کاربرد هیدروکسید آلومینیوم در تولید عایق های الکتریکی:
در این مقاله میخواهیم بیشتر در مورد کاربرد هیدروکسید آلومینیوم در تولید عایق های الکتریکی اطلاعات کسب کنیم .هیدروکسید آلومینیوم بصورت یک ماده معدنی پودری شکل است که در طبیعت به شکل حاضر وجود ندارد و طی فرآیند شیمیایی از طریق خالص سازی خاک بوکسیت بدست می آید. در طی تولید این ماده مقادیر قابل توجهی از سودکاستیک مصرف میشود. اگرچه اصلی ترین مورد استفاده این ماده در تهیه خاک اکسید آلومینیوم به عنوان یک ساینده قوی و ماده اولیه استخراج فلز آلومینیوم است اما هیدروکسید آلومینیوم به شکل مستقیم در تولید بسیاری از قطعات پلیمری (به منظور کاهش تمایل به اشتعال) و همچنین در تهیه بسیاری از کاتالست های شیمیایی کاربرد فراوان دارد. یکی از قطعاتی که امروزه از هیدروکسید آلومینیوم در آن استفاده میشود، قطعات عایق مقاوم به حریق، خصوصا جهت کاربرد در صنعت برق است. عمدتا عایق های لاستیکی که در خطوط توزیع برق بکار میروند بر پایه لاستیکهای سیلیکونی هستند.
در عصر مدرن، خطوط انتقال فشار قوی نقش مهمی در انتقال دارند مقدار زیادی از انرژی الکتریکی به طور موثر از ایستگاه های تولید تا مراکز بارگیری و مصرف، توسط یک سیستم انتقال قدرت ولتاژ بالا ( شامل برج های انتقال، رسانا، سیم های عایق و سخت افزار) خط است. عایق های فضای باز پشتیبانی مکانیکی و جداسازی الکتریکی را برای هادی های سربار فراهم می کنند. عایق ها یکی از مهمترین بخشها در شبکه انتقال محسوب میشوند و در صورت خرابی عایق و یا حین مونتاژ مجدد آن، ممکن است کل سیستم انتقال قطع شود. به طور معمول عایق ها تحت فشارهای محیطی شدید مانند تابش خورشید ، گرمایش و اشعه ماوراء بنفش (UV)، رطوبت ، باران ، مه ، برف ، آلودگی و غیره همراه با فشارهای الکتریکی و مکانیکی هستند. بنابراین ، درک اصول عملکرد عایق ها در محیط بیرونی در موارد مختلف ضروری است.
لاستیک سیلیکون یک لاستیک مصنوعی خاص است که با زنجیره اصلی پیوند C-C در اکثر لاستیک ها ، که دارای ساختار پیوند Si-O است ، متفاوت است. خاصیت ساختار لاستیک سیلیکونی ویژگی های شیمیایی ویژه آن را تعیین می کند ، مانند مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، مقاومت در برابر درجه حرارت بسیار پایین ، مقاومت در برابر ولتاژ بالا ، مقاومت در برابر قوس ، عایق الکتریکی ، مقاومت در برابر نشت و بی تحرکی شیمیایی در برابر روان کننده ها و سایر محیط ها و حتی مقاومت در برابر اوزن که موجب ایجاد ترک در قطعه و کاهش مقاومت و استحکام مکانیکی خواهد بود. عایق الکتریکی عالی، مقاومت در برابر نشت و سایر خواص، لاستیک سیلیکون را برای استفاده به عنوان عایق آلی در صنعت برق و برق بسیار مناسب می کند. در سال های اخیر ، عایق های لاستیکی سیلیکون به طور گسترده ای در سیستم های عایق الکتریکی مانند مقره های نیروگاه ، عایق های سوئیچ ، بوش های عایق و غیره استفاده می شود. از دهه 1980 ، تقاضا برای مقره های کامپوزیت سیلیکون آلی در خطوط فشار قوی سال به سال افزایش یافته است. در واقع بیش از 10 سال است که مقره های سیلیکونی جایگزین خوبی برای مقره های سرامیکی شده اند و به طور گسترده در شبکه های برق ملی استفاده می شود. عایق های لاستیکی سیلیکون دارای ویژگی های خاص خود هستند:
آبگریزی:
عایق های لاستیکی سیلیکونی دارای خاصیت دافع آب خوبی هستند. سطح لاستیک سیلیکونی دارای نیروی القایی و پراکندگی نسبت به آب است به طوری که آب روی سطح بدون نفوذ پراکنده می شود. این به این دلیل است که اختلاف انرژی همچسبی مولکولهای آب درون مایع نسبت به زنجیره های سیلیکون بسیار بالاست و بیشتر مه و قطرات آب به شکل کروی روی سطح سیلیکون قرار میگیرند. در واقع این تنفر ذاتی سیلیکون است که باعث می شود لاستیک سیلیکونی از خود آبگریزی را نشان دهد.
