Top 5 loại vật liệu cách điện phổ biến

Điện là nguồn năng lượng thiết yếu đối với cuộc sống hiện đại của chúng ta. Tuy nhiên, nguồn điện nếu không sử dụng đúng cách có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ và thậm chí tính mạng của con người. Vì vậy, việc sử dụng các vật liệu cách điện đã góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực của dòng điện ảnh hưởng tới sức khoẻ và tính mạng của người và vật. Vậy vật liệu cách điện phổ biến được sử dụng trong chế tạo các vật dụng cách điện hiện nay là loại vật liệu nào? Mời quý vị và các bạn cùng ADACO đi vào tìm hiểu chi tiết.

Khái niệm vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện là loại vật liệu có khả năng ngăn chặn sự truyền tải electron (các hạt mang điện tích) chạy qua, giảm thiểu tối đa sự tiếp xúc giữa người và dòng điện hoặc sự tiếp xúc giữa các dòng điện với nhau.

Vai trò của vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng kỹ thuật điện. Vật liệu cách điện được ứng dụng làm lớp phủ, lớp bảo vệ trên dây cáp điện dân dụng, cáp điện công nghiệp và các loại dây cáp điện có cấu tạo đặc biệt phục vụ cho những ứng dụng đòi hỏi độ bền, khả năng chịu lực cao để thích ứng với những điều kiện hoạt động và môi trường sử dụng có nhiều tác động bên ngoài có thể ảnh hưởng tới chất lượng lõi dây dẫn điện bằng đồng hoặc nhôm bên trong.

Các trạng thái của vật lý của vật liệu cách điện hiện nay

Hiện nay, vật liệu cách điện có thể tồn tại 3 trạng thái phổ biến, gồm:

Vật liệu cách điện tồn tại ở thể lỏng

Vật liệu cách điện ở thể lỏng là những vật liệu cách điện tồn tại ở trang thái lỏng, dung dịch phổ biến hiện nay có thể kể đến dầu mỏ, các loại dầu biến thế, dầu cáp đặc, dầu cáp loãng, dầu silicon,v.v. Một số ứng dụng phổ biến thường gặp của những loại chất lỏng cách điện trên là dùng cho máy biến áp, người ta dùng dầu biến thế làm vật liệu cách điện và làm mát cho các trạm biến thế, biến áp.

Ngoài ra, một số kim loại đặc biệt tồn tại ở thể lỏng như thuỷ ngân lại không có tính dẫn điện bên cạnh nhóm kim loại không dẫn điện. Cụ thể hơn về những kim loại không dẫn điện, đội ngũ Marketing của ADACO sẽ có một bài viết riêng cho chủ đề này. Quý vị và các bạn hãy cùng theo dõi!

Vật liệu cách điện thể rắn

Vật liệu cách điện tồn tại ở thể rắn thường có chỉ số điện môi rất cao và chỉ xảy ra hiện tượng “phóng điện” ở trên bề mặt các vật liệu cách điện thể rắn này. Hiện vật liệu cách điện thể rắn được chia làm 4 nhóm chính sau:

• Các loại men, sơn cách điện.
• Các chất dẻo tổng hợp: cao su tổng hợp (EPR, CPE,…), nhựa tổng hợp (PVC, XLPE).
• Chất vô cơ: xi măng, mica, sợi thuỷ tinh.
• Chất hữu cơ (có thành phần thiên nhiên chiếm tỉ trọng lớn): giấy, vải , lụa,v.v.

Vật liệu cách điện thể khí

Vật liệu cách điện thể khí bao gồm các loại khí trơ như: khí argon, neon, hơi thuỷ ngân, những loại khí này được dùng để làm các dụng cụ điện có chứa thành phần khí chân không, bóng đèn. Chất khí trơ phổ biến trên luôn có thành phần có sẵn trong tự nhiên, nhưng cần quá trình tổng hợp, đặc tính của các chât khí trơ thường không màu, không mùi, không vị và một số loại không có độc tính ảnh hưởng tới người và vật, không phản ứng với những kim loại như đồng, nhôm, thép,v.v.

Trạng thái hoá học của vật liệu cách điện

Bên cạnh tính chất vật lý thì trạng thái hoá học của vật liệu cách điện cũng là yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng chống chịu trước những tác động của môi trường mà chất liệu cách điện đó được sử dụng. Hiện có 2 trạng thái hoá học của vật liệu cách điện phổ biến hiện nay có thể kể đến gồm:

Vật liệu cách điện có tính hữu cơ

Vật liệu cách điện hữu cơ là nhóm vật liệu có hai nguồn gốc chính là tự nhiên và nhân tạo, cụ thể:

• Với nhóm vật liệu cách điện hữu cơ tự nhiên, gồm: cao su, lụa, cellulose,v.v.
• Với nhóm vật liệu cách điện hữu cơ nhân tạo, gồm: nhựa amino, nhựa polyeste, silicon,v.v.

