Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Саратова (СГТУ) разработали инновационный композитный материал для изоляции в высоковольтных системах. Новый состав на основе силикона, керамических наполнителей и глицерина демонстрирует рекордную диэлектрическую проницаемость — 54,41, что делает его перспективным решением для электроэнергетики и электроразрядных технологий. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.
Команда ученых работает над повышением стойкости изоляции к электрическому пробою — ключевой задачей для широкого внедрения электроразрядных методов в промышленности. Эти технологии позволяют эффективно бурить скальные породы, разрушать бетон и добывать полезные ископаемые, обходясь без механических инструментов и снижая затраты.
Мы исследуем, как повысить надежность изоляции в условиях сильных электрических разрядов. Это необходимо для практического применения таких технологий, например, при бурении скважин в геотермальной энергетике.
- Артем Юдин, доцент Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ
Материал создавался на основе силиконового компаунда «ПентЭласт-750», модифицированного титанатами бария, калия и кальция меди — веществами с высокой поляризуемостью, способными улучшить электрофизические свойства. В качестве пластификатора ученые использовали глицерин, также обладающий высокой диэлектрической проницаемостью.
Силиконовая основа обеспечивает устойчивость к ударным и тепловым нагрузкам, что критично в зонах электрического разряда. Помимо изоляции, разработанные композиты могут применяться в качестве материалов, управляющих направлением электрических полей в сложных электротехнических устройствах.
Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда и объединяет как прикладные, так и фундаментальные аспекты физики и материаловедения. Созданный материал не только улучшает эксплуатационные характеристики изоляции, но и открывает путь к более энергоэффективному и дешевому использованию электроразрядных технологий в самых разных отраслях — от энергетики до строительства.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ТПУ
