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低温绝缘材料及性能

点击次数:1373    发布日期:2018-04-16   本文链接:http://www.pibomo.com/news/796.html

      低温绝缘材料按种类分可分为高分子材料、复合材料和陶瓷材料。针对超导电力装置应用,低温绝缘材料应用的形式主要有薄膜、胶黏剂及结构材料。以下将分别介绍。
      为了减小绝缘占空,需要采用力学性能优良的薄膜形式的绝缘材料。而较高的拉伸断裂强度还可以减小薄膜的厚度和减少层数,从而进一步减小绝缘部分的占空。如前章所述,目前常用的超导电工绝缘薄膜主要有:聚酰亚胺薄膜(PI)、聚四氟乙烯薄膜(PTFE)、聚丙烯薄膜(PP)、聚酯薄膜(PET)、聚萘酯薄膜(PEN)、聚乙烯薄膜(PE)等。而PI薄膜由于其优异的力学性能、耐高低温性能、高电击穿强度、良好的化学稳定性等特点,是目前*理想的低温绝缘薄膜材料。
聚酰亚胺薄膜
      在这些高分子绝缘薄膜中,PI薄膜和PTEE薄膜由于在低温下具有优良的电气性能和化学稳定性,在应用超导、低温工程及低温物理实验等低温技术中得到了较广泛应用。PTFE薄膜可在-250~250℃范围内工作,介电损耗小,在宽温区宽频带内变化极微,在电弧作用下不炭化;在高温下拉伸强度下降,延伸率增大,低温下拉伸强度上升,延伸率下降。但PTFE薄膜的明显缺点是力学性能较低而且各向异性,低温下不易粘结。而PI薄膜除了具有PTFE薄膜的绝大多数优点外,在液氮和液氦温度下能保持柔软性,能耐几乎所有的有机溶剂和酸,有较好的耐磨、耐电弧、耐高能辐照等特性。PI薄膜经1010 erg/g的伽马射线辐照后,仍能保持良好的拉伸强度和延伸率。PI薄膜还具有可设计性强、易于加工和改性等特点。以上这些特点使得PI薄膜成为超导电工绝缘材料中使用*多的薄膜,尤其是在77 K左右的高温超导和4.2 K下的低温超导已经越来越多的得到应用。

      聚酰亚胺薄膜产品使用较多的主要有美国杜邦公司的Kapton系列薄膜、日本宇部兴产公司的Upilex系列和钟渊公司的Apical系列薄膜、国内常州市电工复合材料厂的6050薄膜和杭州泰达公司的Tecpoly IH型薄膜等。中科院理化所和化学所针对高温超导限流器绝缘材料,也开发出纳米颗粒改性的聚酰亚胺薄膜,低温力学性能和介电性能有显著改善。



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