나노입자분산에 의한 전기절연재료의 고성능화

전문가 제언

○ 전기절연재료는 개폐장치를 비롯한 전력기기와 회전기(모터) 등의 기기전체의 성능을 결정하는 중요한 요소의 하나다. 나노입자 분산에 의한 전기절연재료의 고성능화는 가까운 장래에 기기의 환경조화, 소형화 및 고효율화를 실현하는데 있어서 핵심기술로 기대되고 있다. 이 기술의 핵심인 폴리머 나노콤포지트란 1-수백나노미터의 보강제가 분산매체인 폴리머 가운데에 분산되어 있는 일종의 복합재료이다.

○ 나노콤포지트화 기술은 범용의 폴리머재료에 소량의 나노크기의 충전제를 균일하게 분산시켜 기계적 강도와 내열성 등의 수지특성을 향상시키는 재료 개질기술이다. 여기서 사용한 나노입자는 편평한 형상의 규산염을 선택하여 에폭시수지에 약 5wt% 정도 균일하게 분산시킨 것으로 내열성을 비롯한 물성의 향상은 물론이고 전기절연 특성이 현저히 향상되었음을 확인하였다.

○ 나노콤포지트에서는 시료 표면의 에폭시수지가 방전에 의해 열화 하는 과정에서 방전에 대해 높은 내성을 가진 나노입자가 시료 표면에 치밀하게 분산되어 있어서 에폭시수지를 보호하기 때문에 열화의 정도가 작게 되는 것이다.

○ 절연파괴 과정에서 발생되는 전기 tree 현상을 보면 나노콤포지트에서는 다수의 분기된 전기 tree가 발생하고 있는 것을 확인할 수 있는데, 이는 수지 가운데 치밀하게 분산된 나노입자가 전기 tree의 진전을 방해하기 때문에 발생단계부터 다수의 분기된 전기 tree에서는 각각의 선단 전계가 주위의 tree에 의해 완화되어 진전속도가 느리게 되어 결과적으로 파괴에 이르는 시간이 많이 걸리게 되는 것이다.

○ 본고는 Toshiba 전력사회시스템 기술개발센터의 연구원들에 의해 개발된 나노콤포지트 절연재료와 나노입자 분산 에나멜선에 대해서 소개한 내용으로 당장에 우리 산업계에서도 필요한 핵심기술이기 때문에 이 기술에 대한 기술적인 접근이 요망된다.

저자

Takahiro Imai, Tamon Ozaki, Fumio Sawa, Toshio Shimizu, Toshikatsu Tanaka

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2007

권(호)

7(7)

잡지명

未？材料

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

6~13

분석자

한*수

분석물

• 나노입자분산에 의한 전기절연재료의 고성능화.pdf [216,965 byte]

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