เกี่ยวกับการจำแนกประเภทของวัสดุฉนวน

วัสดุฉนวนมีหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามประเภท: แก๊ส ของเหลว และของแข็ง วัสดุฉนวนก๊าซที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ฟิล์ม PC ฉนวนอากาศ ไนโตรเจน และซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ วัสดุฉนวนของเหลวส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำมันฉนวนแร่และน้ำมันฉนวนสังเคราะห์ (น้ำมันซิลิโคน โดเดซิลเบนซีน พอลิไอโซบิวทิลีน ไอโซโพรพิล ไบฟีนิล ไดอารีเลเทน ฯลฯ) วัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อินทรีย์และอนินทรีย์ วัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งอินทรีย์ ได้แก่ สีฉนวน กาวฉนวน กระดาษฉนวน ผลิตภัณฑ์เส้นใยฉนวน พลาสติก ยาง ท่อสีผ้าเคลือบเงา และผลิตภัณฑ์เส้นใยชุบฉนวน ฟิล์มไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์คอมโพสิตและเทปกาว และลามิเนตไฟฟ้า วัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งอนินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไมกา แก้ว เซรามิกและผลิตภัณฑ์ของวัสดุดังกล่าว ในทางกลับกัน ความหลากหลายของวัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งก็มีความสำคัญมากที่สุดเช่นกัน

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของวัสดุฉนวนที่แตกต่างกัน วัสดุฉนวนที่ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง เช่น มอเตอร์ไฟฟ้าแรงสูงและสายไฟแรงสูง จำเป็นต้องมีความแข็งแรงในการสลายสูงและการสูญเสียไดอิเล็กทริกต่ำ เครื่องใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำใช้ความแข็งแรงทางกล การยืดเมื่อขาด และเกรดทนความร้อนเป็นข้อกำหนดหลัก

คุณสมบัติมหภาคของวัสดุฉนวน เช่น คุณสมบัติทางไฟฟ้า สมบัติทางความร้อน คุณสมบัติทางกล ความทนทานต่อสารเคมี ความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และความต้านทานการกัดกร่อน สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างโมเลกุล วัสดุฉนวนที่เป็นของแข็งอนินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยซิลิกอน โบรอน และโลหะออกไซด์หลายชนิด โดยมีโครงสร้างไอออนิกเป็นคุณสมบัติหลัก คุณสมบัติหลักคือทนความร้อนสูง อุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปจะมากกว่า 180 ℃ ความเสถียรที่ดี ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพของบรรยากาศ และคุณสมบัติทางเคมีที่ดีและประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพในระยะยาวภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า แต่มีความเปราะบางสูง ทนต่อแรงกระแทกต่ำ ทนต่อแรงดันสูงและแรงดึงต่ำ ความสามารถในการผลิตไม่ดี วัสดุอินทรีย์โดยทั่วไปคือพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยระหว่าง 104 ถึง 106 และความต้านทานความร้อนโดยทั่วไปจะต่ำกว่าวัสดุอนินทรีย์ ความต้านทานความร้อนของวัสดุที่มีวงแหวนอะโรมาติก เฮเทอโรไซเคิล และองค์ประกอบ เช่น ซิลิกอน ไททาเนียม และฟลูออรีน นั้นสูงกว่าวัสดุพอลิเมอร์เชิงเส้นทั่วไป

ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อสมบัติไดอิเล็กตริกของวัสดุฉนวนคือความแข็งแรงของขั้วของโมเลกุลและเนื้อหาของส่วนประกอบขั้ว ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการสูญเสียอิเล็กทริกของวัสดุที่มีขั้วจะสูงกว่าวัสดุที่ไม่มีขั้ว และง่ายต่อการดูดซับไอออนของสิ่งเจือปนเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าและลดคุณสมบัติของไดอิเล็กตริก ดังนั้นควรให้ความสนใจกับการทำความสะอาดในระหว่างกระบวนการผลิตวัสดุฉนวนเพื่อป้องกันมลภาวะ อิเล็กทริกตัวเก็บประจุต้องการค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงเพื่อปรับปรุงลักษณะเฉพาะ