絶縁材料の分類状況を説明する

絶縁材料は種類が多く、大体ガス、液体、固体の3種類に分けられる。よく用いられるガス絶縁材料としては、空気、窒素、ヘキサフルオロ硫黄絶縁PCフィルム等がある。液体絶縁材料は主に鉱物絶縁油、合成絶縁油(シリコーン油、ドデシルベンゼン、ポリイソブチレン、イソプロピルビフェニル、ジアリールエタンなど)の2種類がある。固体絶縁材料は有機、無機の2種類に分けられる。有機固体絶縁材料には、絶縁塗料、絶縁ゴム、絶縁紙、絶縁繊維製品、プラスチック、ゴム、ワニスチューブ及び絶縁浸漬繊維製品、電工用フィルム、複合製品及び粘着テープ、電工用積層製品等が含まれる。無機固体絶縁材料は主に雲母、ガラス、セラミック及びその製品がある。それに比べて,固体絶縁材料は品種が多様であり,最も重要である。

異なる電工設備は絶縁材料の性能に対する要求にそれぞれ重点を置いている。高圧電工装置、例えば高圧モータ、高圧ケーブルなどの絶縁材料には、高い破壊強度と低い媒体損失が要求される。低圧電器は機械強度、破断伸長率、耐熱等級などを主な要求とする。

絶縁材料のマクロ性能、例えば電気性能、熱性能、力学性能、耐化学薬品、耐気候変動、耐腐食などの性能はその化学組成、分子構造などと密接な関係がある。無機固体絶縁材料は主にシリコン、ホウ素及び多種の金属酸化物から構成され、イオン型構造を主とし、主な特徴は耐熱性が高く、作業温度は一般的に180°Cより大きく、安定性がよく、耐大気老化性、耐化学薬品性及び長期電場作用下の老化性能が良い。しかし、脆性が高く、耐衝撃強度が低く、耐圧が高く、耐張強度が低い。工芸性が劣る。有機材料は一般にポリマーであり、平均分子量は104〜106の間であり、その耐熱性は通常無機材料より低い。芳香族環、複素環およびシリコン、チタン、フッ素などの元素を含む材料は、一般的な線状高分子材料よりも耐熱性が高い。

絶縁材料の誘電特性に影響する重要な要因は分子極性の強弱と極性成分の含有量である。極性材料の誘電率,誘電損失はいずれも非極性材料より高く,不純物イオンを吸着しやすく伝導を増大させ,その誘電特性を低下させた。そのため、絶縁材料の製造過程で清潔に注意し、汚染を防止しなければならない。コンデンサ用誘電体は、その比特性を向上させるために高い誘電率を必要とする。