[科普中国]-耐低温绝缘材料

耐低温绝缘材料，在深冷直到接近0K的环境中工作的电工设备或电工器材所采用的绝缘材料。低温绝缘材料的发展和超导体、航天飞行器及导弹的发展有密切联系。1911年开始发展的金属或合金类型的超导体，要在液氦的温度下才有超导性。1986年开始发展的陶瓷型超导体也需要液氮的温度下才出现超导性。超导体对电工技术发展具有特殊重要意义，可是它要求深冷条件，因此低温绝缘材料的研究也就随之兴起。航天飞行器的发展要求某些电工装置在深冷（飞行器的某些部位或飞行器的背光黑暗面）环境中工作，导弹要求某些电工装置在液氧或液氢推进剂中工作，这些同样促进了低温绝缘材料的发展。

发展历史从二十世纪初发现低温超导现象开始，人们就试图将其应用于工程领域。为了发展超导设 备，如超导发电机、超导变压器、超导故障限流器、 超导储能设备、超导电缆等，必须同时研究低温环 境下的电气绝缘性能。低温电介质的绝缘特性已 经成为影响超导设备性能和可靠性的一个重要因 素，它是低温电工设备实用化进程中的关键技术 之一。

由于超导设备工作在液氮或者液氦的低温环 境中，因此不光要考虑传统电力设备的绝缘问题， 更要考虑低温环境中更具复杂多样性的绝缘问题，包括低温环境、介质的影响等，研究更有难度和挑战性。复杂的液氮或液氦环境与常温环境不 同，包含气泡、杂质、低温环境和冷热冲击等影响，因此展开低温绝缘材料的研究十分必要。 绝缘材料应具有一定的耐压强度和抗沿面放电能 力；具有足够的机械强度和韧性，以承受超导磁体 的极大的电磁力，并经多次冷热循环后，仍具有所需的介电性能和力学性能; 热性能应具有良好的 导热性能，绝缘材料与超导材料的热特性应尽量 接近;工艺性应易于加工成型和装配；抗辐射能力 核装置中的超导磁体，其绝缘材料还需能耐受核辐射。1

材料特点低温下使用的绝缘材料应具有低温韧性,以保证在低温时具有足够高的机械强度和加工工艺性能；在电绝缘性能方面，介质损耗角正切应尽可能低（tgδ