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功能材料是电气工程和电子技术的基础，绝缘材料是一种重要的功能材料。国标定义绝缘材料是用于防止导电元件之间导电的材料，即能起“绝缘”作用的材料，电工、电子设备用绝缘材料隔离不同电位的导体、限制电流流向，这时就是利用其电绝缘性。国标还定义电介质是能够被电场极化的一大类物质。极化是指电介质中正负电荷是被束缚的，在外电场中只能作有限位移，说明电介质必定是绝缘体，但是电介质不仅是指其具有“绝缘”功能，它还包含极化、储能、发热等其他许多宝贵特性。例如电容器所用电介质，其主要功能不仅是绝缘，还必须能够储能（对应电介质电容率）。又如气体和液体，通常不称为绝缘材料，而是电介质，可能与它们通常不能单独起绝缘作用（特例是大气能使带电云层与大地绝缘）有关。实际上，绝缘材料在电工电子应用中，往往也不限于其电绝缘性，还需要它同时起机械支撑和固定、散热冷却、灭弧等作用。因此本章基本上通过电介质来了解电绝缘材料。
电介质禁带宽度 E g 较大（>4eV，参见本篇第45条），价带中的电子难以跃迁到导带，其中正、负电荷处于束缚状态，因而在电场中只能极化而难以参加导电。电介质的基本特性（介电特性）和名词术语见表3.1-1 [1,2] 。
表3.1-1 电介质的介电特性和名词术语
（续）
1）老化概述与金属等材料比较，绝缘材料的性能相当容易随时间延长而变化。在电气电子设备长期运行中或长期储存时，在不同的老化因子作用下，绝缘材料特别是有机绝缘材料会发生一系列化学（降解、氧化和交联等）、物理（结晶形态、相转变和挥发等）变化，导致绝缘材料分解，产生低分子挥发物，出现气孔等，液体黏度变化，固体材料表面发黏、脆化、碳化、极性增大、变色、发生龟裂和变形等，从而使性能发生不可逆的变化，逐步丧失原有的功能特性，这种现象称为老化。
绝缘材料的老化有热老化、大气老化、电老化和机械老化等。热老化主要是热和氧长期联合对绝缘材料作用；大气老化主要是光（特别是紫外线）、氧、臭氧、水和其他化学因素的长期联合作用；电老化主要是电场、热、臭氧和氧的长期联合作用；机械老化主要是机械力、热和氧的联合作用。此外，高能射线、生物和微生物作用等，也是不可忽视的老化因素。老化中出现的各种自由基对老化的发展有重要作用。
2）耐热等级和寿命试验温度是影响绝缘材料正常老化速率的重要因素。各种绝缘系统，要按规定的老化试验方法，分别评定绝缘材料的耐热指数和绝缘系统的耐热等级，参见IEC出版物216。耐热指数由温度指数和半寿命温差两个参数构成：温度指数是在特定试验条件下，对应规定寿命（通常为20000h）的摄氏温度；对应减半寿命的温度为另一温度指数，半寿命温差是两个温度指数的差值。绝缘系统耐热等级为90℃（Y）级、105℃（A）级、120℃（E）级、130℃（B）级、155℃（F）级和180℃（H）级，180℃以上为C级，又分200℃、220℃和250℃等级。绝缘材料耐热性有时也借用绝缘系统的耐热等级。
例如漆包线耐热等级评定，采用漆包线绞线样品在不同温度下进行长期老化试验，每隔一定时间取一批试样进行击穿试验，当某批试样性能达到寿命终点时，则该样品所经历的实际老化时间定为该温度下的平均寿命；用数理统计方法做出不同温度与对应平均寿命之间的关系曲线作为热寿命—温度曲线，在对数坐标纸上通常为直线，见图3.1-1；将线外推到20000h和10000h，从所对应的温度得出样品的温度指数和半寿命温差。
图3.1-1 漆包线热寿命—温度曲线
3）电老化放电类型是影响绝缘材料电老化速率的重要因素。在强法向电场作用下，绝缘材料内部气隙将发生局部放电，表面间隙发生电晕放电；在不同运行条件下，存在强发散电场作用时，材料内部将分别发生电树枝化、水树枝化或化学树枝化放电，并进一步引起放电老化击穿；在强沿面电场作用下，材料表面将随电压的上升而分别发生沿面电晕放电、电火花放电和电弧放电，引起绝缘材料表面腐蚀、树枝状电痕化、碳化直至使表面上的导体间发生短路。电老化后的击穿与化学反应有关，其电气强度 E b 更低，是决定绝缘体系长期工作场强的主要因素。
绝缘材料的耐放电性根据规定的电老化试验方法进行评定。例如在一定电晕放电或局部放电条件下进行电晕试验直到击穿，以材料击穿时间长短表示材料的耐电晕性；在规定电压和表面污秽条件下进行电痕化试验，以材料形成规定电痕长度所需的时间的长短表示材料的耐电痕性；在规定电压和电流下进行电弧试验，以材料形成导电层直至电弧熄灭的时间长短表示材料的耐电弧性。参见IEC出版物343、112、587和628，ASTM D2275-68、D3756-79。绝缘材料的寿命与多种因素有关，与绝缘体系结构紧密联系，因此多因子老化试验最好是在接近相应绝缘体系运行的条件下进行。
电气电子设备运行的安全可靠性和先进性，很大程度上取决于绝缘材料的合理选择和应用。为此对绝缘材料的性能包括各种介电性能、力学性能、热性能、化学性能以及其他性能提出了较高要求。
本章列出了一些常用的绝缘材料及其主要性能，这些性能主要是指静态、短时、孤立材料的性能，可供初步选择时参考，只了解这些性能对于正确选择与应用绝缘材料是远远不够的。选择与应用绝缘材料时往往会出现一些误区，例如：1）以为只要绝缘材料本身性能好，应用在电气电子设备中时性能也一定好；2）以为绝缘材料短时性能好，其长期性能也必定好；3）以为绝缘材料的某些个别性能指标高，则其他性能也不会差，因而对绝缘材料的个别指标往往提出过分的要求。显然，这些误区对于绝缘材料的正确选择和应用十分有害，并将最终危害到电气电子设备的质量或寿命。
合理选择和应用绝缘材料时要注意以下几点：
1）应用材料时，要分析电气电子设备运行条件和环境条件对绝缘材料的作用，科学分析其相互关系，综合平衡对绝缘材料提出各项性能指标要求，不能只强调某些个别性能指标。例如在电机中，尽管某些材料本身的绝缘强度指标很高，但用于电机中的实际绝缘强度并不高，这是因为电机运行时可能遭受很大的机械应力，该力可能使绝缘开裂，从而使绝缘强度过早降低。因此仅靠材料本身的某一项指标，显然是不合理的。
2）绝缘系统内各绝缘材料间存在着兼容性 [3] 问题。兼容性是指绝缘系统内各绝缘材料间能相互容纳、彼此不会出现有害影响的特性。绝缘系统是由几种绝缘材料组成的，兼容性差时，通过材料间分子相互扩散、电荷交换、材料运行中产生的老化产物的作用等，使材料发生一系列物理、化学变化，从而出现严重缺陷，使组合后性能显著降低。因此，并非绝缘材料本身性能好时，应用在电气电子设备中的性能也一定好。要根据产品结构特点和要求，通过规定的试验方法，评价不同绝缘材料组合时的兼容性，以确定合理的绝缘系统。
