耐低溫絕緣材料的特點(diǎn)以及分類(lèi)是什么？

　　耐低溫絕緣材料，在深冷直到接近0K的環(huán)境中工作的電工設(shè)備或電工器材所采用的絕緣材料。低溫絕緣材料的發(fā)展和超導(dǎo)體、航天飛行器及導(dǎo)彈的發(fā)展有密切聯(lián)系。1911年開(kāi)始發(fā)展的金屬或合金類(lèi)型的超導(dǎo)體，要在液氦的溫度下才有超導(dǎo)性。1986年開(kāi)始發(fā)展的陶瓷型超導(dǎo)體也需要液氮的溫度下才出現(xiàn)超導(dǎo)性。超導(dǎo)體對(duì)電工技術(shù)發(fā)展具有特殊重要意義，可是它要求深冷條件，因此低溫絕緣材料的研究也就隨之興起。航天飛行器的發(fā)展要求某些電工裝置在深冷（飛行器的某些部位或飛行器的背光黑暗面）環(huán)境中工作，導(dǎo)彈要求某些電工裝置在液氧或液氫推進(jìn)劑中工作，這些同樣促進(jìn)了低溫絕緣材料的發(fā)展。

　　從二十世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)低溫超導(dǎo)現(xiàn)象開(kāi)始，人們就試圖將其應(yīng)用于工程領(lǐng)域。為了發(fā)展超導(dǎo)設(shè) 備，如超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)故障限流器、 超導(dǎo)儲(chǔ)能設(shè)備、超導(dǎo)電纜等，必須同時(shí)研究低溫環(huán) 境下的電氣絕緣性能。低溫電介質(zhì)的絕緣特性已 經(jīng)成為影響超導(dǎo)設(shè)備性能和可靠性的一個(gè)重要因 素，它是低溫電工設(shè)備實(shí)用化進(jìn)程中的關(guān)鍵技術(shù) 之一。

　　由于超導(dǎo)設(shè)備工作在液氮或者液氦的低溫環(huán) 境中，因此不光要考慮傳統(tǒng)電力設(shè)備的絕緣問(wèn)題， 更要考慮低溫環(huán)境中更具復(fù)雜多樣性的絕緣問(wèn)題，包括低溫環(huán)境、介質(zhì)的影響等，研究更有難度和挑戰(zhàn)性。復(fù)雜的液氮或液氦環(huán)境與常溫環(huán)境不 同，包含氣泡、雜質(zhì)、低溫環(huán)境和冷熱沖擊等影響，因此展開(kāi)低溫絕緣材料的研究十分必要。 絕緣材料應(yīng)具有一定的耐壓強(qiáng)度和抗沿面放電能 力；具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，以承受超導(dǎo)磁體 的極大的電磁力，并經(jīng)多次冷熱循環(huán)后，仍具有所需的介電性能和力學(xué)性能; 熱性能應(yīng)具有良好的 導(dǎo)熱性能，絕緣材料與超導(dǎo)材料的熱特性應(yīng)盡量 接近;工藝性應(yīng)易于加工成型和裝配；抗輻射能力 核裝置中的超導(dǎo)磁體，其絕緣材料還需能耐受核輻射。

材料特點(diǎn)：

　　低溫下使用的絕緣材料應(yīng)具有低溫韌性,以保證在低溫時(shí)具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和加工工藝性能；在電絕緣性能方面，介質(zhì)損耗角正切應(yīng)盡可能低（tgδ<10-5），以減少介質(zhì)損耗發(fā)熱，節(jié)省致冷費(fèi)用。用于超導(dǎo)和低溫繞組線的絕緣,還應(yīng)保證從室溫到運(yùn)行溫度的過(guò)程中,不發(fā)生熱應(yīng)力引起的開(kāi)裂；應(yīng)能耐受從室溫到運(yùn)行溫度的冷熱循環(huán)；在涂敷絕緣漆時(shí)不會(huì)使超導(dǎo)線退火。

材料類(lèi)型：

　　低溫絕緣材料主要可劃分為兩類(lèi): 低溫液體 絕緣材料和低溫固體絕緣材料。目前常用的低溫 液體絕緣材料主要有液氮和液氦兩種。液氮可作 為高溫超導(dǎo)的絕緣和冷卻介質(zhì)，液氦適用于低溫 超導(dǎo)。另外液氦還有一個(gè)特殊性質(zhì)，當(dāng)溫度降低 到2.2K 左右時(shí)，比熱容發(fā)生突變，液氦由常態(tài)變 為超流態(tài)。

　　常用的低溫絕緣材料中，固體材料有聚乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚對(duì)二甲苯和以環(huán)氧粘合的玻璃纖維帶（用于固定繞組）；液體材料可以直接采用低溫不導(dǎo)電液體。

　　玻璃纖維提供絕緣層的剛度和強(qiáng)度，基本控制著絕緣層的力學(xué)性能。玻璃纖維在復(fù)合材料絕 緣層中起到增強(qiáng)作用，是主要承力組分。它不僅能使絕緣層顯示出較高的抗張強(qiáng)度和剛度，而且能減少收縮，提高熱變形溫度和低溫沖擊強(qiáng)度等。 絕緣層的性能在很大程度上取決于纖維的性能、 含量及使用狀態(tài)。