雙向聚酰亞胺(PI)薄膜是一種高性能絕緣材料,其絕緣性能優良,在電氣電子領域具有廣泛應用。以下從多個維度詳細解析其絕緣性能特點:
一、核心絕緣性能指標
1.擊穿場強(電氣強度)
雙向 PI 薄膜的擊穿場強通常在 200~400 kV/mm 之間(具體數值與薄膜厚度、測試條件相關),顯著高于多數有機絕緣材料(如聚酯薄膜約 100~200 kV/mm)。
即使在高頻、高壓環境下,仍能保持穩定的絕緣強度,適用于高電壓設備(如電機、電纜、變壓器)的絕緣層。
2.體積電阻率與表面電阻率
體積電阻率:≥101? Ω?cm,幾乎不導電,可有效阻止電流通過材料內部。
表面電阻率:≥101? Ω,不易因表面污染或潮濕導致漏電,適合潮濕、粉塵等惡劣環境。
3.介電常數與介質損耗
在 1MHz 頻率下,介電常數約為 3.0~3.5(低介電特性有利于減少信號傳輸損耗)。
介質損耗角正切值(tanδ)≤0.005,表明材料在高頻電場中能量損耗較低,適用于高頻電子器件(如 5G 通信、微波元件)。
二、絕緣性能的環境適應性
1.耐高溫與耐低溫穩定性
工作溫度范圍寬(-269℃~+260℃),在高溫下(如 200℃以上)仍能保持絕緣性能不顯著下降,而低溫環境下不會因脆化導致絕緣失效,適合極端溫度場景(如航天、深海設備)。
2.耐化學腐蝕與耐輻射性
耐酸、堿、有機溶劑等化學介質侵蝕,不易被電解液、潤滑油等物質破壞絕緣層。
抗 γ 射線、X 射線等輻射能力強,在核工業、太空環境中仍能維持絕緣性能,優于普通塑料薄膜。
3.耐潮濕與耐電弧性
吸水率低(<1%),潮濕環境中體積電阻率下降幅度小,不易因受潮導致絕緣擊穿。
耐電弧性≥180 秒(即電弧作用下材料表面形成導電通道的時間長),可減少高壓放電對絕緣層的破壞。
三、結構與工藝對絕緣性能的影響
1.雙向拉伸工藝的優勢
通過雙向拉伸(橫向與縱向),薄膜分子鏈排列更規整,結晶度提高,減少內部缺陷(如氣孔、雜質),從而進一步提升擊穿場強和尺寸穩定性,避免因應力集中導致絕緣薄弱點。
2.薄膜厚度均勻性
高質量雙向 PI 薄膜厚度公差可控制在 ±1% 以內,厚度均勻性直接影響電場分布,避免局部場強過高導致擊穿,適用于精密電子器件的薄層絕緣。
3.典型應用場景
電機與變壓器:作為槽絕緣、匝間絕緣材料,承受高電壓與高溫環境(如新能源汽車驅動電機、干式變壓器)。
柔性電路板(FPC):用作絕緣基底,滿足高頻信號傳輸與彎折可靠性要求。
電纜與電線:高壓電纜的絕緣層,或耐高溫導線的包覆材料。
航天與軍工:衛星電子設備、火箭發動機的絕緣部件,適應極端溫度與輻射環境。