3）选用绝缘材料要有利于优化绝缘系统电场和热场分布 [4] 。绝缘材料串联组合时，绝缘系统电场与各组成材料阻抗成比例分布，把 ε r 大、 ρ V 较小的绝缘材料放在电场强的部位，有利于改善电场分布，使绝缘材料所承受的最大场强降低。绝缘中气泡的 E b 低，但它 ε r 小而 ρ V 高，承受的电场高，因而最易击穿。要力求消除气泡，采用真空压力浸渍（VPI）技术可有效减少绝缘中的气泡含量。绝缘系统中选用导热性高的材料可以降低绝缘层所承受的温度差，根据温度分布情况，可以采用耐热指数较低的绝缘材料以降低成本，实现绝缘系统设计的优化。
4）选用的绝缘材料要注意对环境的影响。 [4-6] 有些材料虽然性能好，但因可能危害环境或人们的健康而不宜选用，例如不宜选用多氯联苯绝缘油、氟利昂气体、石棉材料；电缆料、绝缘灌注胶等要尽量采用阻燃料，溶剂要少或无溶剂，并且要考虑到燃烧时所产生的烟雾对环境和人健康的影响，尽量采用无卤、低烟、阻燃料。
5）要采用合理的绝缘工艺参数确保绝缘系统的综合性能。 [3] 性能取决于材料结构，而材料的结构以及绝缘系统中材料的真正组合状况，很大程度上是由绝缘工艺确定的，制备工艺中要尽量防止产生沿电场方向的长气隙和绝缘层皱折。合理的绝缘工艺是达到绝缘系统综合性能指标的可靠保证。
此外，介电性能与环境条件（指温度、湿度、电压频率等）有密切关系，通常不能用某一确定环境条件下测得的性能代表全部工作范围内的性能。测量条件、所用试验方法对绝缘材料介电性能测量值等有强烈影响，而且要注意介电性能往往与材料内部结构的方向性有关。
本章从第4条开始分述各类绝缘材料。绝缘材料如何分类？可按其电性分类，也可按其化学结构是有机、无机等来分类，或按聚集状态是气体、液体和固体来分类等。但是许多材料是很难分类的，因此本章按实用性即按便于材料的选择（例如软硬程度等）和应用（例如应用工艺接近等）进行分类。
气体介质损耗小，绝缘电阻高，击穿后能迅速恢复绝缘性能，广泛用作电气设备的绝缘，在一些场合，还起灭弧、冷却和保护作用。气体介质和真空绝缘性能见表3.1-2。
表3.1-2 气体介质和真空绝缘性能
图3.1-2 SF 6 气体及其他介质在均匀电场中的直流放电电压与间距的关系
1—空气（2.8MPa） 2—SF 6 （0.7MPa） 3—高真空 4—变压器油 5—SF 6 （0.1MPa） 6—空气（0.1MPa）
在电气设备中起电绝缘、散热、浸渍、填充以及灭弧作用。按液体介质用途可分为变压器油、开关油、电容器油和电缆油四类。按其来源可分为矿物油、合成油和植物油三类。矿物油以环烷基石油为基础，主要用于变压器、断路器和电缆，参见文献[1]。合成油的发展很快，主要用于电容器，物理性能见表3.1-3和表3.1-4。
其他性能： ρ V （90℃）为5×10 5 MΩ·m； U b （2.5mm）为30kV，其中以苄基甲苯、DL-90（一种芳烃）、聚丁烯和烷基苯较高；低温下流动性和抗局部放电性能：DL-90和苄基甲苯最优；tan δ （90℃）为0.001，但苄基甲苯、聚丁烯稍偏大；此外二芳基乙烷（PXE）的耐辐照和热稳定性好，硅油耐热、难燃，可用于特殊要求的电容器；苄基甲苯、二芳基乙烷对聚丙烯薄膜的相容性好，适用于全膜电容器；符合环保要求的植物油，能很好地填充缝隙，也可考虑用于变压器 [33] 。
表3.1-3 合成芳烃绝缘油的主要物理性能
表3.1-4 聚丁烯和硅油的主要物理性能
聚烯烃基纳米电介质是由工业及生活中常见的聚烯烃类聚合物材料（如聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS等）与一定比例的纳米填料复合而成。在保留聚烯烃材料相对密度小、易加工成型等优点的基础上，其纳米复合电介质可改善聚烯烃聚合物基体存在的机械强度较低、耐热性较差等问题，同时可进一步提升聚烯烃材料的电气绝缘性能（如提高击穿场强、降低电导率、抑制空间电荷注入等），为高电压等级电缆系统中聚烯烃材料存在的可靠性问题提供了一种可能的解决方案。
目前，聚烯烃基纳米电介质的制备方法主要分为物理共混法（如熔融共混法、溶液共混法、机械掺混法等）、插层复合法及反应合成法（如原位聚合法，溶胶-凝胶法等）。
人造橡胶基纳米电介质是由人造橡胶（如硅橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶等）与一定比例纳米填料复合而成。人造橡胶材料中引入纳米尺度填料，可提高橡胶基体的模量、尺寸稳定性、热变形温度等，起到增强、增韧的作用，提高橡胶力学性能、改善橡胶加工性能。同时，纳米填料还可以赋予橡胶基体某种特殊功能（如防振、导电、阻燃等）。
橡胶领域最早使用的纳米填料是纳米炭黑与白炭黑，其作为补强剂一般在橡胶基体中掺杂比例较高，使用时分散性难以得到保证。此外，无机纳米颗粒（如纳米氧化锌、纳米氧化铝等）、层状纳米填料（如高岭土、云母、蒙脱土等）和纤维状纳米填料（如碳纳米管等）也是橡胶基体常见的纳米填料。
人造橡胶基纳米电介质常见的制备工艺与聚烯烃基纳米电介质相类似，主要包括共混法、原位聚合法、溶胶-凝胶法等。
向聚合物材料添加不同类型的纳米颗粒（或纳米填料）可以改善基体的各种性能。电气绝缘领域常见的纳米填料可主要分为如下四类：
1）氧化硅（SiO 2 ）。硬度大，是地壳中最丰富的化合物之一，在自然界中通常以砂石或石英矿物的形式存在，是玻璃的主要成分。纳米氧化硅的形状可近似认为准球形（长宽比接近1），直径一般分布在几纳米到100nm。氧化硅的主要特性参数见表3.1-5。
纳米氧化硅填料通常用于热塑性和热固性聚合物绝缘材料，添加比例一般在1%～20%wt范围内。根据基体亲水/疏水的性质，一般需要增容处理来保证纳米填料在聚合物中的均匀分散。
2）金属氧化物。通常具有一定的电气绝缘特性，自身吸湿特性使其易分散在极性聚合物中，如环氧树脂、橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。而在非极性聚合物中，例如聚乙烯或聚丙烯，一般需要进行表面功能化（或增容处理）以改善纳米金属氧化物的分散性。较为重要的金属氧化物纳米填料有如下几类，具体特性参数见表3.1-6。
①二氧化钛（化学式为TiO 2 ），钛的天然氧化物，有锐钛型和金红石型两种晶型，一般为准球形颗粒或纳米棒形式，常与环氧树脂或聚烯烃类材料复合以改善聚合物基体的电气特性。
②氧化镁（化学式为MgO），由一个镁原子和一个氧原子通过离子键形成。由于其自身具有高度吸湿性，保存时须注意防止其受潮。已有研究表明低密度聚乙烯（LDPE）复合纳米氧化镁可显著提高基体阻抗与直流击穿场强等电气特性。
③氧化铝（化学式为Al 2 O 3 ），通过拜耳法（Bayer Process）以铝土矿为原料制备生产，常见的晶型结构有 α 型和 γ 型，广泛用于电气绝缘领域，如掺杂纳米氧化铝以提高环氧树脂基体的导热特性等。
④氧化锌（化学式为ZnO），广泛用作塑料、陶瓷、玻璃、橡胶、电池等多种材料和产品中的添加剂，自身具有半导体性能。纳米氧化锌与聚合物基体复合可以展示出新奇的性能，如非线性电导特性等。
