Bạn biết bao nhiêu về vật liệu cách nhiệt rắn?
May 08, 2024
Vật liệu cách điện rắn là vật liệu rắn dùng để cách ly các dây dẫn có điện thế khác nhau. Vật liệu cách nhiệt rắn nói chung cũng được yêu cầu phải có vai trò hỗ trợ. So với vật liệu cách nhiệt bằng khí và vật liệu cách nhiệt lỏng, vật liệu cách nhiệt rắn có độ bền đánh thủng cao hơn nhiều do mật độ cao hơn, điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc giảm độ dày cách nhiệt.
Tổng quan Vật liệu cách điện rắn là vật liệu rắn dùng để cách ly các dây dẫn có điện thế khác nhau. Nói chung, vật liệu cách điện rắn cũng phải có vai trò hỗ trợ.
Vật liệu cách nhiệt rắn có thể được chia thành hai loại: vô cơ và hữu cơ.
So với vật liệu cách nhiệt bằng khí và vật liệu cách nhiệt bằng chất lỏng, vật liệu cách nhiệt rắn có độ bền đánh thủng cao hơn nhiều do mật độ cao hơn, điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc giảm độ dày cách nhiệt. Điện trở cách điện, hằng số điện môi và tổn thất điện môi của vật liệu cách điện rắn thay đổi trong một phạm vi rộng.
Ví dụ, điện trở cách điện của polytetrafluoroethylene có thể cao tới 1020Ω·m, có thể ngăn chặn dòng điện rò rỉ quá mức và hằng số điện môi tương đối của nó rất thấp (chỉ 2,0), khiến điện dung của vật liệu cách nhiệt rất thấp. bé nhỏ; tương ứng, gốm điện môi cao có hằng số điện môi tương đối cực cao (lên tới vài nghìn). Vì vậy, vật liệu cách nhiệt rắn có thể được lựa chọn theo các yêu cầu khác nhau.
Chất rắn vô cơ chủ yếu bao gồm mica, mica dạng bột và các sản phẩm mica, thủy tinh, sợi thủy tinh và các sản phẩm của chúng, cũng như sứ điện, màng alumina, v.v. Chúng chịu được nhiệt độ cao, không dễ bị lão hóa và có độ bền cơ học đáng kể. Một số trong số chúng, chẳng hạn như sứ điện, có giá thành thấp và chiếm một vị trí nhất định trong ứng dụng. Nhược điểm của vật liệu cách nhiệt rắn vô cơ là chúng có hiệu suất xử lý kém và không dễ dàng thích ứng với yêu cầu đúc của thiết bị điện đối với vật liệu cách nhiệt.
Các sản phẩm mica và mica dạng bột có khả năng chống corona lâu dài và là thành phần quan trọng trong kết cấu cách điện của thiết bị cao áp. Chúng cũng có thể được sử dụng trong các tình huống nhiệt độ cao.
thủy tinh
Quá trình sản xuất thủy tinh đơn giản hơn so với gốm sứ và có thể được sử dụng để chế tạo chất cách điện. Sợi thủy tinh có thể được làm thành lụa, vải và băng keo. Nó có khả năng chịu nhiệt cao hơn nhiều so với sợi hữu cơ và đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển cấu trúc cách nhiệt ở nhiệt độ cao.
Sản phẩm sứ điện có khả năng chống phóng điện cực tốt và độ bền cơ học nhất định nên đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng truyền tải và phân phối điện cao áp. Sau nhiều năm nghiên cứu, các giống có độ bền cơ học cao, khả năng chịu nhiệt độ cao và hằng số điện môi cao đã được phát triển.
Vào thế kỷ 19, chất rắn hữu cơ chủ yếu là tự nhiên, như giấy, bông, lụa, cao su và dầu thực vật có thể chữa được. Những vật liệu này linh hoạt, có thể đáp ứng các yêu cầu của quy trình ứng dụng và dễ dàng có được. Kể từ thế kỷ 20, sự xuất hiện của vật liệu polymer tổng hợp đã làm thay đổi căn bản diện mạo của vật liệu cách điện rắn.
Bakelite lần đầu tiên được sử dụng làm vật liệu cách điện. Sau đó, polyetylen và polystyrene xuất hiện. Do hằng số điện môi và tổn thất điện môi cực nhỏ, chúng đáp ứng các yêu cầu về tần số cao và thích ứng với sự phát triển của các công nghệ mới như radar. Nhựa silicon kết hợp với vải thủy tinh có độ kiềm thấp giúp cải thiện đáng kể mức độ chịu nhiệt của động cơ và các thiết bị điện. Dây tráng men làm bằng polyvinyl chính thức làm nền sơn đã mở ra triển vọng rộng lớn cho dây tráng men, thay thế dây bọc lụa và dây bọc sợi. Độ dày của màng polyester chỉ vài chục micron.
Sử dụng nó để thay thế giấy và vải ban đầu giúp cải thiện đáng kể các chỉ số kinh tế kỹ thuật của động cơ và thiết bị điện. Việc sử dụng giấy sợi polyaramid, màng polyester và màng polyimide làm cho cấp độ chịu nhiệt của lớp cách nhiệt khe động cơ lần lượt trở thành F và H (xem cấp độ chịu nhiệt cách nhiệt và thử nghiệm lão hóa nhiệt). Đã có những phát triển tương tự về vật liệu đàn hồi, chẳng hạn như cao su silicon chịu nhiệt, cao su nitrile chịu dầu và sau đó là cao su flo, cao su ethylene-propylene, v.v.
