在承载大功率变压器的设计中，一个小小的气隙隔片能有多大的作用?

随着新能源产业的发展，大功率密度产品成为电感变压器行业的普遍追求，器件抗饱和能力及传输效率提升和发热控制也成为了技术人员研究的重要因素，这些因素对气隙中夹入隔片的要求也随之升高。

为应对这个趋势，金刚磁业特意开发设计了氧化铝、碳化硅、氮化铝陶瓷隔片。由于这类陶瓷隔片介电常数高、散热性能好，能够被广泛应用在充电桩、车载电源、光伏储能、工控机电等磁性器件应用领域。

导热系数一骑绝尘

一般来说，为了防止变压器在工作中产生磁饱和，在铁芯中柱或接触面往往设计会留下一处缝隙。不过在近年来，随着大功率密度产品的发展需求，一种新的设计方案随之产生，即分段式气隙技术。该技术可以帮助改善磁通的分布，有效地减少磁性器件饱和的可能性，从而提高设备的性能。

记者了解到，在分布式气隙中往往需要夹入一块隔片。因此，在选择隔片时对其基本的性能要求是绝缘、不通磁、散热性要好。

据金刚磁业生产技术副总经理段庆娃介绍，目前应用较多的有电木、纤维板、Nomex410等材质隔片，但是此类隔片导热系数小，不能较好的解决器件高热部分良好的散热问题。

相对比之下，陶瓷作为隔片材料，优势更为显著。因为陶瓷具有极高的耐热性及导热系数，导热系数高达10~80W/M·K,且能够在高温环境中保持性能和形状。此外，陶瓷还具有出色的电气绝缘性，能够防止电弧形成和短路，提供高级别的电气安全性，更适合在大功率产品中使用。

金刚磁业生产的氧化铝陶瓷隔片

根据介绍，金刚磁业生产的碳化硅陶瓷隔片导热系数为83.6W/m·K，氧化铝陶瓷隔片导热系数为30W/m·K，氮化铝陶瓷隔片导热系数更是氧化铝陶瓷隔片的5倍左右。而目前所应用的电木、纤维板、Nomex410材质隔片导热系数分别仅为0.25W/m·K、0.24-0.4W/m·K、0.1W/m·K，与前者的差距一目了然。

厚度可低至0.2mm

不过，既然作为陶瓷类产品，陶瓷隔片就必须按照陶瓷工艺来生产，其制造和处理往往没有那么简单。

段庆娃向记者简要介绍了陶瓷隔片制作的流程。首先是材料的准备，主要是料粉的研发配置，这将决定陶瓷隔片的预期性能。其次是流延成型，这是一种用于先进陶瓷生产的成熟技术，从而能够获得高质量、超薄型的瓷片。接下来便到了非常重要的烧成部分，最后主要是对陶瓷隔片进行一些规格上的处理及研磨等步骤，以完善陶瓷隔片的特定性能和确保质量要求。

烧制成型的陶瓷隔片

由于陶瓷是脆性材料，容易在高压力或冲击下破裂，因此需要通过配方和烧成工艺的研发，才可以提高陶瓷的韧性并降低脆性，以此来解决陶瓷隔片破损和开裂等问题。

尽管陶瓷隔片的制造和处理过程复杂，但通过先进的技术和精心的研发，金刚磁业已成功地生产出具备高性能和高质量的陶瓷隔片，为今后大功率变压器的安全运行提供了可靠的保障。

目前，金刚磁业可批量生产0.2mm以上厚度的规格的陶瓷隔片，其成熟的陶瓷制备工艺离不开其在陶瓷生产上的积累。据悉，金刚磁业母公司佛山陶瓷研究所从1958年就开始研发、生产各类功能陶瓷。目前，公司具有年产500吨的陶瓷产品流延产线。

对于陶瓷隔片未来的市场，段庆娃分析道：“从目前看来，陶瓷隔片在众多隔片中效果是比较好的，虽然陶瓷隔片的应用还在推广中，但按现在高功率的发展态势，未来将产生大量的需求。”