3）纳米黏土。属于页硅酸盐家族，也称层状硅酸盐。硅酸盐是主要包含形成四面体结构的Si和O（基本化学式为SiO 4 ）的化合物。由于每个四面体结构都有过量的负电荷，因此黏土材料中必须含有一定量金属阳离子，以实现电中性平衡。金属元素通常是Fe、Mg、K、Na和Ca，同时将不同的硅酸盐四面体结构结合在一起。常见的纳米黏土有蒙脱石、硅酸镁锂、皂石等。向聚合物基体添加纳米黏土可用于改善介电性能，如减少空间电荷的积累，提高电气强度和耐电晕特性，抗局部放电腐蚀等，同时亦可改善热与机械性能。
4）石墨烯。碳的同素异形体之一，碳原子以sp2杂化组成的六角型晶格在二维方向上延伸形成，是只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是其他碳同素异形体的基本结构，如石墨、木炭、碳纳米管和富勒烯等。
石墨烯具有一系列优异的特性：是目前最薄最坚硬的纳米材料，几乎完全透明（吸光率仅2.3%），导热导电效率高，其室温电阻率是目前已知材料中最低的。此外，石墨烯在常温下能观测到量子霍尔效应。石墨烯的特性参数见表3.1-7。值得注意的是，由于石墨烯材料电阻率极低，其与聚合物基体共混后可显著提升基体相对介电常数与电导率。当石墨烯掺杂含量超过一定临界值（又称逾渗阈值）后，复合材料内部可形成一定结构的导电网络，实现由绝缘体向导体的转变，电导率和相对介电常数将以指数形式大幅上升。
5）碳纳米管。碳的同素异形体之一，碳六边形结构在三维方向延伸形成的圆柱体，其直径约为1nm，长度分布在100～10000nm范围内。受到手性结构的影响，碳纳米管自身可以是导体、半导体或绝缘体。聚合物基体掺杂一定比例的碳纳米管，可获得具有非线性电导特性的半导体纳米复合材料。
碳纳米管易团聚，导致其在聚合物基体中分散性变差。如果大量的碳纳米管相互接触，复合材料将变为导体。因此，通常需对碳纳米管进行表面改性，以改善碳纳米管/碳纳米管、碳纳米管/聚合物基体间的相容性。常用方法是通过有机改性或碳纳米管与特定的有机分子的原位聚合从而制备官能化的碳纳米管材料。
表3.1-5 氧化硅的主要特性参数
表3.1-6 常见金属氧化物纳米填料的特性参数
（续）
表3.1-7 石墨烯的特性参数
用于浸渍处理电机、电器线圈，填充绝缘系统中的间隙和微孔，并在被浸渍物表面形成连续漆膜，有效提高绝缘系统的整体性、导热性和耐潮性。
有溶剂浸渍漆（固体含量为40%～70%）的优点是使用方便、浸渍性好、加热烘焙时流失少、贮存稳定、价格低廉等；缺点是浸渍和烘焙时间长（漆膜干燥时间为0.5～3h），溶剂易燃不安全，且造成大气和环境污染等；少溶剂浸渍漆（固体含量>70%）能在一定程度上克服其某些缺点。
无溶剂浸渍漆（固体含量＞85%）有沉浸型、滴浸型、滚浸型和连续沉浸型等产品。无溶剂漆内层干燥性好，绝缘层内气隙少，提高了导线间的黏结强度和导热性，浸渍次数少，烘焙时间短（凝胶时间为4～60min），有利于节能，减少了对环境的污染。
浸渍漆品种：C级有聚酰亚胺浸渍漆；H级有改性聚酰亚胺、聚酯改性有机硅等浸渍漆，二苯醚型、聚酯型等无溶剂浸渍漆；F级有改性聚酯、环氧亚胺等少溶剂浸渍漆，聚酯酰亚胺型、聚酯亚胺型、环氧聚酯亚胺型、改性不饱和聚酯型和环氧硼胺型等无溶剂浸渍漆。
（1）覆盖漆 用于涂覆电机、电器表面和绝缘部件表面，改善外观和抵抗环境影响。覆盖漆具有干燥快、漆膜坚硬、附着力强，耐潮、耐油、耐腐蚀等特性。
覆盖漆有瓷漆和清漆两类。清漆多用于绝缘部件表面和电器内表面；瓷漆含有颜料或填料，多用于线圈和金属表面。覆盖漆的干燥方式有晾干和烘干两种，使用覆盖漆时应严格控制漆的黏度和均匀性，使用瓷漆时要将填料和颜料搅拌均匀。特殊覆盖漆的性能及品种见表3.1-8。
表3.1-8 特殊覆盖漆的性能及品种
（2）硅钢片漆 用于涂覆硅钢片，降低铁心的涡流损耗，增强防锈和耐腐蚀能力。硅钢片漆膜的特点是附着力强、坚硬、光滑、厚度均匀，并有良好的耐潮、耐油性，电气性能好。
耐高温硅钢片漆：H级有聚胺-酰亚胺硅钢片漆；F级有二苯醚环氧酚醛、环氧聚酯酚醛、二甲苯改性环氧、水溶性酚醛、水溶性酚醛半无机等硅钢片漆。
用于浸渍、涂覆金属导线，漆包线用于制造电机、电器和变压器。漆膜应当附着力强、柔韧性好、耐磨、有一定弹性，电气性能好，耐溶剂性好，不腐蚀导体，对绝缘漆相容性好。对漆包线漆的要求是固体含量高、黏度低、流平性好、固化成膜快，能适应涂线工艺的要求，贮存期长等。漆包线漆的性能及品种见表3.1-9。
表3.1-9 漆包线漆的性能及品种
由树脂、固化剂、填料、阻燃剂等配制成的可流动、可固化的树脂混合物。配料中添加适当的填料能显著提高胶的热导率，降低膨胀系数、收缩率和放热温升。灌注胶在浇注温度下，有较好的流动性。包封胶是一种高黏度涂料。
（1）灌注胶 采用模具灌注工艺制备零部件。配制灌注胶时，要保证配料充分混合均匀，同时要注意消泡；浇注模具要预热；浇注后要注意排气和补充胶料；固化时分段逐级升温；固化后浇注件要逐级降温，防止因产生内应力而引起浇注件开裂。
B～F级常用酸酐-环氧灌注胶，特点是收缩率低、综合性能好，配料中添加“海岛结构”型增韧剂，能有效降低浇注件的内应力。采用脂环族环氧时，能提高耐气候性、耐电弧性和耐热性。聚氨酯胶的特点是韧性、耐磨性好。环氧-异氰酸树脂耐热灌注胶可达H级，固化后收缩率小，电气、力学、化学性能好。有机硅灌注胶的特点是使用温度范围特宽（-65～265℃）。
灌注胶广泛用于20kV以下电流互感器、10kV以下电压互感器、干式变压器、户内及户外绝缘子、六氟化硫断路器绝缘子、电缆接线盒、电视机高压包以及各种电子元器件等。
（2）包封胶 用浸渍、涂敷或模塑工艺包封电子元器件或机械零部件，保证电气电子设备在各种环境条件下都能可靠运行。有加热、常温和光辐照固化等方式。固化后化学稳定性和导热性好，膨胀系数小、耐潮、电性好等。包封胶产品有硅硐、环氧、1，2-聚丁二烯等。
由树脂与固化剂、阻燃剂、增韧剂、颜料等配制而成的粉体涂料。有热固性和热塑性两类。采用流化床或静电喷涂工艺涂敷各种零部件。涂敷前工件要预热到树脂熔点以上的温度，涂敷后需再进行后固化处理。
由于该涂料不用溶剂，一次涂敷厚度较厚，剩余料可回收，因此具有经济合理、节能、不污染环境、不危害人民健康、劳动生产率高等优点，而且固化后绝缘涂层坚硬光滑，边角覆盖率高，具有防潮、耐热、耐化学品性能，电气和力学性能良好。主要熔敷粉末产品有环氧和聚酯两类，环氧粉末又有高温熔敷、低温熔敷、弹性和阻燃等品种。其他还有丙烯酸酯（耐气候）、三聚氰胺（耐化学、耐热）、聚氨酯（弹性）和聚酰亚胺（耐热）等。熔敷粉末主要用于中、小型电机转子和定子绝缘，电器和电子元器件绝缘。
