아라미드지의 절연 성능 분석

신에너지 자동차 및 전력 전자와 같은 첨단 분야에서 절연 재료의 성능 요건은 매우 엄격합니다. 절연 재료는 고온, 고압, 그리고 극심한 기계적 응력을 견디면서도 전류 절연을 유지해야 합니다. 다양한 절연 재료 중에서도 독보적인 종합적 성능을 갖춘 아라미드지는 엔지니어와 설계자들의 선택이 되어 왔습니다. 본 논문에서는 아라미드지의 절연 성능을 분석하고, 그 과학적 원리를 설명하며, 응용 분야를 소개합니다.

아라미드지 기본 소개

아라미드지는 아라미드 단섬유와 아라미드 석출 섬유를 제지 공정을 통해 제조한 부직포 소재입니다. 핵심 원료는 고강도, 고탄성률, 우수한 열 안정성을 가진 고분자 소재인 "파라아라미드"(예: 듀폰 케블라®)입니다. 아라미드지는 일반적인 종이가 아니라, 아라미드 섬유의 우수한 특성을 그대로 유지하면서 치밀한 구조와 균일한 성능을 갖춘 첨단 엔지니어링 소재입니다.

아라미드지의 단열 성능 분석

아라미드지의 단열 성능은 여러 우수한 특성의 복합적인 효과로 형성됩니다.

1. 고온 내성

고내열성(H등급 이상): 아라미드지는 220°C에서 장시간 안정적으로 작동하며, 300°C 이상의 단기 온도에서도 견딜 수 있습니다. 유리 전이 온도는 300°C를 초과하며, 고온에서도 녹거나 떨어지지 않습니다.

난연성: 아라미드지는 한계 산소 지수(LOI)가 20% 이상인 난연성을 가지고 있습니다. 화재에 노출되면 탄화층을 형성하여 산소를 차단하고 화염 확산을 방지합니다.

2. 기계적 강도 및 인성

내인열성 및 내천공성: 모터 슬롯 절연 및 상간 절연과 같은 응용 분야에서 아라미드지는 권선의 날카로운 모서리에 의한 압축과 조립 중 발생하는 기계적 응력을 견뎌내 손상으로 인한 절연 파괴를 방지합니다.

유연성: 아라미드지는 강도가 높고 유연하며, 접고, 감고, 가공하기 쉽습니다. 복잡한 절연 구조 설계에도 적합합니다.

3. 유전 특성

높은 유전 강도: 아라미드지는 단위 두께당 높은 파괴 전압을 견딜 수 있어 고전압 환경에서 안정적인 절연 보호 기능을 제공합니다.

낮은 유전 상수 및 낮은 유전 손실: 가변 주파수 모터와 같은 고주파 응용 분야에서 이러한 특성은 에너지 손실과 신호 지연을 줄여 장비 효율을 향상시킵니다.

4. 화학적 안정성 및 환경 적응성

아라미드지는 대부분의 유기 용매, 오일 및 화학 시약에 대한 내성을 가지고 있습니다. 절연 바니시를 함침해야 하거나 유성 환경에서 작동하는 장비(예: 변압기)에 적합합니다. 동시에 내습성과 내방사성도 갖추고 있어 혹독한 환경에서도 장기간 안정적인 성능을 유지합니다.

아라미드지의 적용 분야 절연 특성

모터 절연: 아라미드지는 고효율 모터, 견인 모터, 방폭 모터에서 슬롯 절연, 상간 절연, 개스킷 절연재로 사용됩니다.

변압기 절연: 아라미드지는 건식 변압기 및 유입 변압기의 층간 절연 및 절연 장벽으로 사용됩니다.

신에너지 자동차: 아라미드지는 구동 모터 및 리튬 배터리 팩에 사용됩니다. 탭 절연 및 배터리 팩 단열재로 사용되어 절연 효과와 작동 안전성을 보장합니다.

아라미드지 선택 및 사용 시 주요 사항

두께 선택: 작동 전압 및 기계적 공간 요구 사항에 따라 0.05mm~0.5mm 범위의 적절한 두께를 선택하십시오.

전처리: 아라미드지는 흡습성이 있습니다. 최적의 성능을 보장하기 위해 함침 또는 진공 압력 함침(VPI) 전에 사전 건조하는 것이 좋습니다.

가공 시 주의사항: 절단 및 스탬핑 작업 시 날카로운 도구를 사용하여 절연 성능에 영향을 줄 수 있는 가장자리 마모를 방지하십시오.

아라미드지와 다른 절연 재료 비교

1. 아라미드지는 석면지에 비해 기계적 강도와 내화성이 우수하지만 가격이 더 비싸고 가공이 어렵습니다.

2. 아라미드지는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 비해 기계적 강도와 절연 성능이 우수하지만 내식성이 떨어집니다.

3. 아라미드지는 유리 섬유에 비해 절연 성능이 우수하지만 기계적 강도가 낮고 가격이 비쌉니다.

아라미드지의 절연 성능은 고온 내성, 기계적 인성, 유전 안정성 및 화학적 불활성에 의해 결정됩니다. 아라미드지는 저가 재료는 아니지만, 안전성, 신뢰성 및 수명에 대한 엄격한 요구 사항을 충족하는 고급 전기 장비에 적합한 가격으로 충분한 가치를 제공합니다. 전기화와 지능형 기술이 발전함에 따라, 핵심 기본 소재로서 아라미드 종이의 중요성은 계속해서 증가할 것입니다.