用于高溫應(yīng)用的混合介電薄膜的制作方法
【專利摘要】用于高溫電機(jī)的高溫絕緣組合件和形成用于使高溫電機(jī)中導(dǎo)電材料絕緣的高溫絕緣組合件的方法。組合件包括聚合膜和在聚合膜上布置的至少一個(gè)陶瓷涂層。聚合膜布置在導(dǎo)電布線上，或者作為導(dǎo)體繞組絕緣體用于相分隔和槽襯。
【專利說明】用于高溫應(yīng)用的混合介電薄膜
[0001]背景
本公開總體上涉及在耐熱氧化和抗電暈放電方面有改進(jìn)的組合件和提供耐熱氧化和抗電暈放電的改進(jìn)的方法，更具體地講，涉及形成柔韌性高耐熱介電材料的組合件和方法。
[0002]已知聚合膜在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)中有作為絕緣材料的效用。已知的聚合膜用作介電材料使導(dǎo)電材料與其它導(dǎo)電材料絕緣，以防止電連接的短接或短路。絕緣提供電壓風(fēng)險(xiǎn)保護(hù)，并防止電流漏泄和放電及短路。
[0003]圖1圖示說明電動(dòng)機(jī)10的部分。聚合膜作為絕緣材料用于不同位置。例如，聚合膜用作相間絕緣/端部繞組絕緣12。聚合膜也用作接地絕緣/槽襯14。聚合膜也可用作匝間絕緣16，為銅線涂層。繞線18、20和22在電動(dòng)機(jī)10中相應(yīng)于電壓應(yīng)力水平而布置。對(duì)于AC電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，通常有三個(gè)電壓相，相隔120°。繞線18—般是指在兩個(gè)不同相中相互接近的線，在此它有最高的電壓降，因此除了線涂層外，還需要絕緣體分隔這些相-相電壓降。繞線20 —般是指與接地的鋼芯(或鋼層壓材料)接近的線。線20和芯之間的電壓為同樣很高的對(duì)地的線電壓，因此，除了線涂層外，還需要接地絕緣。繞線22是指在相同電壓相中相互接近的線，在此電壓降是最小的，因此導(dǎo)電線上的涂層可提供足夠絕緣。
[0004]目前用于電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的聚合膜由以下一個(gè)或多個(gè)形成:交聯(lián)聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯醚、高熱聚合物膜，例如聚酰亞胺、芳族聚酰亞胺、芳族聚酯、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)和其它含氟聚合物。
[0005]膜狀材料通常與導(dǎo)電材料(例如電機(jī)中使用的線)一起使用，因?yàn)檫@些材料提供柔韌性。需要柔韌性是因?yàn)閷?dǎo)電材料通常卷繞或保持在彎曲和/或非平面取向。為了適當(dāng)涂覆這些導(dǎo)電材料，而不對(duì)導(dǎo)電材料產(chǎn)生過度應(yīng)力，使用薄膜狀材料。膜狀材料也經(jīng)常用作繞組線的相分隔和槽襯。它們需要膜的柔韌性和耐磨性，以在制造組合件過程期間承受得住機(jī)械應(yīng)力。
[0006]然而，在電動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)內(nèi)使導(dǎo)電材料絕緣所用的已知聚合膜中有缺點(diǎn)存在。目前已知的聚合膜具有僅最多260°C的熱穩(wěn)定性或溫度指數(shù)?！盁岱€(wěn)定性”或“溫度指數(shù)”是指在260°C熱老化20，000小時(shí)后材料的介電和/或機(jī)械完整性為完好。用于限定溫度指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法可見于ASTM D2307。較新的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)需要能夠經(jīng)受高于260°C的材料，因此，通常制造為在較高溫度下工作。
[0007]與由高dV/dT PWM驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)并且在接近或高于局部放電起始電壓(PDIV)或電暈起始電壓(CIV)工作的較新的脈沖-寬度調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)/驅(qū)動(dòng)裝置不同，以前的發(fā)電驅(qū)動(dòng)裝置大多數(shù)以在恒定頻率運(yùn)行的線電壓工作。
[0008]另外，受限的體積/空間限制電機(jī)繞組和卷纜中的高電壓信號(hào)/功率線的分離和間距，并且電力電子器件與低壓高溫組合經(jīng)常導(dǎo)致在接近或高于放電的roiv/civ工作。
[0009]在聚合膜用于高溫應(yīng)用時(shí)，傳統(tǒng)上已用云母、陶瓷和玻璃帶提供較大耐熱性。然而，由于它們的剛性和低介電強(qiáng)度，需要高厚度達(dá)到適當(dāng)?shù)慕殡姀?qiáng)度。利用這些絕緣類型的電力設(shè)備的大小和重量分別傾向于大和重，因此犧牲系統(tǒng)整體的功率密度。[0010]另一個(gè)缺點(diǎn)是已知的聚合膜可只經(jīng)受電暈放電有限時(shí)間。例如，在發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)中，使聚酰亞胺膜暴露于20千赫茲(kHz)連續(xù)方波脈沖。聚酰亞胺膜在不劣化到分解或短路的點(diǎn)的情況下持續(xù)了不到10分鐘。
[0011]已知絕緣膜目前本領(lǐng)域水平的已知缺點(diǎn)，在本領(lǐng)域中歡迎用于使電機(jī)中導(dǎo)電材料絕緣的改進(jìn)的絕緣組合件和方法。
[0012]概述
本公開的一個(gè)實(shí)施方案包括用于高溫電機(jī)的高溫絕緣組合件。組合件包括聚合膜和在聚合膜上布置的至少一個(gè)陶瓷涂層。聚合膜布置在導(dǎo)電布線上，或者用作導(dǎo)體繞組絕緣體。
[0013]本公開的另一個(gè)實(shí)施方案包括電機(jī)，包括包含以非平面取向卷繞的導(dǎo)電布線和用于使導(dǎo)電布線絕緣的組合件的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。絕緣組合件包括聚合膜和在聚合膜上布置的至少一個(gè)陶瓷涂層。聚合膜布置在導(dǎo)電布線上，或者用于導(dǎo)體繞組絕緣體。