以木材、棉花等经制浆、造纸工艺过程而成。通过打浆达到横向纤维细化，提高电性能。用黏状打浆法制电容器纸和电力电缆纸的密度越高、厚度越薄时，电气强度越高，但密度高时纤维含量大，tan δ 等电性较差，因此需要综合平衡。浸渍纸等用游离打浆法制造，通过打浆达到纵向切断纤维，提高渗透性能。纸的标重大于225g/m 2 时称绝缘纸板。纸和纸成型绝缘件是电缆、变压器、电力电容器等的重要材料，也是层压制品、复合制品、云母制品等的基材和补强材料。纸的性能见表3.1-10。
表3.1-10 纸的性能
合成纤维纸由短切和沉析两种形态纤维经混合抄纸工艺制成，工艺流程如下：
不同类纤维也可混抄，例如聚砜-聚酯纤维纸（Ad纸）。
非织布即无纺布，通过机械或气流成网后热轧或化学黏合而成。合成纤维纸和非织布的性能见表3.1-11，力学性能好、耐热、吸潮性小、浸渍性优异，特别是聚芳酰胺纤维纸，阻燃性（UL94V-0级）、耐热性优异，但易吸潮。
表3.1-11 合成纤维纸和非织布的性能
电工薄膜是厚度小于0.5mm的高分子薄片材料，常用电工薄膜的性能和用途见表3.1-12。
表3.1-12 常用电工薄膜的性能和用途
①辐照交联聚乙烯薄膜。
②取向前。
③1MHz下测量。
（1）常用电工薄膜 其中聚丙烯薄膜有普通型、粗化型和金属化型三种，粗化型易于浸渍绝缘油。聚丙烯和聚酯薄膜是双轴定向薄膜，机械强度高。聚酰亚胺薄膜不燃、耐辐照。聚四氟乙烯薄膜不燃。缺点：聚乙烯薄膜不耐热、力学性能差；聚酯薄膜耐碱性、耐电晕性较差，易水解；聚四氟乙烯薄膜机械强度低，尺寸稳定性差，与其他材料的黏合力极差，经过改进的全氟乙丙烯薄膜热封性较好，其他氟塑料薄膜还有聚偏二氟乙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、乙烯-三氟氯乙烯共聚物薄膜等。
（2）新型薄膜 新型薄膜耐高温：H～C级有聚醚醚酮薄膜，H级有聚芳酰胺、聚苯硫醚、聚醚砜薄膜。F级有聚酰胺亚胺、聚海因、聚噁二唑、聚芳酯和聚对苯二甲酸丁二酯薄膜。突出性能：特高机械强度有聚苯硫醚和聚对苯二甲酸丁二酯薄膜；特高 E b 有聚醚醚酮薄膜、特高 ρ v 有聚醚砜薄膜；耐辐照、阻燃或耐燃方面有聚醚醚酮、聚苯硫醚薄膜。
（1）玻璃纤维、布与带玻璃有高碱玻璃（R 2 O＞5%）或低碱玻璃（硼硅酸玻璃和铝镁玻璃，R 2 O≤5%）之分，低碱玻璃绝缘性能好，适合电工应用。无碱玻璃纤维从无碱玻璃熔体高速拉出多根纤维束再涂以润滑剂后收卷而成。无碱玻璃纤维耐热性好、不燃、机械强度高，适于纺纱织布或作塑料增强材料。无碱玻璃纤维绳由无碱玻璃纱并捻而成。耐热性和绝缘性好，机械强度高，拉断力达50～600N，适于作绕组的绑扎材料和电阻丝芯子。玻璃布由玻璃纱用平纹、钭纹或缎纹织法织成，耐热性好，可作玻璃漆布底材、层压制品底材、云母制品补强材料。玻璃布带，断裂强度为30～400N/10mm，用于电机、电器线圈绑扎材料。
（2）编织带品种有棉布带、玻璃布带、合成纤维带和涤玻交织带等。棉布带断裂强度为180～320N。编织带主要用作线圈包扎绝缘。
（3）绑紮热收缩线由耐冷冻剂合成纤维编织或加捻而成，用于冰箱、空调器。
（4）无纬带是由无碱长玻璃纤维纱浸渍热固性树脂后制成的带状半固化材料。其中网状带不易断丝或掉丝，绑扎拉力强。无纬带主要用于绑扎电机转子和变压器铁心。无纬带品种：H级有聚酰亚胺、聚二苯醚等无纬带；F级有不饱和聚酯、环氧无纬带；B级有聚酯无纬带，丙烯酸酯网状绑扎带可用于B～H级。
（5）绝缘黏带由薄片基材涂布黏合剂后经烘焙、分切而成。有压敏型、溶剂活化型和加热型三种。聚酰亚胺薄膜-聚酰亚胺胶黏带、聚酰亚胺薄膜-F46胶黏带的 E b 达800～900MV/m，聚四氟乙烯薄膜-氟树脂胶黏带、硅橡胶玻璃布黏带的 E b 达200MV/m。其他还有聚酰亚胺薄膜-丙烯酸酯、聚酯薄膜-丙烯酸酯、聚丙烯薄膜-丙烯酸酯、橡胶玻璃布等多种绝缘黏带。绝缘黏带使用简便，越来越多地用作线圈绝缘、引线包扎绝缘和各种标志物。
（1）绝缘漆布 以各种电工用布作底材，浸渍或涂布绝缘漆后经烘干而成的柔软绝缘材料。电工用布有棉布、玻璃布、涤玻布、蚕丝绸、锦纶绸和涤纶绸。玻璃布耐热性好、吸潮少，涤玻布中织入聚酯纤维，柔软性较好。绝缘漆布品种：H级有聚酰亚胺、硅橡胶、有机硅玻璃漆布；F级有聚酯玻璃漆布；B级有醇酸玻璃漆布和沥青醇酸漆布；A级有油性漆布绸。绝缘漆布单独或与其他材料复合，广泛用作电机、电器的绝缘和导线绕包绝缘。
（2）绝缘漆管 由纤维套管浸以绝缘漆后经烘干而成。绝缘漆管品种：H级有硅橡胶玻璃丝管；丙烯酸酯玻璃漆管有F级和H级品种。各品种击穿电压分别有高、中、低三级。
柔软复合材料和复合纸由薄膜和纸复合而成。
电工用柔软复合材料（复合制品）多数是聚酯和聚酰亚胺薄膜复合Nomex等绝缘纸，经浸渍压合后制成。复合纸采用聚丙烯薄膜和木浆纤维纸，以聚丙烯树脂挤出料为黏合剂，经挤压复合而成。复合制品或复合纸具有薄膜材料和纤维材料的综合特性，能明显改善薄膜的抗撕性和浸渍性。柔软复合材料的性能见表3.1-13。
表3.1-13 柔软复合材料的性能
（1）云母片 天然云母有白云母和金云母两类。合成云母与天然云母类似。云母片具有很高的耐热性和电气绝缘性（见表3.1-14）、耐电晕性和耐化学性，广泛用于电机绝缘、高温绝缘。
表3.1-14 云母性能
（续）
（2）云母纸 以云母为原料，经制浆、造纸工艺过程制成。煅烧造纸法把云母放在高温下煅烧后造纸，称熟云母纸，该纸介电强度较高，质地柔软，但渗透性和透气性较差，适宜制造多胶粉云母带、柔软粉云母板和粉云母箔等云母制品。机械造纸法把云母放在高压水下冲击并机械破碎后造纸，称生云母纸或大鳞片云母纸，这种纸具有良好的抗切通性，质地挺实，渗透性和透气性较好，适宜制造少胶粉云母带、换向器粉云母板、衬垫粉云母板和耐热粉云母板。合成云母纸用于制造耐高温绝缘材料。超薄型云母纸经过增强后，可作标准电容器的固体介质。
（3）云母带和软质云母板 在室温下具有柔软性和可绕性，由片云母/粉云母纸与胶黏剂、补强材料制成。云母箔是在低温低压力下压制成的薄板，也有一定的柔软性。所用胶黏剂：H级以有机硅胶黏剂为主，F级以桐马环氧、酚醛环氧胶黏剂等为主。云母带和云母板电气性能、耐电晕性好，云母含量越大，则耐电晕性越高。云母带经过分切，按含胶量分为多胶、少胶、中胶三种云母带，主要用于高压大中型电机主绝缘和耐火电缆绝缘，其中少胶云母带适用于真空压力浸渍工艺的电机线圈绝缘。柔软、塑型云母板主要用于中小电机槽绝缘和端部层间绝缘。云母箔主要用于电机条型线圈的卷烘绝缘和电器部件模压成型绝缘。硬质云母板参见本篇第26条。
