คุณรู้เกี่ยวกับวัสดุฉนวนแข็งมากแค่ไหน?

วัสดุฉนวนแข็งเป็นวัสดุแข็งที่ใช้แยกตัวนำที่มีศักยภาพต่างกัน โดยทั่วไปแล้ววัสดุฉนวนแข็งจะต้องมีบทบาทสนับสนุนด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนแก๊สและวัสดุฉนวนของเหลว วัสดุฉนวนแข็งมีความแข็งแรงในการแตกตัวที่สูงกว่ามากเนื่องจากมีความหนาแน่นสูงกว่า ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดความหนาของฉนวน

ภาพรวม วัสดุฉนวนแข็งคือวัสดุแข็งที่ใช้แยกตัวนำที่มีศักยภาพต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว วัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งจะต้องมีบทบาทสนับสนุนด้วย

วัสดุฉนวนแข็งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อนินทรีย์และอินทรีย์

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุฉนวนแก๊สและวัสดุฉนวนของเหลว วัสดุฉนวนแข็งมีความแข็งแรงในการแตกตัวที่สูงกว่ามากเนื่องจากมีความหนาแน่นสูงกว่า ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดความหนาของฉนวน ความต้านทานของฉนวน ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก และการสูญเสียอิเล็กทริกของวัสดุฉนวนแข็งแตกต่างกันไปในช่วงกว้าง

ตัวอย่างเช่น ความต้านทานของฉนวนของโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนสามารถสูงถึง 1020Ω·m ซึ่งสามารถป้องกันกระแสรั่วไหลมากเกินไป และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ของมันต่ำมาก (เพียง 2.0 เท่านั้น) ทำให้ความจุของฉนวนสูงมาก เล็ก; เซรามิกอิเล็กทริกสูงมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์ที่สูงมาก (มากถึงหลายพัน) ดังนั้นจึงสามารถเลือกวัสดุฉนวนแข็งได้ตามความต้องการที่แตกต่างกัน

ของแข็งอนินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไมกา ไมก้าที่เป็นผงและผลิตภัณฑ์ไมกา แก้ว ใยแก้ว และผลิตภัณฑ์ของพวกเขา เช่นเดียวกับพอร์ซเลนไฟฟ้า ฟิล์มอลูมินา ฯลฯ พวกมันทนทานต่ออุณหภูมิสูง ไม่แก่ง่าย และมีความแข็งแรงเชิงกลมาก บางส่วนเช่นเครื่องลายครามไฟฟ้ามีต้นทุนต่ำและครองตำแหน่งที่แน่นอนในการใช้งาน ข้อเสียของวัสดุฉนวนแข็งอนินทรีย์คือมีประสิทธิภาพในการประมวลผลต่ำ และไม่สามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการขึ้นรูปของอุปกรณ์ไฟฟ้าสำหรับวัสดุฉนวนได้ง่าย

ไมกาและไมกาแบบผง

ผลิตภัณฑ์ไมกาและไมก้าชนิดผงมีความต้านทานโคโรนาในระยะยาว และเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงสร้างฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูงได้อีกด้วย

กระจก

กระบวนการของแก้วนั้นง่ายกว่ากระบวนการเซรามิกและสามารถใช้ทำฉนวนได้ ใยแก้วสามารถทำเป็นผ้าไหม ผ้า และเทปได้ มีความต้านทานความร้อนได้สูงกว่าเส้นใยอินทรีย์มากและมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโครงสร้างฉนวนที่อุณหภูมิสูง

เครื่องลายครามไฟฟ้า

ผลิตภัณฑ์เครื่องเคลือบดินเผาไฟฟ้ามีความต้านทานการปล่อยประจุที่ดีเยี่ยมและมีความแข็งแรงเชิงกล ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านการส่งและจ่ายพลังงานไฟฟ้าแรงสูง หลังจากการวิจัยหลายปี ก็ได้พัฒนาพันธุ์ที่มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง

ในศตวรรษที่ 19 ของแข็งอินทรีย์ส่วนใหญ่มาจากธรรมชาติ เช่น กระดาษ ฝ้าย ผ้าไหม ยาง และน้ำมันพืชที่รักษาได้ วัสดุเหล่านี้มีความยืดหยุ่น สามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการสมัคร และได้มาง่าย ตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 การเกิดขึ้นของวัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์ได้เปลี่ยนรูปลักษณ์ของวัสดุฉนวนแข็งโดยพื้นฐาน

Bakelite ถูกใช้ครั้งแรกเป็นวัสดุฉนวน ต่อมามีโพลีเอทิลีนและโพลีสไตรีนปรากฏขึ้น เนื่องจากมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและการสูญเสียอิเล็กทริกน้อยมาก จึงตอบสนองความต้องการของความถี่สูงและปรับให้เข้ากับการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ เช่น เรดาร์ เรซินซิลิโคนผสมกับผ้าแก้วอัลคาไลต่ำช่วยเพิ่มระดับการทนความร้อนของมอเตอร์และเครื่องใช้ไฟฟ้าได้อย่างมาก ลวดเคลือบที่ทำจากโพลีไวนิลฟอร์มาลเป็นสีรองพื้นได้เปิดโอกาสอย่างกว้างขวางสำหรับลวดเคลือบ แทนที่ลวดที่หุ้มด้วยไหมและลวดที่หุ้มด้วยเส้นด้าย ความหนาของฟิล์มโพลีเอสเตอร์มีเพียงไม่กี่สิบไมครอน

การใช้มันเพื่อทดแทนกระดาษและผ้าเดิมช่วยปรับปรุงตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของมอเตอร์และเครื่องใช้ไฟฟ้าได้อย่างมาก การใช้กระดาษใยโพลีอะรามิด ฟิล์มโพลีเอสเตอร์ และฟิล์มโพลีอิไมด์ทำให้เกรดความต้านทานความร้อนของฉนวนช่องมอเตอร์กลายเป็น F และ H ตามลำดับ (ดูเกรดความต้านทานความร้อนของฉนวนและการทดสอบการเสื่อมสภาพจากความร้อน) มีการพัฒนาวัสดุอีลาสโตเมอร์ที่คล้ายกัน เช่น ยางซิลิโคนทนความร้อน ยางไนไตรล์ทนน้ำมัน และต่อมาคือยางฟลูออรีน ยางเอทิลีนโพรพิลีน เป็นต้น