ماذا تعرف عن المواد العازلة الصلبة؟
May 08, 2024
المواد العازلة الصلبة هي مواد صلبة تستخدم لعزل الموصلات ذات الإمكانات المختلفة. مطلوب بشكل عام أيضًا أن يكون للمواد العازلة الصلبة دور داعم. بالمقارنة مع المواد العازلة الغازية والمواد العازلة السائلة، فإن المواد العازلة الصلبة لديها قوة انهيار أعلى بكثير بسبب كثافتها العالية، والتي لها أهمية كبيرة في تقليل سمك العزل.
نظرة عامة المواد العازلة الصلبة هي مواد صلبة تستخدم لعزل الموصلات ذات الإمكانات المختلفة. بشكل عام، يجب أيضًا أن يكون للمواد العازلة الصلبة دور داعم.
يمكن تقسيم المواد العازلة الصلبة إلى فئتين: غير عضوية وعضوية.
بالمقارنة مع المواد العازلة الغازية والمواد العازلة السائلة، فإن المواد العازلة الصلبة لديها قوة انهيار أعلى بكثير بسبب كثافتها العالية، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لتقليل سمك العزل. تختلف مقاومة العزل وثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي للمواد العازلة الصلبة على نطاق واسع.
على سبيل المثال، يمكن أن تصل مقاومة العزل لبولي تترافلوروإيثيلين إلى 1020Ω·m، والتي يمكن أن تمنع التسرب المفرط للتيار، وثابت العزل الكهربائي النسبي منخفض جدًا (2.0 فقط)، مما يجعل سعة العزل للغاية صغير؛ في المقابل، يحتوي السيراميك عالي العزل الكهربائي على ثوابت عازلة عالية جدًا (تصل إلى عدة آلاف). ولذلك، يمكن اختيار المواد العازلة الصلبة وفقا لمتطلبات مختلفة.
تشمل المواد الصلبة غير العضوية بشكل أساسي الميكا، ومسحوق الميكا ومنتجات الميكا، والزجاج، والألياف الزجاجية ومنتجاتها، بالإضافة إلى الخزف الكهربائي، وأغشية الألومينا، وما إلى ذلك. وهي مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة، وليس من السهل أن تتقادم، ولها قوة ميكانيكية كبيرة. بعضها، مثل الخزف الكهربائي، منخفض التكلفة ويحتل مكانة معينة في التطبيقات. عيب المواد العازلة الصلبة غير العضوية هو أن أداء المعالجة ضعيف ولا تتكيف بسهولة مع متطلبات صب المعدات الكهربائية للمواد العازلة.
تتمتع منتجات الميكا والميكا المسحوقة بمقاومة طويلة الأمد للإكليل وهي مكون مهم في هيكل العزل للمعدات ذات الجهد العالي. ويمكن استخدامها أيضًا في حالات درجات الحرارة المرتفعة.
زجاج
تعتبر عملية الزجاج أبسط من عملية السيراميك ويمكن استخدامها لصنع العوازل. يمكن تحويل الألياف الزجاجية إلى حرير وقماش وشريط. تتمتع بمقاومة للحرارة أعلى بكثير من الألياف العضوية وتلعب دورًا مهمًا في تطوير الهياكل العازلة عند درجات الحرارة المرتفعة.
تتميز منتجات الخزف الكهربائي بمقاومة ممتازة للتفريغ وقوة ميكانيكية معينة، لذلك فهي مناسبة بشكل خاص لتطبيقات نقل وتوزيع الطاقة ذات الجهد العالي. بعد سنوات من البحث، تم تطوير أصناف ذات قوة ميكانيكية عالية، ومقاومة درجات الحرارة العالية، وثابت العزل الكهربائي العالي.
في القرن التاسع عشر، كانت المواد الصلبة العضوية طبيعية بشكل أساسي، مثل الورق والقطن والحرير والمطاط والزيوت النباتية القابلة للمعالجة. تتميز هذه المواد بالمرونة، ويمكن أن تلبي متطلبات عملية التقديم، ويسهل الحصول عليها. منذ القرن العشرين، أدى ظهور مواد البوليمر الاصطناعية إلى تغيير جذري في مظهر المواد العازلة الصلبة.
تم استخدام الباكليت لأول مرة كمادة عازلة. في وقت لاحق، ظهر البولي ايثيلين والبوليسترين. نظرًا لثبات العزل الكهربائي الصغير جدًا وفقدان العزل الكهربائي، فقد استوفت متطلبات الترددات العالية وتكيفت مع تطوير تقنيات جديدة مثل الرادار. راتينج السيليكون مع قطعة قماش زجاجية منخفضة القلوية يحسن بشكل كبير مستوى مقاومة الحرارة للمحركات والأجهزة الكهربائية. لقد فتحت الأسلاك المطلية بالمينا المصنوعة من مادة البولي فينيل الرسمية كقاعدة طلاء آفاقًا واسعة للأسلاك المطلية بالمينا، لتحل محل الأسلاك المغطاة بالحرير والأسلاك المغطاة بالغزل. يبلغ سمك طبقة البوليستر بضع عشرات من الميكرونات فقط.
استخدامه لاستبدال الورق والقماش الأصلي يحسن بشكل كبير المؤشرات الفنية والاقتصادية للمحركات والأجهزة الكهربائية. إن استخدام ورق ألياف بولي أراميد، وفيلم بوليستر، وفيلم بوليميد يجعل درجات مقاومة الحرارة لعزل فتحة المحرك تصبح F وH على التوالي (انظر درجة مقاومة العزل للحرارة واختبار الشيخوخة الحرارية). كانت هناك تطورات مماثلة في المواد المرنة، مثل مطاط السيليكون المقاوم للحرارة، ومطاط النتريل المقاوم للزيت، ومن ثم مطاط الفلور، ومطاط الإيثيلين والبروبيلين، وما إلى ذلك.