主要用于电线电缆绝缘和护套的高分子弹性体，由纯胶、助剂与填料等混合后，在一定温度、压力和时间下硫化而成。电缆橡胶的主要品种和性能见表3.1-15。其中三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和第三单体的共聚物。第三单体为乙叉降冰片烯时，橡胶硫化速度快，或为双环戊二烯时，橡胶耐臭氧、抗电晕；氯丁橡胶耐候性好、耐油、阻燃；氯磺化聚乙烯耐候性好、耐臭氧、耐电晕、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐磨、阻燃；电缆用硅橡胶主要为甲基乙烯基硅橡胶，易硫化，加工性能好，硫化后高温抗拉强度高，永久变形小，电性能随温度和频率变化甚微，耐电弧。
表3.1-15 电缆橡胶的主要品种和性能
其他橡胶及其特点：丁苯橡胶耐磨、耐热，常与天然橡胶并用；丁基橡胶耐热、耐臭氧、耐电晕、气密性好、吸水性低，主要用于中压电力电缆和船用电缆的绝缘；丁腈橡胶（NBR）耐油、耐溶剂、耐磨，主要用于潜油电泵电缆护套和电机、电器引接线；氯化聚乙烯（CPE）的性能与氯磺化聚乙烯相当，用于电缆护套和其他制品；氯醚橡胶耐候性优良，耐臭氧、耐热、耐油、耐溶剂、耐弯曲疲劳、阻燃，透气性差，主要用于油泵电缆、电机引接线的护套；电缆用氟橡胶（主要是偏二氟乙烯和全氟丙烯共聚物）耐热、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧、耐候性好，用于特种电缆的护套和特种电缆附件的垫圈或镶嵌零件。
（1）电工软塑料 由玻化温度或熔点较低的软树脂或添加增塑剂的硬树脂加入各种配合剂（稳定剂、抗氧剂、阻燃剂等）和填料，经捏合、混炼塑化和造粒而成。对于热塑性塑料，挤出后需冷却成型；对于交联型塑料，需交联硫化处理。电工软塑料和热塑弹性体的品种和性能见表3.1-16。
表3.1-16 电工软塑料和热塑弹性体的品种和性能
1）聚氯乙烯（PVC）配方中需添加大量的增塑剂或与乙烯-醋酸乙烯酯-一氧化碳三元共聚物共混以增加柔软性。高温配方的增塑剂采用偏苯三酸三辛酯；耐油配方可用丁腈橡胶固体增塑剂；阻燃配方需加三氧化二锑与氯化石蜡，加无机钼化合物可降低发烟量；交联聚氯乙烯采用三（甲基丙烯酸三羟甲基）丙烷酯为辐射交联敏化聚氯乙烯软塑料力学性能优越，电性能良好，耐化学品和耐潮，不延燃，成本较低。大量用于线缆的绝缘和护套。
2）聚乙烯树脂有高密度（HDPE）、中密度（MDPE）、低密度（LDPE）、线性低密度（LL-DPE）和超高分子量聚乙烯等品种。阻燃配方要加特克络纶和三氧化二锑等阻燃剂，无卤低烟配方要加大量氢氧化铝；化学发泡聚乙烯要加少量偶氮二异丁腈或偶氮二甲酰胺作发泡剂；护套配方要加炭黑；力加乙丙橡胶共混可以改善耐环境应力；辐照交联聚乙烯要加少量敏化剂；温水交联聚乙烯要加有机硅氧烷和催化剂，分别制成A、B料，使用时将2份料混合挤出成型，在90℃水或潮气条件下交联。聚乙烯电气性能优越，其 ε r 和tan δ 随频率变化甚微，耐潮、耐寒，主要用作通信电缆绝缘和护套、光缆护套；交联聚乙烯（XLPE）主要用于电力和控制电缆绝缘，短路时温度可达250℃。
3）聚丙烯（PP）为提高柔软性需采用改性聚丙烯。户外配方加2份碳黑；为改善挤出性能可加少量能与其共混的橡胶。其电性能与聚乙烯相当，物理、力学性能优于聚乙烯，聚丙烯可用于通信电缆和油井电缆绝缘。
4）氟塑料辐照交联F-40（四氟乙烯-乙烯共聚物）绝缘电线电缆是代表品种。耐热和耐溶剂性优异，阻燃。它广泛用于航空、油井、机车、汽车、计算机、家用电器等方面。
其他软塑料：乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA），弹性大，填料受容性好，可用作低压电线绝缘和通信电缆护套；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA），性能与EEA类似，但弹性和韧性更大，可用作低压电线绝缘、无卤低烟阻燃料、半导电屏蔽料。聚酰胺（尼龙1010或66），耐磨、抗切割、耐寒、耐热、耐油、耐溶剂，且阻燃，主要用于航空电线的护层；加氯化聚乙烯或丁腈橡胶增塑的氯化聚醚，其耐油和耐溶剂性仅次于氟塑料，可用于耐油电线绝缘。
（2）热塑弹性体（弹性材料）指兼具工作温度下的高弹性和高温时的热塑性的材料。热塑弹性体加工方法与电工软塑料相同，主要品种有聚氨酯弹性体、苯乙烯-聚丁二烯嵌段共聚物、改性聚烯烃、聚酯-聚醚（例如PBTP、TPEE）等几类弹性体。聚氨酯弹性体具有优异的耐磨、耐油、耐化学品、耐气候、耐辐射、抗撕、高强度、弹性、高伸长率、高模量、易着色、容易加工等性能，是电缆、光缆理想的护套材料。改性聚烯烃弹性体的抗紫外线、介电性能、冲击性能、耐酸碱性均好。
一般由玻化温度或熔点较高的树脂与无机填料、稳定剂、阻燃剂等配制而成。电工用热塑性硬塑料主要采用注射成型方式，有些塑料品种成型后对其制件需进行后处理，以消除内应力。对于热收缩材料，成型后需要对制件进行拉伸或扩张处理，有的预先要经过辐照处理。
（1）热塑性硬塑料 [13,14] 热塑性硬塑料刚性大，力学性能优异，制品尺寸稳定性好，适用于制造各种电气和机械零部件。常用热塑性塑料的主要性能见表3.1-17。
1）聚酰胺塑料（尼龙）以玻璃纤维增强的尼龙6、尼龙66、尼龙1010最常用，可制造低压电器壳体、线圈骨架、底板、调谐器和发动机部件、各种电连接件、方轴绝缘套、仪表齿轮等结构部件。
2）聚酯塑料有聚对苯二甲酸乙二酯（PETP）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBTP）。玻璃纤维增强的PETP和PBTP可在140℃下长期使用，力学、电气性能优异，吸水性小，PBTP耐化学性好。它可制造调谐器、端子盘、接插件、低压电器线圈骨架、防护板，以及耐电弧、耐化学腐蚀的电器绝缘结构部件。
3）聚碳酸酯塑料吸水性小，尺寸稳定，在较宽的温度范围内电气性能优良，采用玻璃纤维增强后可减少应力开裂。它适于制造电器、仪表的支架和线圈骨架、插接件和定时器外壳等绝缘零部件。
4）聚苯硫醚塑料（PPS）抗蠕变、难燃、耐焊锡性好，吸水性小，易加工。用玻璃纤维增强后，冲击强度显著提高。它适于制造高温电器元件和电子仪表、汽车等部件。
其他热塑性硬塑料还有聚砜塑料：绝缘电阻高、耐热，可制造高压开关座、电机槽楔、电刷架、手电钻壳、接线柱等绝缘部件；ABS塑料：表面硬度高、耐磨，耐化学药品，可制造各种仪表、电动工具外壳、支架等绝缘部件；改性聚苯醚塑料：吸水性极小，成型工艺性能好，适于制造电器开关、电动机、接插件等绝缘结构部件；聚苯乙烯塑料：透光性、耐化学稳定性好，改性苯乙烯有提高冲击强度，适于制造各种仪表外壳、罩盖、线圈骨架等部件；有机玻璃：耐候性、透光性好，易于加工成型，可制造电器、仪表外壳、罩盖等绝缘部件；聚甲醛：线膨胀系数低，绝缘电阻高，可制造各种电器的绝缘零件。
表3.1-17 常用热塑性塑料的主要性能