Vật liệu cách điện có tính vô cơ

Bao gồm các chất khí, chất lỏng không cháy, chất liệu rắn như: gốm, sứ, thuỷ tinh, mica,v.v.

Top 5 vật liệu cách điện được ứng dụng phổ biến

Vật liệu cách điện được sinh ra với mục đích cuối cùng nhằm tạo ra những vật dụng có đặc tính cách điện và phù hợp với môi trường sử dụng, hoạt động. Dưới đây là 5 vật liệu cách điện được ADACO tổng hợp dựa trên tính chất và những ứng dụng của chúng rộng rãi cho các sản phẩm có tính cách điện xung quanh ta trong đời sống.

• Cao su: là chất cách điện tốt nhất được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm phục vụ đời sống con người, nhờ tính an toàn, thân thiện với con người, Cao su được sử dụng làm các chất liệu cách điện ở đây là loại cao su tổng hợp được sử dụng cho lớp cách điện, găng tay cách điện, thảm cách điện,…
• Thủy tinh: là vật liệu được sử dụng làm chất cách điện giá rẻ, thuỷ tinh hoạt động tốt trong các thiết bị điện báo, điện tử. Ngày nay, với những bước tiến vượt bậc trong khoa học – công nghệ, thuỷ tinh đã được nghiên cứu để trở thành chất bán dẫn giá rẻ, giúp tiết kiệm và thân thiện với môi trường hơn những kim loại và các phi kim, hợp chất đặc thù khác vốn được sử dụng trong quy trình tạo ra các mạch điện, vi mạch trong công nghiệp điện tử hiện đại. Cụ thể, nhà thiết kế và sản xuất chip bán dẫn Intel đã công bố những bước tiến vượt bậc trong việc ứng dụng thuỷ tinh vào quy trình sản xuất và đóng gói các sản phẩm của mình. Quý vị và các bạn có thể tham khảo tại đây để có thêm thông tin chi tiết.
• Nhựa: là một trong những chất tổng hợp được ứng dụng làm vật liệu cách điện phổ biến hiện nay, nhựa ứng dụng làm vỏ cách điện cho dây điện, lớp bọc cách điện bên ngoài của dây điện, cáp điện công nghiệp. Hiện nay, nhựa ứng dụng trong công nghiệp dây điện là loại nhựa dẻo, có 3 loại chủ đạo: Polyvinyl Chloride (PVC), Polyethylenec (PE), Cross Linked Polyethylene (XLPE). Với khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền cao nên nhựa luôn được ưu tiên trong sản xuất dụng cụ cách điện.
• Gốm: gốm có lẽ là vật liệu mà chúng ta đa phần chỉ nghe tới được sử dụng làm chất liệu chế tác các đồ thủ công mỹ nghệ như chai, lọ, bát,v.v. Nhưng đặc tính chống chịu trước các chất hóa học và khả năng cách điện tuyệt vời, chịu nhiệt của gốm khiến chất liệu này được sử dụng trong công nghiệp điện lực, quốc phòng, hàng không – vũ trụ. Riêng đối với ngành điện lực và điện tử, gốm được sử dụng làm: gốm áp điện, tụ điện, cảm biến áp điện, đầu dò siêu âm,…
• Gỗ và giấy: đây là 2 loại vật liệu cách điện được ứng dụng trong những nơi có điện áp hoặc nhiệt độ cao (có giới hạn). Đặc tính của giấy và gỗ cơ bản đều có: tính cách điện, cách nhiệt, ngăn ẩm và độ dãn nở nhiệt thấp. Tuy nhiên, giới hạn nhiệt độ của gỗ và giấy tự nhiên đều có hạn, vì vậy để gia tăng khả năng chịu nhiệt nhà sản xuất thường sẽ kết hợp sử dụng thêm những chất liệu hoặc phụ gia khác để gia tăng khả năng cách điện, chịu nhiệt của giấy và gỗ trong ứng dụng chế tạo các vật dụng hoặc nguyên liệu có tính cách điện trên thực tế.

Kết luận

Vật liệu cách điện đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ con người và thiết bị khỏi những tác động tiêu cực của dòng điện. Từ cao su, thủy tinh, nhựa, đến gốm và giấy, mỗi loại vật liệu đều có những đặc tính riêng biệt, phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Việc lựa chọn đúng loại vật liệu không chỉ đảm bảo an toàn mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng trong ngành điện. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan và hữu ích về các loại vật liệu cách điện hiện nay.