عملکرد الکتریکی:
در لاستیک سیلیکون هیچ ساختار رسانایی وجود ندارد و هیچ یون رسانایی در مولکول وجود ندارد ، بنابراین لاستیک سیلیکون یک عایق خوب با مقاومت حجم زیاد است. در مرحله دوم افزودنیهای کربن سیاه و هیدروکسید آلومینیوم به لاستیک سیلیکون اضافه می شوند، همچنان پس از افزودن این مواد نیز قطعه نهایی هدایت الکتریکی کمی دارد. ضمنا با توجه به آبگریز بودن لاستیک سیلیکون ، نفوذ آب از بیرون مشکل است و نمی تواند در قطعه یون ایجاد کند. پس از سالها پیشرفت عملی ، لاستیک سیلیکون به طور گسترده ای در مدارهای فشار قوی و فوق ولتاژ بالا استفاده می شود.
مقاومت در برابر ردیابی و مقاومت در برابر خوردگی
افزودن پرکننده هیدروکسید آلومینیوم مناسب می تواند به طور موثر مقاومت ردیابی و مقاومت در برابر خوردگی لاستیک سیلیکون را بهبود بخشد. هیدروکسید آلومینیوم در دمای بالای تولید شده توسط تخلیه تجزیه می شود و همچنین با کربن آزاد واکنش نشان می دهد. هیدروکسید آلومینیوم تجزیه شده و اکسید آلومینیوم و بخار آب تولید می کند. گرمای جذب شده توسط واکنش 209 کیلوژول بر مول است که درجه حرارت سطح ماده را تا حد زیادی کاهش می دهد. در همان زمان ، آب جریان قوی بخار آب را در دمای بالا تشکیل می دهد تا ذرات کربن رسوب شده روی سطح نمونه را از بین ببرد. تضعیف توسعه ردیابی الکتریکی ؛ هیدروکسید آلومینیوم با کربن آزاد واکنش داده و آن را به کربن فرار CO یا CO2 تبدیل می کند ، که می تواند توسعه ردیابی الکتریکی را تضعیف کند. علاوه بر این ، هیدروکسید آلومینیوم و آلومینای تولید شده توسط واکنش دارای هدایت حرارتی خوبی هستند ، می توانند به طور موثر انرژی تولید شده توسط تخلیه را هدایت کنند ، تولید اکسیداسیون حرارتی و تخریب حرارتی را محدود کرده و تجزیه لاستیک سیلیکون و تشکیل ذرات کربن را کاهش دهند.
هرچه اندازه ذرات هیدروکسید آلومینیوم کوچکتر باشد ، توزیع داخل و سطح مواد یکنواخت تر است ، سرعت تجزیه حرارتی سریعتر است، که می تواند به طور موثر از تشکیل کانالهای کربن شده جلوگیری کرده و توانایی مقاومت در برابر ردیابی را افزایش دهد. از آنجا که هیدروکسید آلومینیوم حاوی تعداد زیادی گروه هیدروکسیل است ، مقدار زیاد هیدروکسید آلومینیوم سطح لاستیک سیلیکون را آب دوست می کند. هنگامی که رطوبت روی سطح وجود دارد ، یک فیلم آب تشکیل می شود که منجر به فلش می شود و هیدروکسید آلومینیوم زیاد نیز بر سیلیکون تأثیر می گذارد و تحرک مولکول های کوچک در لاستیک را تحت تاثیر قرار می دهد.
در فرمولاسیون لاستیک سیلیکون ، هیدروکسید آلومینیوم تأثیر بیشتری بر خواص مکانیکی ، خواص الکتریکی ، دافع آب و کنترل شعله در محصول دارد. سال ها مطالعات نشان داده است که افزودن پرکننده هیدروکسید آلومینیوم می تواند عملکرد لاستیک سیلیکون مانند مقاومت در برابر ردیابی ، مقاومت در برابر خوردگی الکتریکی ، مقاومت در برابر قوس و مقاومت در برابر فلاش را به شکل موثری بهبود بخشد.