（2）热收缩材料 [3] 热收缩材料制件受热后，能自动收缩到拉伸处理前的形状尺寸，原理基于聚合物的弹性记忆效应。由于应用方便，它广泛应用于电工技术中：低压电缆终端头和接头、小元件的包封与防潮、电机线圈工艺用保护材料等。常用热收缩材料的主要品种和收缩性能见表3.1-18。复合热收缩材料在其内表面涂热熔融层，加热使收缩带收缩时，内层熔融使层间黏合，因此使用更方便，密封绝缘性更好。此外，聚酯薄膜、合成纤维编织带等也可用作热收缩材料。
表3.1-18 常用热收缩材料的主要品种和收缩性能
由树脂、固化剂、填料及其他配合剂（稳定剂、抗氧剂、阻燃剂等）配成的粉粒状或纤维状热固性成型材料，在热和压力作用下通过模压、注射、传递模塑成型加工成为不熔的热固塑料，电气、机械性能好，尺寸稳定，表面良好。常用热固性塑料的主要性能见表3.1-19。
表3.1-19 常用热固性塑料的主要性能
（续）
（1）氨基塑料 三聚氰胺甲醛玻璃纤维塑料以石棉、玻璃纤维为主要填料，耐电弧性、耐电痕性优良，适于制造防爆电机电器、电动工具、高低压电器绝缘部件、灭弧罩及耐弧部件。脲醛塑料也耐电痕、耐电弧，但其他性能稍差。
（2）聚酯类塑料 湿式不饱和聚酯塑料以苯乙烯作交联剂，以玻璃纤维增强，加工制成团状（DMC）、片状（SMC）塑料，各项性能优异，制件尺寸稳定，吸水性小，适于制造开关外壳、高低压电器耐电弧部件、电机换向器等绝缘结构部件。干式不饱和聚酯塑料以邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）预聚体为交联剂，以玻璃纤维为补强材料，性能优异，室温贮存期为一年，适于注射成型。DAP绝缘电阻、耐湿热性能高，适于制造在高低温交变和高湿条件下使用的电机、电器及通信设备等绝缘零部件。密胺聚酯塑料：适于注射成型，各项性能优良，吸水性小，耐摩擦性能较好，适于制造低压电器壳体、动触头支架等绝缘部件。
（3）酚醛塑料和环氧酚醛塑料 酚醛塑料以酚醛树脂或改性酚醛树脂为基体，与木粉、无机填料及其他添加剂经炼塑加工制成，有通用型、耐热型、电气型及玻璃纤维增强型等品种，适用于不同场合。环氧酚醛塑料以酚醛环氧或双酚A环氧为基体加工制成，电气性能、耐酸碱性、耐冷热交变性好，适于制造多孔电连接器、低压电器、通信用各种绝缘零部件。
其他热固性塑料有玻璃纤维增强聚胺-酰亚胺塑料：耐热、耐辐射、耐氟利昂；有机硅石棉塑料：耐电弧性、耐热性高，适于制造耐高温电机、电器的绝缘零部件。
有层压板、层压管、层压棒三类，由热固性树脂黏合剂浸渍或真空压力浸渍底材后，通过层压、卷制、模压等成型工艺制成。层压制品的黏合剂主要有：酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、二苯醚树脂、聚酰亚胺树脂等；底材主要有浸渍纤维纸、棉布、尼龙布、无碱玻璃布、无碱玻璃毡等。引拨成型棒采用无碱玻璃纱作基材。层压制品可加工制成各种绝缘部件，广泛用于电机、高低压电器、电子设备中，起到绝缘、机械固定和支撑等作用。
（1）层压板 由底材上胶后经叠合、热压制成。常用层压板的主要性能见表3.1-20。
1）酚醛和环氧层压板。酚醛层压板的机加工性、电气和力学性能好，但耐热性差，主要用作机械、电气、电子设备绝缘和机械部件。环氧层压板以酚醛树脂或芳香胺为固化剂，电气和力学性能优良，耐热性高于酚醛层压板。微气隙环氧层压板结构致密，吸水性小，性能更好。环氧层压板可作B、F级电机、电器绝缘。
2）耐热层压板。有机硅玻璃层压板采用有机硅树脂作黏合剂，以无碱玻璃布为底材，这种层压板的特点是耐热，但力学性能较低。二苯醚玻璃层压板采用芳环类二苯醚树脂作黏合剂，以玻璃布为底材，这种层压板的特点是高温下力学性能好，耐化学腐蚀。聚酰亚胺玻璃层压板采用聚酰亚胺或聚胺-酰亚胺树脂作黏合剂，以无碱玻璃布为底材制成，目前聚胺-酰亚胺层压板应用最广，高温下机械强度高、耐辐照性好。耐热层压板可作H级电机、电器和干式变压器绝缘。
表3.1-20 常用层压板的主要性能
（续）
①尼龙布底材。
②微气隙环氧层压板。
③180℃/2h后。
（2）层压管 层压管有三种成型方法：卷绕成型是最普通的制管法；缠绕成型可制造大型管材；真空压力浸渍成型法要求进行真空压力浸渍，可制得微气隙层压管。酚醛层压纸管主要用作一般变压器、高压开关绝缘。环氧层压玻璃布管性能好，耐热性比酚醛层压纸管高，主要用作高压电器绝缘。缠绕成型玻璃丝层压管主要用作高压开关（少油断路器）绝缘。微气隙玻璃布层压管致密性和性能好，主要用作超高压电器绝缘。
（3）层压棒和引拨棒 层压棒有两种成型方法：模压成型和引拨成型。引拨成型用不饱和聚酯树脂或环氧树脂浸渍玻璃纱，通过孔模引拨、加热固化成为连续棒材。酚醛布棒主要用作电机、电器及其他电工设备的绝缘和绝缘结构件；环氧层压玻璃布棒主要用作B级电机、电器绝缘和电工设备绝缘结构件。引拨棒抗弯强度高，长度随意性大，主要用作高压开关拉杆、中小电机槽楔和有机绝缘子芯棒。
（1）云母板 由热固性胶黏剂黏合片云母或粉云母纸制成，电气性能好， E b 达18～40MV/m，采用聚酰亚胺、磷酸盐、有机硅、二苯醚胶黏剂时，耐热等级为H级，采用虫胶和环氧胶黏剂时，耐热等级为B级。其中塑型云母板在低温低压下成型，可塑性好，主要用于塑制直流电机换向器V型绝缘环和其他成型绝缘件。衬垫云母板和换向器云母板在高温高压下成型，衬垫云母板可加工性好，主要用于加工各种电气设备垫片、垫圈等绝缘件；换向器云母板胶含量低（≤6%），冷、热收缩率小（25℃时，≤9%，160℃时，≤1.4%～2.5%），厚度均匀性好，主要用于加工直流电机换向器片间绝缘。改性有机硅粉云母板采用金云母大鳞片云母纸，性能好且价格低，用于H级换向器。耐热粉云母板黏合剂用磷酸盐或特殊有机硅树脂，纸有白粉云母纸、金粉云母纸或合成粉云母纸，在高温高压下成型，耐热粉云母板胶含量少，耐潮、耐水， E b 达46～69MV/m，在500℃下热失重（质量减少）低于1%，在900℃冷热冲击下不变形，工作温度可达600～1000℃，可加工性好，主要用作耐高温电气设备和家用电器绝缘。
（2）云母管 云母管是用塑型云母板卷制塑制成型的管状材料，主要用作电机、电气设备的引出线绝缘和电极绝缘套管。
主要用作高低压、高频、高温条件下的电绝缘及电容器介质。
瓷绝缘子的主要材料是一种硅酸盐陶瓷材料，具有优良的耐气候性、耐化学品、耐冷热急变性，电气性能和力学性能良好。瓷绝缘子的性能很大程度上取决于其组分和制造过程。
其他还有机械强度高的瓷如高铝质瓷、高铝瓷（Al 2 O 3 ，含量 w >75%）；高温绝缘性能优异的瓷有高铝瓷、氮化硼瓷、镁橄榄石瓷；氧化铍瓷导热性极好，约为氧化铝瓷的10倍；高温瓷的线膨胀系数特别小，新发展的高温瓷有碳化物瓷、硼化物瓷等，分别用于制造各种瓷绝缘件，常用绝缘陶瓷的品种和性能见表3.1-21。电容器用高介瓷参见本篇第95条。
表3.1-21 常用绝缘陶瓷的品种和性能
（1）绝缘子玻璃 制造绝缘子的玻璃是高碱玻璃。玻璃的绝缘强度超过瓷，但力学性能和冷热急变性能差。玻璃经特殊的热处理即钢化后，其机、热、电性能都得到提高。
