前言
随着人类对美好生活的更高追求,优美舒适的环境、轻松健康的身心、快捷方便的出行等驱使着科技的不断发展。在此过程中与“新能源”技术相关的领域得到各级政务和行业的高度关注和支持,已成为当前我国政府实现中华民族复兴的重要科技任务之一。
实现新能源技术创新离不开电力电子器件和电力装备的支撑。电力电子器件是控制、信息、生物等高科技领域的重要基础,其性能的优劣直接影响整机的工作状态、效能发挥和服役寿命等。为了使器件和装备的各种功能特性与功率特性获得高效安全的充分利用,对电力电子器件和电力装备进行必要的绝缘封装至关重要,绝缘封装的效果主要在于封装工艺优化和封装材料性能的提升。
在现代电力电子技术和电力装备的快速进展中,绝缘封装技术在提高器件和装备运行可靠性及长期稳定性上有重要作用。随着微型化和高功率密度成为器件设计的新趋势,对绝缘封装材料的性能要求更加严苛。聚合物绝缘材料,因其具有卓越的绝缘特性,且拥有轻质、易加工及成本低等优点,在众多绝缘材料中脱颖而出,成为器件封装技术和大型电力设备绝缘结构的核心要素。绝缘封装材料不仅要确保阻止电流的非预期泄漏,维持电力电子元件和电力装备功能的电气隔离,还需要在不利条件下保护器件或装置免受温度、湿度、化学物质及物理场变化带来的损伤。
本书将深入探讨绝缘封装技术与聚合物绝缘材料,阐述其在电力电子器件与电力装备制造领域中的应用现状、面临的挑战,以及前沿的科学研究和技术创新趋势,着重讨论如何通过材料科学和工程技术的进步,使绝缘封装在满足现代电力电子器件与电力装备需求的同时,更加环境友好、可持续,为未来高性能电力电子器件和电力装备制造行业的发展提供重要技术和材料支撑。
本书分为绝缘介质材料和绝缘封装技术两大部分,共包括10章内容。其中第1章为绪论,2~5章分别介绍了绝缘封装本征型有机介质材料、绝缘封装聚合物复合介质材料、高功率器件绝缘封装与聚合物介质材料,以及高压干式电力装备与介质相关内容,属于绝缘介质材料领域; 6~10章分别介绍了聚合物绝缘封装的热管理、应力管理、绝缘封装工艺性、绝缘封装长效性及绝缘封装自愈性等核心内容,属于绝缘封装技术领域。
本书具体章节内容设置、逻辑关系和专著统稿由作者党智敏完成,在相关章节的内容收集、分析、整理等过程中,王天宇博士、冯遵鹏博士,以及王昕劼、梁彤、宋延晖、刘荻帆等同学付出了辛苦的工作!本书完成过程中受到国家自然科学基金项目、科技部国家重点研发计划项目、北京市中关村国家自主创新示范区开放实验室概念验证项目等资助。作者谨向支持和鼓励本书完成的朋友和诸位同仁致谢,向为本书顺利出版付出辛勤劳动的清华大学出版社的编辑们致以诚挚谢意!鉴于时间有限、加之作者本人学识浅陋,书中难免存在错误和疏漏之处,望广大读者、同行不吝赐教和斧正。
本书主要面向从事电力电子器件和电力设备绝缘封装研究和技术开发的科研院所学者、科研人员及公司和企业的相关技术人员。本书涵盖的内容包括了绝缘封装技术和绝缘介质材料两大部分,特别期望从事聚合物介质材料研究的人员能够结合绝缘封装技术的现实需求和工艺特点,研发能够满足绝缘封装全流程要求的高性能介质材料,实现“材要好用,材要能用”的目标,促进电力电子器件和电力装备制造的高质量发展。
党智敏
2024年8月清华园