Vật liệu cách điện là gì? Danh sách 11+ vật liệu cách điện phổ biến nhất hiện nay

Ngày nay, cuộc sống con người đã dần không thể tách rời bởi các thiết bị điện. Nếu nguồn điện phục vụ và nâng cấp chất lượng sống, thì vật liệu cách điện đảm bảo sự an toàn khi con người phải tiếp xúc hằng ngày. Vậy, tại sao cần vật liệu cách điện? Những vật liệu nào có khả năng cách điện an toàn? Tất cả sẽ được Kobler giải đáp chi tiết qua bài viết dưới đây.

1.Khái niệm vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện là những vật liệu có tác dụng ngăn cản sự dẫn điện từ dây dẫn này qua dây dẫn khác, hoặc từ thiết bị này qua thiết bị khác. Đặc tính của những vật liệu dùng để cách điện là phải có điện trở cực kỳ cao, đủ để ngăn chặn hoàn toàn sự di chuyển của các electron trong dây dẫn.

2. Phân loại vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện có thể tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau. Người ta thường phân loại chúng dựa trên trạng thái vật chất của chúng. Trong tự nhiên, các vật liệu có khả năng cách điện được phân loại như sau:

2.1 Vật liệu cách điện dạng rắn

Khi tồn tại ở thể rắn, các vật liệu có khả năng cách nhiệt sẽ luôn có hằng số điện môi cao. Chúng thường được dùng để phủ lên bề mặt của vật cần cách nhiệt. Vật liệu cách điện ở dạng rắn rất thông dụng và được chia làm từng nhóm sau:

• Vật cách điện hữu cơ (có nguồn gốc từ tự nhiên) như: giấy, vải, lụa,…
• Vật cách điện hữu cơ (tự nhiên hoặc nhân tạo) như: cát, đá, thủy tinh, mica, xi măng,… Trong đó mica là vật liệu phổ biến nhất.
• Các chất dẻo tổng hợp: nhựa hoặc cao su tổng hợp
• Hợp chất khác: Sơn hoặc men cách điện

2.2 Vật liệu cách điện dạng lỏng

Một số chất lỏng trong tự nhiên có hằng số điện môi cao vẫn có khả năng cách điện tốt. Các chất này có điện trở suất cao và độ bền của điện môi không thấp. Cụ thể những vật liệu cách điện ở trạng thái lỏng như: dầu mỏ, dầu cáp đặc và loãng, dầu biến thế,..

2.3 Vật liệu cách điện dạng khí

Đối với các đường dây dẫn tải trên không cần sử dụng các vật liệu cách điện ở dạng khí. Tuy nhiên, các chất ở dạng khí không thể hiện được khả năng cách điện tuyệt đối. Vì vậy, chúng chỉ thường được dùng để kết hợp với các vật cách điện ở dạng lỏng hoặc rắn để đảm bảo hiệu quả cách điện tốt nhất. Một số hợp chất ở thể khí được dùng để cách điện như: SF6, 3M Novec,…

3. Danh sách 11+ vật liệu cách điện phổ biến nhất hiện nay

Có rất nhiều vật liệu có khả năng cách điện xung quanh cuộc sống hằng ngày. Dưới đây là 11+ vật liệu cách điện phổ biến, dễ tìm thấy nhất

3.1 Cao su

Về lý tính, cao su có độ bền cơ học rất cao, không bị hòa tan trong nước và chịu được nhiệt độ lên cao hay xuống thấp. Nhờ đó, cao su là vật liệu cách điện cực kỳ tốt, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngoài ra, cao su còn được sử dụng nhiều để làm các lớp cách điện như: găng tay cách điện, thảm cao su, ủng cao su cách điện…

3.2 Tấm nhựa PVC (Polyvinyl clorua)

Nhựa PVC là vật liệu ốp lát rất nổi bật trên thị trường nội thất hiện nay. Các tấm nhựa có thể xem là vật liệu cách điện phổ biến nhất hiện nay, bởi giá thành rẻ và nhiều kiểu dáng đa dạng. Ngoài ra, nhựa cùng là chất được dùng để ốp lát trên bề mặt các thiết bị điện nhằm đảm bảo mức độ an toàn khi sử dụng.

3.3 Thuỷ tinh

Thủy tinh có chỉ số điện trở suất lớn hơn nhựa, nên khả năng cách điện của thủy tinh được đánh giá rất cao. Trên thực tế, người ta thường dùng thủy tinh trong cách công trình có không gian rộng lớn. Vì vậy, có thể thấy thủy tinh được dùng làm vật liệu cách điện trong các hồ chứa hay các tòa nhà cao ốc.

3.4 Tấm Mica

Mica được xem là vật liệu cách điện phổ biến nhất hiện nay. Mica thường được dùng làm vật liệu để cách nhiệt trong các môi trường có nhiệt độ cao. Ngoài ra, Mica còn được ứng dụng làm các bóng bán dẫn tản nhiệt, hoặc chất cách điện trong các tụ điện.

3.5 Gỗ

Trong thực tế, gỗ cũng là một vật liệu có khả năng cách điện tương đối tốt. Một số vật dụng nội thất được làm từ gỗ cũng được ưa chuộng cũng một phần là nhờ vào khả năng cách điện. Tuy nhiên, gỗ bị nhiễm nước sẽ không còn tính cách điện, thậm chí nếu nhiễm nước nặng có thể trở thành vật liệu dẫn điện.