（2）电真空玻璃 主要品种有硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠玻璃和石英玻璃，用于制造电真空器件、灯泡和灯管等。
（3）玻璃陶瓷 由玻璃料经适当热处理析出微晶后制成的陶瓷状材料，微晶化后，抗弯强度和硬度提高，表面平滑，有玻璃光泽，可像玻璃一样进行成型加工。
（4）低熔点玻璃（玻璃焊药） 以B 2 O 3 -PbO-ZnO系或B 2 O 3 -PbO-SiO 2 系为基材配制而成，可在较低的温度下焊接金属、陶瓷、玻璃，适于制作电子和半导体器件的密封或焊封材料、硅半导体器件的钝化膜。
云母片、云母纸参见本篇第20条。无机纤维纸有玻璃纸、陶瓷纸等，由相应纤维与少量黏合剂制成。
玻璃纸的主要成分是玻璃微纤维，其特点是热稳定性高（耐温达538℃），热导率高，耐化学品性好。陶瓷纸的特点是高温性能好，抗蠕变、尺寸稳定；铝硅氧纸的主要成分是Al 2 O 3 和SiO 2 ，连续工作温度达1260℃，但不耐酸、碱。
聚丙烯层压纸（PPLP）是由日本住友电工公司于20世纪70年代开发并实用化的绝缘材料，由多孔的纸浆材料同聚丙烯薄膜压制而成，具有类似于“三明治”的结构。PPLP中间一层是聚丙烯薄膜，上下两层为牛皮纸，具有良好的浸渍性能，可有效地防止气隙的产生从而减少局部放电的发生。由于聚丙烯薄膜具有较高的介电强度，低温下也具有良好的机械性能，因此，PPLP兼具良好的浸渍性和较高的介电强度，是一种良好的低温绝缘材料，可用作高温超导电缆绕包绝缘。
交联聚乙烯（XLPE）是通过化学方法或物理方法将聚乙烯（PE）从线性链状结构改变为分子链交叉联结的立体网状结构而来。在保持了PE优异绝缘性能的同时，XLPE的交联结构使其比PE具有更强的耐热性能、机械性能和耐老化性能。凭借着优异的性能，XLPE被广泛用作中高压电力电缆的绝缘材料。
制备XLPE的方法主要有辐照交联、硅烷交联和过氧化物交联。辐照交联通常采用高能射线辐照PE形成烷基自由基，当烷基自由基相遇时，发生交联反应。硅烷交联的原理是把有机硅化合物如乙烯基三甲氧基硅烷接枝到PE主链上，在过氧化二异丙苯（DCP）的触发下，借助硅烷水解而实现交联。过氧化物交联是目前XLPE电缆绝缘制备的主要方法，通过高温分解过氧化物而引发自由基反应，使得PE交联形成XLPE。
共混改性聚丙烯：聚丙烯的高刚性和高脆性是限制其作为电力电缆绝缘材料的主要原因之一。将聚丙烯与具有低玻璃化温度、低模量的弹性体进行熔融混炼造粒后，可以得到机械性能大幅优化的复合材料。等规聚丙烯是最为常见的基体材料。常见的可用于共混改性聚丙烯的弹性体有乙烯-丙烯无规共聚物（EPR）、丙烯-辛烯无规共聚物（EOC）以及其他聚烯烃弹性体（POE）。其中等规聚丙烯/EOC复合材料空间电荷抑制效果显著，有作为直流电缆绝缘料的潜力。
纳米改性聚丙烯：将聚丙烯与经过表面修饰的纳米粒子共混可以得到多种具有特殊用途的功能性复合材料。将聚丙烯与纳米氧化镁、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝等副复合可以得到具有显著空间电荷抑制效果的复合材料，同时复合材料的额直流击穿场强也会得到明显提升。将聚丙烯与纳米氮化硼（BN），纳米氮化铝（AlN），纳米氧化铝（Al 2 O 3 ）等具有高导热系数的纳米粒子复合可以得到具有高热导率与高介电性能的复合材料。
化学改性聚丙烯：在聚丙烯主链上引入含有不同官能团的直链可以得到化学改性聚丙烯。通过官能团的类型与含量可以调节改性材料的性能。马来酸酐接枝聚丙烯具有高击穿场强以及优异的空间电荷抑制特性，但也容易引入过氧化物促进聚丙烯的降解。此外，将常用添加剂接枝在分子主链上比直接混炼更易获得综合性能优异的改性材料。
共聚改性聚丙烯：在聚丙烯聚合过程中引入其他烯烃单体可以得到共聚改性聚丙烯。烯烃单体的种类和配比均会对最终改性材料的性能产生影响。丙烯-乙烯无规共聚物韧性好、击穿强度高，被认为是潜在的电缆绝缘材料。
成核剂改性聚丙烯：在聚丙烯中添加成核剂是一种常见的改性方法。由于聚丙烯具有多种晶型，各晶型的理化性能存在差异。添加 β 晶成核剂可显著提高等规聚丙烯的韧性。
聚丙烯（PP）为目前最常见的有机材料之一，通常经双轴拉伸定向制成聚丙烯薄膜（BOPP）应用于电容器中。聚丙烯的电学性能及机械性能优异，相比其他有机薄膜电容器材料具有更高的电气强度、更低的介电损耗（tan δ ≤0.1%），且介电损耗随温度变化较小，密度小、抗张强度、刚性及耐环境应力开裂性等都较好，在电力电容器中应用范围最为广泛。尤其常用于工作场强高、对介电损耗要求严格的场合。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，又称涤纶、聚酯），是较为典型的极性有机材料，具有优良的机械性能和电性能。经纤维材料改性后其耐热等级、耐磨性能也有所提高，绝缘电阻高、介电常数比聚丙烯略高，但在强电场下损耗急剧增大，相比聚丙烯电气强度较低。通常用于低压交流场合的电容器及脉冲电容器中。
聚偏氟乙烯（PVDF）是典型的极性有机材料，具有优异的化学稳定性、电学性能，相比其他常见的有机薄膜材料具有独特的铁电特性和压电特性，且介电常数相比聚丙烯等传统电容器薄膜材料较高，成为近年来电容器材料的研究热点，被认为在电介质储能领域有较大的发展前景。但由于无法解决其本身的高损耗特性等问题，目前在工业上的应用仍受到局限。
聚苯硫醚薄膜（PPS）具有熔点高、耐热阻燃性能高、低损耗、绝缘电阻性能高、可靠性高等优点，且其机械性能优良，可经加工生产出1～2μm厚的均匀薄膜。缺点是相比聚丙烯的自愈性能较差、耐高压性能不佳，作为有机电容器薄膜材料更适合应用于高温场合。
作为一种液体绝缘材料，广泛应用于变压器中，对变压器内铁心、绕组等进行浸渍，主要起到散热和绝缘的作用。矿物油基本上由石油炼制而成，其中包括常压蒸馏、溶剂精制、白土处理、加氢补充精制等工艺。除此之外，矿物油中还通过添加抗氧化剂、金属钝化剂抑制矿物油的氧化。优良的矿物油应该具有低黏度、低倾点、高闪点、优良的化学稳定性和很高的电气强度。
根据矿物油中芳香烃、烷烃和环烷烃的比例不同，可以将矿物油分类成石蜡基油和环烷基油。其中石蜡基油中烷烃比例较大，典型的石蜡基油为壳牌生产的GTL油，以及中石化生产的长城25号变压器油。环烷基油中环烷烃占比较多，典型的环烷基油为克拉玛依生产的25，45，50号变压器油。石蜡基油相对于环烷基油，密度较低，低温黏度较低，闪点高，抗氧化安定性好，而环烷基油则高温黏度低，倾点低，对油泥等变压器中老化产物的溶解性能较好。
作为环保型液体绝缘材料，逐步应用于油浸式变压器中，主要作散热和绝缘使用。植物油是由天然油料作物经压榨、精炼和改性制备而成，具有燃点高、电气性能良好，原料来源广阔，可再生和生物降解等优势。
