H+ j' O; j
11! y; [$ [" [3 x9 h$ E
(一)二氧化硅电缆的分类,规格及指标:
3 g' j) {! v# c! p( y& L) E因为二氧化硅电缆的应用场合都是每个特殊的项目,所以几乎都是特殊定做的规格,但大约分为以下的类别,但有时会是不同类别要求的集合:, l! z1 |4 a8 J. {- C$ W2 O
1.射频(RF)同轴传输,通常用于微波高频传输,要求低损耗,低驻波,高稳相,大功率,高屏蔽等。1 M$ g3 H$ N3 ^; y6 w
2.航空器电缆,通常是要求小体积,重量轻,高可靠等.
: x. u2 H! X" k5 {' ?5 k3.航天用途,如卫星,火箭,外太空探测飞船等,除要求体积重量小外,还有耐太空辐射,气密封等要求.) h! R  x0 J: i7 B
4.核电站电缆,通常是安全壳内的核岛使用,需要通过严格的老化和耐辐射等测试,要求高可靠,长寿命.
9 O) l* \. v5 n+ v) V9 E. o5.耐火电缆,对在火灾时和以后的整个过程有很高生存能力,确保在火灾的过程仍然能够可靠传输信号和能量.. f8 n1 N, H9 ^) x! q! W  |
6.涡轮喷气发动机(航空发动机,燃气轮机)用途,要能高温低温和强震动下仍然可以可靠传输控制信号等.
+ |4 O( O, G, A7.特殊传感器连接电缆,要求高可靠,低损耗,低噪音等场合.
( b* U1 F% h. n( U, Z8.其他....
' A6 W' E5 X% m% }) {0 O3 M
/ `4 b5 z9 i5 M& H因为在不同的场合要求差异很大,所以都会是单独设计和生产,以100%满足特定的要求,下面的规格书和性能指标是针对射频(RF)同轴传输用途的,当然其他场合可能也会有使用.
5 Y2 t2 r' h$ s3 H/ i7 L% G ( n+ D# ^  o# X
(二)电缆测试指标图:- Y0 q( E2 F6 d6 ~  I

% h& B7 g: a; z! a' u4 F, k8 y  |     衰减vs温度 (稳定性测试)" j. d7 f& z" C/ E

9 v& V( g5 C# c# I/ `; K 8 q  X5 y! t. {" |8 [5 Q. T

: s% b  }) d9 S1 ~. a   所有RF电缆规格的衰减测试曲线# j$ T# T# Q3 p$ C, T7 \- b7 o
  0 |6 Y/ H$ ?1 v1 e8 C& ?, M
+ Y" z3 n# D' A' G
) K, Y- S" p0 z) M+ G" J
电缆相位稳定性测试
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