Nei settori della trasmissione di energia, dei dispositivi elettronici e della produzione industriale,prodotti isolantisono componenti di base che impediscono la perdita di corrente e assicurano il funzionamento sicuro delle apparecchiature. Le loro prestazioni influiscono direttamente sulla stabilità del sistema e la selezione del materiale è un fattore chiave per determinare la funzionalità dei prodotti isolanti. Questo articolo analizzerà la composizione del materiale e gli scenari di applicazione di prodotti isolanti comuni a partire da quattro principali categorie di materiali isolanti tradizionali.
I materiali inorganici rappresentati da ceramica, vetro e mica sono la scelta preferita per il tradizionaleprodotti isolantigrazie alla loro eccellente resistenza al calore e proprietà di isolamento. Materiali isolanti in ceramica （come la ceramica di allumina） può resistere a temperature superiori a 1200 ° C e sono comunemente utilizzati negli isolanti ad alta tensione e nelle basi delle apparecchiature di riscaldamento elettrico. Il tessuto e le assi isolanti realizzati con fibre di vetro dopo la tessitura e l'impregnazione con resina hanno sia le prestazioni di resistenza meccanica che l'isolamento e sono ampiamente utilizzati nell'isolamento dello slot motorio e nelle partizioni del trasformatore. La mica, con la sua resistenza ad alta temperatura （600-800 ° C） e un'elevata resistenza all'isolamento, viene spesso utilizzata sotto forma di nastro per mica e schede di mica per l'isolamento dell'avvolgimento del generatore.
Materiali organici come materie plastiche e gomme, con la loro flessibilità di elaborazione e vantaggi in termini di costi, dominano il mercato dell'isolamento a bassa tensione. Le guaine di filo di isolamento realizzate in polietilene (PE) e polivinil cloruro (PVC) sono resistenti alle intemperie e facili da formare, adatte ai cavi domestici. La gomma siliconica, grazie alla sua resistenza a temperature elevate e basse (da -60 ° C a 200 ° C) e invecchiamento, viene spesso utilizzata in accessori per cavi ad alta tensione e guaine isolante. Inoltre, i composti isolanti di vasai realizzati in resina epossidica con riempitivi aggiunti formano barriere solide con elevata resistenza all'isolamento dopo la polimerizzazione e sono comunemente usati per sigillare e proteggere i componenti elettronici.
Per soddisfare molteplici requisiti di prestazione, i materiali isolanti compositi raggiungono aggiornamenti delle prestazioni attraverso processi compositi inorganici organici. Ad esempio, le schede FR-4 realizzate dalla combinazione di fibre di vetro e resina epossidica hanno un alto isolamento, un basso assorbimento di umidità e una resistenza meccanica, rendendole il substrato di base per i circuiti stampati (PCB). La carta isolante DMD, realizzata dalla combinazione di pellicola in poliestere e carta in fibra, soddisfa sia la resistenza alla tensione che i requisiti di resistenza all'usura negli avvolgimenti motori. Ottimizzando le formulazioni, questi materiali possono essere utilizzati in scenari con rigorosi requisiti di spazio e prestazioni, come in transito ferroviario e nuovi veicoli energetici.
Con lo sviluppo di nuove tecnologie elettroniche energetiche e ad alta frequenza, sono costantemente emergenti nuovi materiali isolanti. I rivestimenti isolanti modificati nano-ceramici, arricchiti da particelle di allumina e silice di dimensioni nano, aumentano la resistenza all'isolamento del rivestimento di oltre il 30% e sono adatti per l'isolamento dello statore motorio ad alta frequenza. Il feltro isolante Airgel, con la sua struttura nano-porosa, raggiunge una conduttività termica ultra-bassa (<0,02 W/m · K) e funge sia da isolante che da isolante di calore nei valori di batteria di accumulo di energia e cavi ad alta temperatura. Inoltre, i materiali polimerici modificati dal grafene, con le loro eccellenti proprietà elettriche e meccaniche, vengono gradualmente applicati nella dissipazione del calore e nell'isolamento di dispositivi ad alta potenza.
Dalle ceramiche tradizionali ai nanocompositi, l'innovazione materiale diprodotti isolantiSi concentra sempre su "sicurezza, efficienza e durata". Quando selezionano i materiali, le aziende devono considerare in modo completo parametri come tensione di lavoro, ambiente di temperatura e sollecitazione meccanica. La continua iterazione di nuovi materiali fornirà anche un supporto tecnico più solido per la miniaturizzazione e l'alta potenza delle apparecchiature elettriche.
