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绝缘材料的历史发展过程
发布时间:2019-2-2 11:11:15   点击次数:479次

绝缘材料的历史发展过程

绝缘材料是在允许电压下不导电的材料,但不是绝对不导电的材料,在一定外加电场强度作用下,也会发生导电、极化、损耗、击穿等过程,而长期使用还会发生老化。

它的电阻率很高,通常在1010~1022Ω·m的范围内。如在电机中,导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地的定子铁芯隔离开来,以保证电机的安全运行。


绝缘材料是电工产品发展的基础和保证,对电机、电气工业的发展具有特别重要的作用,绝缘材料的发展与进步,有赖于高分子材料的发展并直接制约和影响着电工产品的发展和进步。
绝缘材料是电工产品具有先进技术性的关键,也是电工产品长期安全可靠运行的重要保障。因此,要求绝缘材料不断发展新品种,提高产品性能与质量,以适应电工产品不断发展的需要
我国绝缘材料行业经过50多年的发展,已初步形成一个产品比较齐全,配套比较完备,具有相当生产规模和科研实力的工业体系。特别是近20多年来,绝缘材料的品种发展迅速,质量有很大提高,产品水平已达到一个新的高度。
20世纪以前,绝缘材料基本上都是来自天然材料或其制品。最早的电动机是用丝绸、棉纱、棉布作绝缘材料。为了提高耐水性等,采用虫胶等天然树脂与植物油、沥青进行浸渍。
20世纪初,由于有机合成和高分子化学的发展,人类制得了第一个合成聚合物——酚醛树脂,它也是绝缘材料领域中的重要发明。酚醛树脂一经问世,很快获得了广泛应用,先后制成了以酚醛树脂为基础的浸渍漆、塑料、浸渍纤维制品与层压制品。以后又出现了脲醛树脂、苯胺甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、甘油树脂等。
30年代起,又发展了聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、氯丁橡胶、聚乙烯醇缩醛等。20世纪50年代以后,有机硅树脂、聚酯薄膜、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等工业化生产,同时玻璃纤维、粉云母制品开始工业化生产,促进了绝缘材料的发展。伴随现代聚合物化学与工业的发展,真正开始了以合成聚合物为基础的新绝缘材料的发展时期。前一段出现的聚合物相继应用于绝缘材料中,并迅速发展了新的绝缘材料品种,如无溶剂漆应用于电机
  浸渍;薄膜复合制品作为电机的槽绝缘;粉云母制品迅速发展,并被用于大型高压发电机;六氟化硫问世并在高压电器中获得应用等。
进入20世纪70年代,聚合物工业在进一步向大型工业化发展的同时,绝缘材料工业开始出现了新的F级、H级绝缘材料体系,相继开发了聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚马来酰亚胺、聚二苯醚等耐热性绝缘漆、粘合剂和薄膜,以及改性环氧、不饱和聚酯、聚芳酰胺纤维纸及其复合材料等系列新产品。电工产品耐热等级大批上升为B级,在冶金、吊车、机车电机等特殊电机中开始采用新的F级、H级绝缘材料。
进入20世纪80年代后,中国进行大规模的自主开发F级、H级绝缘材料,使性能得到提高,如出现了改性二苯醚,改性双马来酰亚胺,改性聚酯亚胺漆包线漆,聚酰胺酰亚胺漆包线漆,聚酰亚胺漆包线漆,F级、H级玻璃纤维制品,高性能聚酰亚胺薄膜,F级环氧粉云母带等。无溶剂浸渍树脂和快干浸溃漆得到迅速发展。少胶粉云母带、VPI(真空压力浸渍)浸渍树脂开始应用。
现代应用纳米技术发展纳米绝缘材料。纳米技术可以应用于许多领域,包括绝缘材料领域。将纳米级(范围在1~100nm之间)粉料均匀地分散在聚合物树脂中,也可以采取在聚合物内部形成或外加纳米级晶粒或非晶粒物质,还可形成纳米级微孔或气泡。由于纳米级粒子的结构特征使复合型材料表现出一系列独特而又奇异的性能,使纳米材料发展成极有前景的新材料领域。目前我国已经开展了这方面的研究,如四川大学已制备聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合薄膜获得成功。纳米材料的应用必将为许多传统的绝缘材料无法达到的新异性能,开辟了新材料、新技术的发展前景。


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