3.6 Giấy

Giấy và một số bìa các tông cũng được tận dụng làm vật liệu cách điện. Trong một vài trường hợp, có thể dùng vật liệu này để bọc bên ngoài chất mang điện. Tuy nhiên, khả năng cách điện của chúng không cao, chỉ có tác dụng trong tình huống điện áp không quá cao.

3.7 Xốp dán tường

Xốp dán tường là vật liệu có khả năng cách điện và cách nhiệt tương đối. Cũng giống như các tấm các tông, xốp dán tường chỉ có khả năng cách điện trong điều kiện thường. Tuy nhiên, vật liệu trang trí nội thất này nổi bật nhờ vẻ đẹp bên ngoài và tính tiện dụng khi ốp tường .

3.8 Lưu huỳnh hexafluoride (SF6)

SF6 là một chất khí có khả năng cách điện thường được dùng cho các thiết bị điện dùng trên không. SF6 có chỉ số điện môi rất cao, phù hợp cho các thiết bị ngắt có chuyển mạch thấp. Ngoài ra, SF6 ở dạng thể khí nên có thể tiết kiệm không gian cho các thiết bị cần lớp cách điện.

3.9 Dầu biến thế

Dầu biến thế là một vật liệu cách điện ở trạng thái lỏng, chúng có hằng số điện môi cao và khả năng làm mát cho thiết bị. Dầu biến thế sẽ dẫn diện ra khỏi tụ điện và dây biến áp, góp phần làm tăng tuổi thọ cho máy biến áp. Cũng vì thế, đây là chất lỏng không thể thiếu để cách điện, làm mát và giúp máy biến áp hoạt động được an toàn.

3.10 Đất sét

Đất sét là một vật liệu khá phổ biến trong tự nhiên, chúng được dùng để tạo ra các sản phẩm gia dụng có giá trị cao. Những đồ gia dụng hằng ngày được làm từ gốm sứ như bát, đĩa, chậu sứ,… đều có khả năng cách điện. Ngoài ra, một số thiết bị cách điện cũng được làm từ chất liệu này như: phích cắm bằng sứ, vỏ cầu chì cách điện, vỏ ổ điện cách điện,…

3.11 Nhựa

Nhựa có điện trở suất thấp hơn thủy tinh nhưng lại được dùng làm vật liệu cách điện phổ biến hơn. Nguyên nhân chủ yếu do giá thành rẻ và dễ uốn cong, tạo hình thành nhiều sản phẩm khác nhau. Các sản phẩm từ nhựa được dùng phổ biến trong đời sống đều có khả năng cách điện như Nylon, PVC, Cresyn Phthalate, DEHP,…

4. Lợi ích của việc sử dụng vật liệu cách điện

Sử dụng vật liệu có khả năng cách điện là yêu cầu tất yếu để đảm bảo an toàn cho cuộc sống hằng ngày. Dưới đây là một số lợi ích thiết thực của vật liệu cách điện:

• Ngăn chặn các sự cố, tai nạn điện giật, bảo vệ tính mạng và sức khỏe cho con người.
• Hạn chế các trường hợp chập, cháy điện do máy móc hư hỏng tạo ra các khe hở làm các dây dẫn tiếp xúc trực tiếp với nhau.
• Ngăn chặn nguy cơ xảy ra chập điện dẫn đến cháy nổ.
• Một số vật liệu cách điện còn có khả năng cách nhiệt và chống ồn hiệu quả.
• Thiết kế đa dạng, không tốn quá nhiều diện tích, một số vật liệu còn giúp thiết bị điện có tính thẩm mỹ cao hơn.

5. Một số ứng dụng nổi bật của vật liệu cách điện

Vật liệu cách điện hầu như không thể thiếu trong các hoạt động sản xuất công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng của chúng trong một số ngành nghề phổ biến như sau:

• Trong ngành điện lực: cách ly và bảo vệ các thiết bị điện tử trong nhà máy sản xuất điện. Đồng thời, các thiết bị cách điện giúp bảo vệ an toàn cho các kỹ sư khi thực hiện các công tác liên quan.
• Trong ngành điện tử viễn thông: vật liệu cách điện giúp cách ly giữa các linh kiện điện tử, đảm bảo thiết bị hoạt động bền vững và an toàn.
• Trong ngành hàng hải và sản xuất ô tô: giúp bảo vệ các thiết bị điện trong ô tô và trong tàu thủy. Đồng thời, giúp đảm bảo an toàn cho người lái tàu, lái xe khi xuất hiện khe hở giữa các mạch điện.
• Trong ngành Y tế: rất nhiều thiết bị y tế quan trọng đều phải sử dụng vật liệu cách điện như: máy máy siêu âm,  thiết bị chụp X-quang, máy đo điện tim, đai massage,…
• Trong các ngành công nghiệp khác: vật liệu cách điện là thành phần không thể thiếu trong rất nhiều công xưởng, nhà máy sản xuất. Chúng giúp duy trì sự ổn định của các thiết bị chạy bằng điện, đồng thời đảm bảo an toàn lao động cho công nhân tại nhà máy.

Rất nhiều vật liệu có khả năng cách điện trong thực tế đời sống. Mong rằng, bài viết trên đã giúp bạn nhận diện 10+ vật liệu cách điện phổ biến nhất hiện nay, cũng như những đặc tính nổi bật của chúng. Truy cập Kobler để biết thêm kiến thức về hệ thống điện và sử dụng điện an toàn trong sinh hoạt và sản xuất.