تاثیر اندازه حفره‌ها و توزیع اندازه حفره‌ها بر ثابت دی الکتریک اسفنج پلی استایرن انبساطی

پلیمرها کمترین ثابت‌ دی‌الکتریک را در بین مواد دارا هستند زیرا بطور عمده فاقد ممان دوقطبی مغناطیسی، ساختار غیرقطبی الکتریکی، ریزساختار بی‌شکل و وزن مخصوص کم (تراکم مولکولی کمتر) هستند. این خواص پلیمرها باعث شده به شدت مورد توجه صنایع برق، مخابرات و ارتباطات قرار گیرند. همچنین تهیه اسفنج از مواد پلیمری، روشی بسیار موثر برای کاهش بیشتر ثابت دی‌الکتریک آن‌ها است. فناوری تهیه مواد با ثابت‌های دی‌الکتریک دلخواه در طراحی و ساخت تجهیزات مخابراتی از جمله بازتابنده‌ها، لنزهای فرنل و لوئنبرگ و غیره کاربرد دارد. هدف این مقاله بررسی تاثیر مورفولوژی اسفنج‌های پلی‌استایرن انبساطی بر ثابت دی‌الکتریک می‌باشد که نسبت چگالی جریان جابجایی امواج الکترومغناطیس به چگالی جریان هدایتی امواج درمحیط تلف‌دار است. نمونه‌های اسفنج پلی‌استایرن انبساطی با میزان تخلخل، ضخامت دیواره حفره‌ها، میانگین اندازه حفره‌ها متفاوت و همگنی و ناهمگنی با استفاده از کوره تهیه شد و ساختار حفره‌ها، مشخصات دی‎الکتریک اسفنج‌ها به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی، دستگاه تحلیل‌گر شبکه‌ای برداری و آنتن شیپوری لنزدار با استفاده از روش اندازه‌گیری دی‌الکتریک به روش فضای آزاد بررسی شدند. اثر اندازه حفره اسفنج‌های پلی‌استایرن در چگالی‌های برابر و متفاوت بر ثابت دی‌الکتریک در این مقاله بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد، میانگین قطر حفره‌ها در چگالی‌های متفاوت با افزایش چگالی، افزایش نشان می‌دهد و ثابت دی‎الکتریک نیز افزایش می یابد. بدین صورت که، با افزایش چگالی ، میانگین اندازه حفره های اسفنج افزایش می یابد و ثابت دی الکتریک و ضریب اتلاف روند افزایشی دارد، اما در تخلخل و چگالی برابر افزایش میانگین اندازه حفره های اسفنج باعث کاهش ثابت دی الکتریک و ضریب تلفا ت می شود. همچنین مشخص شده است، ثابت دی الکتر یک و ضریب تلفات نمونه همگن از نمونه ناهمگن کمتر است.

effect of cell size and cell distribution on dielectric constant of expanded polystyrene foam

polymers have the lowest dielectric constant among materials because they mainly lack magnetic dipole moment، electric non polar structure، amorphous microstructure and low specific weight (lower molecular density). these properties of polymers have caused them to be highly regarded by the electricity، telecommunication and communication industries. also، preparing foams from polymer materials is a very effective way to further reduce their dielectric constant. the technology of preparing materials with desired dielectric constants is used in designing and manufacturing telecommunication equipment، including reflectors، fresnel and luenberg lenses، etc. the purpose of this article is to investigate the effect of the morphology of expanded polystyrene foams on the dielectric constant، which is the ratio of the displacement current density of electromagnetic waves to the conduction current density of waves in a lossy medium. expanded polystyrene foam samples with different porosity، cavity wall thickness، average cavity size، and homogeneity and heterogeneity were prepared using an oven، and the structure of cavities، dielectric characteristics of foams were analyzed with scanning electron microscope، vector network analyzer، respectively. and lensed trumpet antenna were investigated using dielectric measurement method in free space method. the effect of the size of the diameter of the holes of polystyrene foams in equal and different densities on the dielectric constant was investigated in this article. the results show that in expanded polystyrene foams، the dielectric constant does not necessarily decrease with the increase in the size of the sponge cavities، but sometimes the dielectric constant increases، so that، with the increase in density، the average size of the sponge cavities increases and the dielectric constant and the loss coefficient it has an increasing trend، but at porosity and density equal to the increase in the average size of the foam cavities، it causes a decrease in the dielectric constant and the loss coefficient. it has also been determined that the dielectric constant and loss coefficient of the homogeneous sample is lower than that of the heterogeneous sample.