Ứng dụng sợi Aramid trong lĩnh vực cách điện

Ứng dụng sợi Aramid trong lĩnh vực cách điện

1.1 Biến áp

Sử dụng sợi aramid chắc chắn là một vật liệu lý tưởng về cách điện lõi, giữa các lớp và pha của máy biến áp. Nó có lợi thế rõ ràng trong quá trình ứng dụng, chỉ số giới hạn oxy của giấy sợi>28, vì vậy nó là một vật liệu chống cháy tốt. Đồng thời, khả năng chịu nhiệt đạt đến cấp 220, có thể làm giảm không gian làm mát của máy biến áp, làm cho cấu trúc bên trong nhỏ gọn, giảm tổn thất khi máy biến áp không tải và giảm chi phí sản xuất. Do hiệu ứng cách nhiệt tốt, khả năng lưu trữ nhiệt độ và tải hài hòa của máy biến áp có thể được cải thiện và do đó có một ứng dụng quan trọng trong cách nhiệt máy biến áp. Ngoài ra, vật liệu này có khả năng chống ẩm tốt và có thể được sử dụng trong môi trường ẩm ướt.

1.2 Động cơ

Trong quá trình sản xuất động cơ, sợi aramid được sử dụng rộng rãi. Cùng với nhau, sợi và bìa cứng tạo thành hệ thống cách nhiệt cho các sản phẩm động cơ, cho phép sản phẩm hoạt động trong điều kiện quá tải. Do kích thước vật liệu nhỏ và hiệu suất tốt, nó sẽ không bị hư hỏng trong quá trình cuộn dây. Phương pháp ứng dụng của nó bao gồm cách nhiệt pha, dây dẫn, nối đất, dây điện, lót khe, v.v. Ví dụ: giấy sợi có độ dày 0,18mm~0,38mm có tính linh hoạt tốt, thích hợp cho cách nhiệt lót khe; Giấy sợi dày 0,51mm~0,76mm có độ cứng tích hợp cao, vì vậy nó có thể được sử dụng ở vị trí nêm khe.

1.3 Bảng mạch

Sau khi sợi aramid được áp dụng trong bảng mạch, cường độ điện, điện trở điểm và tốc độ laser đều cao hơn. Đồng thời, khả năng gia công của ion cao hơn và mật độ ion thấp hơn. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử do những ưu điểm trên. Trong những năm 1990, bảng mạch làm từ vật liệu aramid đã trở thành trọng tâm của vật liệu cơ sở SMT, sợi aramid được sử dụng rộng rãi trong các khía cạnh của bảng mạch và như vậy.

1.4 Ăng ten radar

Trong sự phát triển nhanh chóng của thông tin vệ tinh, ăng-ten radar cần có những ưu điểm như chất lượng nhỏ, trọng lượng nhẹ và độ tin cậy cao. Sợi aramid có hiệu suất ổn định, khả năng cách điện tốt, khả năng truyền sóng và tính chất cơ học mạnh mẽ, có thể được sử dụng trong lĩnh vực ăng ten radar. Ví dụ: nó có thể được sử dụng hợp lý trong các ăng ten trên cao, trong các radome như tàu chiến và máy bay, và trong các cấu trúc như bộ nạp radar.

02 Ứng dụng cụ thể của sợi aramid trong cách điện và điện tử

2.1 Ứng dụng trong các máy biến áp khác nhau

Sợi aramid có thể được sử dụng trong máy biến áp khô. Việc sử dụng sợi aramid tại các điểm cuộn dây có thể cải thiện hiệu quả chỉ số nhiệt độ của hệ thống cách điện biến áp và kéo dài tuổi thọ của nó. Hệ thống cách nhiệt chịu nhiệt độ cao bao gồm giấy sợi, dầu nhiệt độ cao, v.v. Nó được sử dụng trong thiết bị kéo đường sắt và thiết bị phân phối điện để giảm khối lượng và khối lượng của máy biến áp. Trên tàu cao tốc, vật liệu aramid được sử dụng để tạo thành hệ thống cách nhiệt của máy biến áp, giảm thể tích của máy biến áp xuống 80 đến 85% kích thước ban đầu, giảm khối lượng công việc bảo trì lỗi và cải thiện hiệu suất an toàn của máy biến áp. Tận dụng tối đa lợi thế của sợi aramid và áp dụng nó như là vật liệu cách nhiệt chính trong máy biến áp, có thể đảm bảo sự an toàn của cấu trúc. Trong các máy biến áp ngâm dầu, sợi aramid có thể được sử dụng để tạo ra các máy biến áp có điểm cháy cao và kết hợp với dầu beta có điểm cháy cao. Loại máy biến áp này có chi phí vận hành thấp và hiệu suất chống cháy tốt. Ví dụ, chất lượng của máy biến áp 150kVA làm từ sợi aramid và dầu silicon không khác nhiều so với máy biến áp 100kVA.

2.2 Ứng dụng trong các loại động cơ khác nhau

Sợi aramid có thể được sử dụng trong hệ thống cách nhiệt của động cơ đặc biệt, hiệu suất cách nhiệt của sợi aramid là tốt trong động cơ tốc độ biến tần và động cơ biến tần AC 2500kV. Đồng thời, việc sử dụng sợi aramid để làm vật liệu composite epoxy làm vòng bảo vệ rôto của động cơ, có thể giải quyết hiệu quả vấn đề hiệu suất yếu của sợi thủy tinh truyền thống. Trong điều kiện bình thường, độ bền kéo của mẫu là 1816MPa, vì vậy nó có thể đáp ứng các yêu cầu của môi trường làm việc cao. Ngoài ra, sợi aramid cũng có thể được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt cấu trúc giữa các vòng quay của động cơ, có thể làm giảm độ dày của lớp cách nhiệt, giảm tốc độ tăng nhiệt độ của động cơ và cải thiện hiệu suất tổng thể của động cơ.

