Что такое изоляционный материал?

Что такое изоляционный материал?

Изоляционные материалы — это вещества, которые сопротивляются или не проводят электричество, такие как пластик и резина. Проводники легко проводят электричество, в то время как полупроводники переходят из проводящего в изолирующее состояния при определенных условиях, таких как изменения температуры.

Проводящие свойства материала определяются подвижностью свободных электронов внутри него. Изоляторы не имеют значительного движения свободных электронов, что препятствует течению электрического тока.

Применение изоляционных материалов

Изоляционные материалы необходимы для покрытия печатных плат и кабелей в электронных устройствах для предотвращения коротких замыканий. Они обычно используются в силовых кабелях и других типах кабелей, таких как LAN и USB, используя резину или винил в качестве изолирующего слоя.

Эти материалы также защищают компоненты печатной платы от влаги, обеспечивая водонепроницаемое покрытие.

Принцип изоляционных материалов

Фундаментальное различие между изоляторами и проводниками заключается в энергетической щели между зоной проводимости и валентной зоной. Изоляторы имеют большую ширину запрещенной зоны, что не позволяет электронам легко перемещаться в зону проводимости и, следовательно, препятствует течению тока. Наоборот, проводники имеют незначительную ширину запрещенной зоны, что позволяет электронам свободно перемещаться и течению тока. В экстремальных энергетических условиях, таких как молния, изоляторы могут стать проводящими.

Типы изоляционных материалов

1. Газовые изоляторы

Газовые изоляторы включают воздух и гексафторид серы (SF6), последний известен своей превосходной диэлектрической прочностью в электрических применениях, таких как газовые выключатели и газовые трансформаторы, хотя его использование ограничено из-за экологических проблем.

2. Жидкие изоляционные материалы

Они варьируются от растительного масла до синтетических и минеральных масел, используемых в основном для охлаждения и изоляции в масляных электрических системах.

3. Твердые изоляционные материалы

Слюда, керамика и стекло являются твердыми изоляторами, каждый из которых обладает уникальными свойствами, такими как высокая термостойкость и изоляционная способность, и используются в различных электрических компонентах.

4. Органические волокнистые материалы

Такие материалы, как шелк, хлопок, бумага, полиэстер и нейлон, причем бумага часто используется вместе с изоляционным маслом в электрооборудовании.

5. Материалы на основе красок

Изоляционные краски создаются из синтетических или натуральных смол, растворенных в растворителях, и применяются для защиты и изоляции электрических компонентов.

6. Материалы на основе каучука

Различные виды каучука, включая силикон и натуральный каучук, используются из-за их изоляционных свойств в покрытиях проводов и формованных изделиях.

7. Материалы на основе смол

Как натуральные, так и синтетические смолы используются в изоляционных красках, оболочке проводов и формованных электроизоляторах.