植物油的主要成分为甘油三酸酯，不同的植物油所含的脂肪酸类型和含量差异较大，兼顾变压器油的低温流动性，单不饱和脂肪酸含量较高的植物油是制备变压器油的最佳选择。目前，国内外市场已存在的植物油包括大豆油基Cooper FR3和ABB BIOTEMP变压器油，菜籽油基的国产菜籽油变压器油以及棕榈油基的樱花PFAE变压器油。矿物油和植物油的典型性能对比见表3.1-22。
表3.1-22 矿物油和植物油的典型性能对比
作为优良的固体绝缘材料，广泛应用于油浸式变压器中主绝缘和纵绝缘。绝缘纸具有良好的物理、化学特性，并且满足一定的电气性能的要求，其中包括具有很高的介电强度，油浸绝缘纸与油有相近的介电常数、低功率因数和不含导电粒子。绝缘纸中应用最为广泛的牛皮纸，是由未经漂白的软木浆通过硫酸盐法提纯处理而形成的。成品的绝缘纸包含89%～90%的纤维素、6%～8%的半纤维素以及3%～4%的木质素。
新型绝缘纸通过化学、物理等改性方法提高绝缘纸的抗热老化特性。其中常见的化学改性包括氰乙化和乙酰化两种，将纤维素中亲水的极性羟基集团替换成更为稳定的化学集团。物理改性为在纸浆中添加添加剂，其中包括热稳定剂和纳米级别添加剂。热稳定剂包括三聚氰胺、双氰胺、对氨基苯酚、尿素和聚丙烯酰胺等，纳米级别添加剂包括氧化铝等金属氧化物。
氮化铝（AlN）为共价化合物，自扩散系数小，非常难于烧结，烧结温度要在1900℃以上。AlN为具有六方纤锌矿结构的Ⅲ—Ⅴ族共价键化合物，绝缘性能好，机械性能高，耐高温，耐热冲击性能好，能耐2200℃的极热。AlN陶瓷基片热导率可达150～230W/（m·K），是氧化铝（Al 2 O 3 ）的8倍以上。AlN的热膨胀系数为（3.8～4.4）×10 -6 /℃，与Si、SiC和GaAs等半导体芯片材料热膨胀系数匹配良好，被誉为新一代高密度封装的理想基板材料。AlN的热导率理论上可达319W/（m·K），但是由于AlN晶格中不可避免地固溶有Al 2 O 3 等杂质和缺陷，导致产生铝空位而散射声子，使得实际产品的热导率不到200W/（m·K）。AlN陶瓷基板的成型工艺主要有压膜、干压和流延成型三种方法，其中以流延成型法生产效率最高，且易于实现生产的连续化和自动化，可改善产品质量，降低成本，实现大批量生产，基片厚度可以薄至10μm以下，厚至1mm以上。流延成型法是AlN陶瓷基片向实用化转化的重要一步，有着重要的应用前景。
氧化铝（Al 2 O 3 ）陶瓷是一种以Al 2 O 3 为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。Al 2 O 3 陶瓷有较好的热传导性、机械强度和耐高温性。Al 2 O 3 陶瓷分为高纯型与普通型两种。高纯型Al 2 O 3 陶瓷系Al 2 O 3 含量在99.9%以上的陶瓷材料，其烧结温度高达1650～1990℃，在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型Al 2 O 3 陶瓷系按Al 2 O 3 含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al 2 O 3 含量在80%或75%者也划为普通Al 2 O 3 陶瓷系列。常用的烧结方法有常压烧结法、热压烧结法、热等静压烧结法、微波加热烧结法、微波等离子烧结法和放电等离子烧结（SPS）法。烧结助剂则通常选用B 2 O 3 、MgO、SiO 2 、TiO 2 、Y 2 O 3 等金属氧化物。虽然Al 2 O 3 陶瓷是目前最成熟的陶瓷基片材料，但其热导率较低，如99瓷Al 2 O 3 热导率仅为29W/（m·K）。此外，Al 2 O 3 热膨胀系数高达7.2×10 -6 /℃，与半导体芯片材料Si、SiC等的热膨胀系数相差较大，在冷热循环中容易累积内应力，大大增加了芯片失效概率。这些决定了Al 2 O 3 基片很难适应半导体器件大功率化的发展趋势，其应用局限于低端领域。
环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。环氧树脂封装材料由环氧树脂、固化剂、促进剂、无机填料、脱模剂、着色剂等十几种组分配制而成，其中环氧树脂是主要组分，可选用酚醛环氧树脂或双酚A型环氧树脂。在热和促进剂的作用下，环氧树脂与固化剂发生交联固化反应，固化后成为热固性塑料。按其用途可分为塑封料、包封料和灌封料，其中对塑封料的要求最高。电子封装用环氧树脂要求具有高纯度、低收缩性、优良的耐热性、低吸湿性、快速固化等优良性能。随着封装材料中卤素阻燃剂以及含铅焊料的禁用，对于环氧树脂阻燃性、耐热性、吸湿性等方面提出了更高的要求。环氧树脂的结构决定了其性能，在环氧树脂中导入耐热和耐湿结构的基团可提高其性能。具有耐高温、低吸湿性等高性能的环氧树脂主要包括以联苯、萘环、双环戊二烯等为骨架结构的低应力、耐高温、耐潮气环氧树脂；含硅、氮、氟的环氧树脂；多官能团型环氧树脂等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是通过对苯二甲酸和乙二醇酯化缩聚合成的饱和聚酯，其力学强度、绝缘性能优良，耐热性能好，是电力电子装备中叠层汇流排中间绝缘层最常用的绝缘材料。PET分子链在一般情况下是完全伸直的平面锯齿形的直链构型，分子链规整型高，因此容易取向，同时分子结构具有紧密敛集能力，因而具有良好的结晶性能，其结晶温度为130～200℃。PET具有较高的强度和模量、较好的弹性。
导热硅橡胶属于导热填料填充复合物，是至少包含两相的多相材料：连续的绝缘相—聚合物基体和分散的导热相—导热填料。导热硅橡胶的核心功能为电子器件与散热器之间传输热量，提高散热和延长机器使用寿命。在生产和使用过程中，需要考虑热膨胀问题、胶料储存问题、渗油问题等。目前国内外生产和销售导热硅橡胶的公司很多，产品的热导率一般都可达到0.5 W/（m·K）以上。使用温度范围一般在50～250℃，体积电阻率≥1.0×10 13 Ω·cm，基本能满足大功率电子器件的灌封要求。导热硅橡胶按照硫化类型分为缩合型和加成型。缩合型导热硅橡胶主要以端羟基聚二甲基硅氧烷为基体，通过交联剂与金属催化剂的联合作用，经缩合反应生成有机硅弹性体。缩合体系主要包括脱醇型、脱酮型、脱醋酸型。液体硅橡胶、交联剂、催化剂和填料中存在的或在硫化过程中产生的羟基、水分和杂质等导致聚硅氧烷主链高温降解，影响其耐热性。加成型导热硅橡胶是由加成型硅胶组分与无机填料混合后，经硫化而制成的导热硅胶。硫化剂包括氧化物、偶氮化合物和铂催化剂等，前两者反应副产物较多，而铂催化硅氢加成硫化过程比较完全，且无副产物产生，耐热性较好。可选用高催化活性的Karstedt催化剂，在反应体系中分散性更好，具有更好的催化效果。国内产品在耐老化性、耐高温性、散热性等方面与国外产品仍然存在一定的差距。