Sợi aramid cũng có thể được sử dụng trong máy phát điện. Sau khi ngâm giấy sợi trong nhựa epoxy, nó được đặt trong cuộn dây rôto để tạo thành cấu trúc cách nhiệt, cải thiện độ bền cơ học của cuộn dây và rút ngắn thời gian sản xuất của máy phát điện. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu máy phát điện Orient được sử dụng bởi tổ máy Tam Hiệp và phát hiện ra rằng tổ máy sử dụng vật liệu aramid làm cách nhiệt cuộn dây, không chỉ đáp ứng yêu cầu cách nhiệt kỹ thuật của tổ máy mà còn có thể được sử dụng trong các máy phát điện thủy điện cỡ lớn và cỡ trung bình.

Ngoài ra, sợi aramid cũng có thể được sử dụng trong cách điện mặt đất của động cơ để tránh các vấn đề về thời gian chết bất thường của động cơ. Sợi aramid và polyimide được sử dụng để tạo thành vật liệu composite để tạo thành dây dẫn kín. Lớp bên trong và bên ngoài được dệt bằng sợi aramid, có thể làm cho động cơ có hiệu suất cách nhiệt tốt trong điều kiện dầu bôi trơn và chất làm lạnh.

2.3 Ứng dụng trong bảng mạch in

Trong quá trình sản xuất bảng mạch in (sau đây gọi là PCB), sợi aramid được sử dụng để tổng hợp giá đỡ chì cho chip điện tử mật độ cao. Loại giá đỡ này có đặc tính kéo mạnh, do đó có thể tránh được tấm đồng và chất nền nhựa sau khi sưởi ấm. Vấn đề tách biệt Trong ngành công nghiệp điện tử, việc sử dụng vật liệu aramid để sản xuất bảng mạch PCB có thể cải thiện sức mạnh và chất lượng của bảng mạch. Loại bảng này có kích thước tốt và hệ số giãn nở 3 × 10-6/° C. Do hằng số điện môi thấp của bảng mạch, nó phù hợp cho việc truyền tải tốc độ cao của đường dây.

Khối lượng của bảng mạch này giảm 20% so với vật liệu sợi thủy tinh, do đó đạt được mục tiêu sản xuất của các thiết bị điện tử có trọng lượng nhẹ và hệ thống nhỏ. Một công ty Nhật Bản đã phát triển một bảng mạch PCB ổn định hơn, linh hoạt hơn và chống ẩm tốt hơn. Trong quá trình sản xuất, sợi aramid được sử dụng ở vị trí giữa, giúp tăng tốc độ chuẩn bị vật liệu nhựa epoxy. So với các ứng dụng của vật liệu ngược lại, nó dễ xử lý hơn và có đặc tính hút ẩm tốt hơn. PCB làm bằng sợi aramid có trọng lượng nhẹ và hiệu suất mạnh mẽ, có thể được sử dụng trong điện thoại thông minh và máy tính bảng. Ngoài ra, bảng mạch cấu trúc nhiều lớp hiện nay dựa trên sợi aramid có thể đóng gói các sản phẩm điện tử mật độ cao, phù hợp với việc truyền mạch tốc độ cao và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp quân sự.

2.4 Ứng dụng trong lắp ráp ăng ten

Do tính chất điện môi tốt của vật liệu aramid, nó được áp dụng cho các thành phần radome mỏng hơn so với radome thủy tinh truyền thống với độ cứng tốt và truyền tín hiệu cao hơn. So với radome nửa bước sóng, radome ở vị trí bánh sandwich sử dụng vật liệu aramid để tạo thành một lớp bánh sandwich tổ ong. Trọng lượng nhẹ hơn và độ bền cao hơn so với lõi thủy tinh. Nhược điểm là chi phí sản xuất cao hơn. Do đó, nó chỉ có thể được sử dụng để sản xuất các cụm radome trong các lĩnh vực cao cấp như radar trên tàu và radar trên tàu.

2.5 Ứng dụng trong các lĩnh vực khác

Ngoài các ứng dụng trong các lĩnh vực trên, sợi aramid cũng được sử dụng rộng rãi trong các thành phần điện tử như màng composite, dây/thanh cách điện, bộ ngắt mạch và phanh. Ví dụ: trong đường dây truyền tải 500kV, dây cách điện làm bằng vật liệu aramid được sử dụng thay vì sự bùng nổ cách điện làm công cụ chịu tải và dây cách điện được sử dụng để kết nối vít, có lợi cho việc tăng hệ số an toàn lên trên 3. Thanh cách nhiệt chủ yếu được làm bằng sợi aramid và polyester đan xen, được đặt trong chân không, ngâm trong vật liệu epoxy và được đúc sau khi bảo dưỡng. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt trong quá trình sử dụng, trọng lượng nhẹ và độ bền cao, vật liệu này có đặc tính cách nhiệt tốt. Trong dòng 110kV, hoạt động sử dụng thanh cách nhiệt tương đối thường xuyên, độ bền cơ học cao trong quá trình sử dụng, có đặc tính chống mỏi động tốt. Trong sản xuất động cơ, việc sử dụng vật liệu sợi aramid có thể cải thiện sức mạnh của các thành phần và ngăn ngừa mài mòn nghiêm trọng trên bề mặt thay thế khuôn. Nó có thể thay thế sợi thủy tinh trong các thiết bị điện. Hàm lượng chất xơ của sợi aramid là 5% và có thể đạt chiều dài 6,4mm. Độ bền kéo là 28,5 MPa, sức đề kháng hồ quang là 192 giây và sức mạnh tác động là 138,68J/m, do đó khả năng chống mài mòn cao hơn.