硅油,以其独特的物理化学特性,在工业和商业领域中扮演了不可或缺的角色。在本系列文章中,我们主要以二甲基硅油为例,深入探讨其在不同行业中的具体应用和优势。

一、硅油在电绝缘油的应用

硅油因其卓越的电绝缘性能、热稳定性、化学惰性以及阻燃特性,在电力绝缘油领域的应用日益广泛。特别是二甲基硅油,相较于传统的矿物油绝缘油,展现出更高的阻燃性能,同时对人体健康和环境的安全性也更为优越。这种材料已经在车载变压器油中得到实际应用,并因其卓越的耐久性而受到认可。

用于电力变压器中

在美国,二甲基硅油(粘度等级为50mm²/s)被联邦标准和FM标准认定为具有高燃点和难燃性的电绝缘油,广泛应用于电力变压器中。其粘度在25℃时通常维持在47.5至52.5mm²/s之间,以确保最佳的冷却效果和对绝缘材料的兼容性。粘度过高或过低均会影响其性能,如过高可能导致冷却效果下降,过低则可能降低闪点,影响安全性。

硅油与矿物油、多氯联苯的性能比较

铈改性硅油的制备与优势

为了进一步提升硅油的阻燃性能和闪点,可以通过添加适量的铈改性硅油来实现。这种改性硅油可以通过将Ce(Ⅲ)乙酰丙酮与二甲基硅油反应制得。实验表明,通过在二甲基硅油中添加乙酰丙酮铈水合物,并在特定温度下处理,可以制备出闪点更高、燃烧速度更低的无色透明硅油。此外,这种改性硅油的黏度保持不变,而其热裂气相色谱-质谱分析显示,经过热处理后,其化学稳定性得到增强。

粘度(25 ℃)50mm/s的二甲基硅油加铈前后的热性能分析结果

甲基苯基硅油在电力电容器中的应用

低黏度、低苯基含量的甲基苯基硅油是电力电容器的理想浸渍油。与传统的同类型电容器相比,使用这种硅油可以显著提高电容器的电容量,达到4至5倍的提升,同时确保了工作温度范围的宽广和操作的安全性。

 

二、硅油用作减震、阻尼油

硅油以其独特的黏温特性、宽广的黏度范围、卓越的热稳定性和高可压缩性,在机械制造和仪表行业中被广泛采用作为减震和阻尼介质。

发动机耐久性提升:

在柴油发动机扭转振动吸收阻尼器中,采用高黏度(25℃时数万至数十万mm²/s)的二甲基硅油,能有效增强发动机的耐久性和稳定性。

汽车发动机冷却系统:

作为汽车发动机冷却风扇的阻尼油,二甲基硅油有助于提高冷却系统的效率和可靠性。

四轮驱动车辆的离合器油:

在四轮驱动(4WD)车辆中,使用10Pa·s黏度的二甲基硅油作为离合器油,可以优化驱动机构的切换操作,尤其在急转弯或在恶劣路面(如雪地或泥泞)行驶时,提升车辆的操控性和性能。

防震油的选择:

根据不同的振动力需求,选择适当黏度的二甲基硅油作为汽车和飞机仪表的防震油,以确保精确的信号输出和稳定的指针读数。

传感器和仪表的阻尼:

作为感应磁向传感器的阻尼减震油,二甲基硅油能够稳定输出信号,提高传感器的准确性。此外,在气动单元组合仪表中作为阻尼液,以及在类似仪表中作为填充油,二甲基硅油确保了仪表参数的稳定性和可靠性。

液浮陀螺仪和加速仪表:

在飞行自动控制系统中,液浮陀螺仪和浮子式加速仪表因其高灵敏度、精度和稳定性而被采用。这些仪表采用液体悬浮技术以减少轴承负荷和摩擦力矩。对陀螺浮液的要求包括高密度、适宜的黏度、对温度变化的低敏感性、对多种材料无腐蚀性、高沸点和高闪点,以及良好的绝缘性能。目前,全浮陀螺普遍采用含氟有机化合物,而半浮陀螺则多采用二甲基硅油,以满足这些严格的性能要求。

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