Vol 33 No 4 化工新型材料 第33卷第4期 NEW CHE AL MATER ALS 2005年4月 玻璃纤维增强树脂基复合材料的介电特性 洪旭辉·2华幼卿 (1北京化工大学,北京100029;2北京航空材料研究院,北京100095) 摘要本文介绍了玻璃纤维增强树脂基复合材料作为电介质材料的特点及影响因素。并介绍 了低介电性能环氧树脂陂璃纤维复合材料的硏究现状以及PIFE氰酸酯树脂等高性能透波复合材 料的研究进展。 关键词复合材料,介电性能 The die lectric properties of glass fiber reinforced plastics Hong Xuhui Hua Youq mg (1. Beijing University of Chem ical Technobgy, Beijing 10002( 2 Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095) abstract The dielectric pmperties of composite were influenced by not only the structure of matrix resin, reinforcing fr ber and interface, but also temperature and moisture absoption The ideal resin structure and glass fiber for the bow dielectric composite have been discussed The devebpment of bw dielectric composite has been introduced Key words composite material, d electric property 玻璃纤维增强树脂基复合材料由于具有高比强温度和湿度强烈地影响材料的介电性能,故外界因 度、比模量,而且耐疲劳、耐腐蚀,最早用于飞机、火素对性能的影响也不容忽视 箭等,近年来在民用方面发展也很迅猛,在舰船、建 周祝林等分别研究了树脂基体、玻璃纤维和 筑和体育器械等领域得到应用,并且用量不断增加 复合材料的介电性能,认为复合材料的介电常数可 作为介质材料的玻纤增强树脂基复合材料主要用于用式(1)计算 印刷电路基板、电子包装材料、雷达天线罩等。由于 bge =v,bge(+(1-Vc Vo) bgem + vobge 雷达、移动通讯等的迅猛发展和计算机的高速发展,式中:er-玻璃纤维的介电常数;En-树脂基体的介 除要求相关的雷达罩体、基片、封装等介质材料具有电常数;E1-空气的介电常数;V-玻璃纤维的体积 高热导、高强度外,还要有低的介电常数和低的损含量;V-空隙率 耗。因为低介电常数能够缩短RC(阻抗)的延迟时 式(1)表明,复合材料的介电常数不仅与树脂和 间,从而加快信号传递的速度,减小串话和降低能量纤维本身的介电常数有关,而且与它们在复合材料 损耗。本文主要综述玻璃纤维增强树脂基复合材中的相对含量关系很大,当两者介电常数相差较大 料作为电介质材料的特点、影响因素和研究进展 时含量的影响更加显著。 1玻璃纤维增强树脂基复合材料介电性能 玻璃纤维增强树脂基复合材料主要应用频率范 的影响因素 围在MHz~30GHz 玻璃纤维增强复合材料的性能是由树脂、纤维 11树脂基体 和界面三部分决定的,因此,要讨论复合材料介电性 选择介质材料用低介电常数复合材料基体的原 能的影响因素也必须从这三方面入手。同时,由于 则是:(1)树脂分子中化学键的极性小;(2)极性化学 作者简介:洪旭辉(1964-),女,高级工程师,主要研究复合材料基体树脂配方及复合材料制造工艺 C1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAlrightsreservedhttp://www.cnki.ner© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net Vol133 No14 ·16· 化 工 新 型 材 料 NEW CHEM ICAL MATER IALS 第 33卷第 4期 2005年 4月 作者简介 :洪旭辉 (1964 - ) ,女 ,高级工程师 ,主要研究复合材料基体树脂配方及复合材料制造工艺。 玻璃纤维增强树脂基复合材料的介电特性 洪旭辉 1, 2 华幼卿 1 (1. 北京化工大学 ,北京 100029; 2. 北京航空材料研究院 ,北京 100095) 摘 要 本文介绍了玻璃纤维增强树脂基复合材料作为电介质材料的特点及影响因素。并介绍 了低介电性能环氧树脂 /玻璃纤维复合材料的研究现状以及 PTFE、氰酸酯树脂等高性能透波复合材 料的研究进展。 关键词 复合材料 ,介电性能 The dielectr ic properties of gla ss fiber re inforced pla stics Hong Xuhui 1, 2 Hua Youqing 1 (1. Beijing University of Chem ical Technology,Beijing 100029; 2. Beijing Institute of AeronauticalMaterials,Beijing 100095) Abstract The dielectric p roperties of composite were influenced by not only the structure ofmatrix resin, reinforcing fi2 ber and interface, but also temperature and moisture absorp tion. The ideal resin structure and glass fiber for the low dielectric composite have been discussed. The development of low dielectric composite has been introduced. Key words composite material, dielectric p roperty 玻璃纤维增强树脂基复合材料由于具有高比强 度、比模量 ,而且耐疲劳、耐腐蚀 ,最早用于飞机、火 箭等 ,近年来在民用方面发展也很迅猛 ,在舰船、建 筑和体育器械等领域得到应用 ,并且用量不断增加。 作为介质材料的玻纤增强树脂基复合材料主要用于 印刷电路基板、电子包装材料、雷达天线罩等。由于 雷达、移动通讯等的迅猛发展和计算机的高速发展 , 除要求相关的雷达罩体、基片、封装等介质材料具有 高热导、高强度外 ,还要有低的介电常数和低的损 耗。因为低介电常数能够缩短 RC (阻抗 )的延迟时 间 ,从而加快信号传递的速度 ,减小串话和降低能量 损耗 [ 1 ]。本文主要综述玻璃纤维增强树脂基复合材 料作为电介质材料的特点、影响因素和研究进展。 1 玻璃纤维增强树脂基复合材料介电性能 的影响因素 玻璃纤维增强复合材料的性能是由树脂、纤维 和界面三部分决定的 ,因此 ,要讨论复合材料介电性 能的影响因素也必须从这三方面入手。同时 ,由于 温度和湿度强烈地影响材料的介电性能 ,故外界因 素对性能的影响也不容忽视。 周祝林等 [ 2 ]分别研究了树脂基体、玻璃纤维和 复合材料的介电性能 ,认为复合材料的介电常数可 用式 (1)计算。 logε=Vf logεf + (1― Vf― V0 ) logεm +V0 logε1 (1) 式中 :εf - 玻璃纤维的介电常数 ;εm - 树脂基体的介 电常数 ;ε1 - 空气的介电常数 ; Vf - 玻璃纤维的体积 含量 ; V0 - 空隙率。 式 (1)表明 ,复合材料的介电常数不仅与树脂和 纤维本身的介电常数有关 ,而且与它们在复合材料 中的相对含量关系很大 ,当两者介电常数相差较大 时含量的影响更加显著。 玻璃纤维增强树脂基复合材料主要应用频率范 围在 1MHz～30GHz。 1. 1 树脂基体 选择介质材料用低介电常数复合材料基体的原 则是 : (1)树脂分子中化学键的极性小 ; (2)极性化学