[0014]一個(gè)實(shí)施方案包括用于形成高溫絕緣組合件的方法，所述高溫絕緣組合件用于使高溫電機(jī)中的導(dǎo)電材料絕緣。該方法包括在聚合膜上沉積至少一層陶瓷材料，并鄰近導(dǎo)電材料布置至少一層陶瓷材料和聚合膜。
[0015]當(dāng)考慮以下詳述與附圖時(shí)，可進(jìn)一步理解和/或說明這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
[0016]附圖簡述
圖1為顯示使用絕緣的不同位置的電動(dòng)機(jī)部分的示意圖。
[0017]圖2為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的絕緣組合件的示意圖。
[0018]圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的陶瓷涂層的示意圖。
[0019]圖4為描繪一個(gè)實(shí)施方案的絕緣組合件的透射電子顯微圖像。
[0020]圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案形成絕緣組合件的沉積系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖6為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案形成絕緣組合件的沉積系統(tǒng)的示意圖。
[0022]圖7為顯示已知絕緣組合件和根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案形成的絕緣組合件的熱穩(wěn)定性的圖解表示，對(duì)于10°c /分鐘的升溫速率，以重量損失百分?jǐn)?shù)對(duì)溫度繪圖。
[0023]圖8描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案圍繞導(dǎo)電材料形成絕緣組合件的工藝步驟。
[0024]詳述
本說明書提供更好地限定所述系統(tǒng)/方法的實(shí)施方案和方面并在其制造實(shí)施中指導(dǎo)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的某些定義和方法。對(duì)特定術(shù)語或詞組提供或缺少提供定義不意圖暗示任何特定的重要性或缺乏該重要性；相反地，除非另有說明，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)常規(guī)用法理解這些術(shù)語。
[0025]除非另外定義，本文所用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語均具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員普遍理解相同的含義。本文所用術(shù)語“第一”、“第二”等不表示任何次序、量或重要性，而是用于區(qū)分一個(gè)要素與另一個(gè)要素。另外，術(shù)語“一個(gè)”不表示量的限制，而是表示存在至少一個(gè)所引用的項(xiàng)目，并且除非另有說明，術(shù)語“前”、“后”、“底”和/或“頂”只是為了方便說明而使用，不限于任何一個(gè)位置或空間取向。
[0026]與量相關(guān)使用的修飾詞“約”包含所述值在內(nèi)，并且具有由語境指定的意義(例如，包括與具體量的測量相關(guān)的誤差程度)。在整個(gè)說明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施方案”、“另一個(gè)實(shí)施方案”、“實(shí)施方案”等的引用是指關(guān)于實(shí)施方案描述的特定要素(例如特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在本文所述的至少一個(gè)實(shí)施方案中，并且可存在或可不存在于其他實(shí)施方案中。另外應(yīng)了解，所述的發(fā)明特征可以任何適合方式在不同的實(shí)施方案中組合。
[0027]如圖2所示，圖2顯示絕緣隔離體組合件100。絕緣隔離體100包括夾在第一和第二陶瓷涂層104a、104b之間的聚合膜102。
[0028]聚合膜102可由以下的一個(gè)或多個(gè)形成:交聯(lián)聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、高熱聚合物膜，例如聚酰亞胺、芳族聚酰亞胺、芳族聚酯、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮(PEEK)和聚四氟乙烯(PTFE)。或者，聚合膜102可由任何數(shù)量的其它適合的材料形成，例如諸如聚苯醚、聚苯砜、聚醚砜、聚苯硫醚或其它適合的含氟聚合物，例如全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟乙烯-丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ECTFE)和聚一氯三氟乙烯(PCTFE)，僅舉數(shù)例。
[0029]陶瓷涂層104a、104b的每一個(gè)可由單層或很多層涂層形成。另外，陶瓷涂層104a、104b 二者均可在聚合膜的一側(cè)上，而不是把聚合膜102夾在之間。陶瓷涂層104a、104b可分別由一種或多種無機(jī)材料形成。更具體地講，陶瓷涂層104a、104b可分別由以下形成:氮化娃；氧化娃；氧氮化娃；氧化招；氧化錯(cuò)；第IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、IB和IIB族元素的組合；第IIIB、IVB和VB族的金屬；稀土金屬；及它們的任何組合。
[0030]或者，陶瓷涂層104a、104b可分別由一種或多種有機(jī)材料形成。更具體地講，陶瓷涂層104a、104b可分別由碳化硅、有機(jī)金屬硅烷或陶瓷涂層熔結(jié)后的形式形成。
[0031]陶瓷涂層104a可由不同于陶瓷涂層104b的材料形成。例如，陶瓷涂層104a可由無機(jī)材料形成，而陶瓷涂層104b可由有機(jī)材料形成?；蛘撸沾赏繉?04a、104b的每一個(gè)可由不同的無機(jī)材料形成。
[0032]示例性陶瓷涂層104a顯示于圖3中。應(yīng)了解，也可類似形成陶瓷涂層104b。第一涂層106沉積于聚合膜102上。第一涂層106可以為有機(jī)或無機(jī)性質(zhì)。然后，可在第一涂層106上沉積第二涂層108。第二涂層108可以為有機(jī)或無機(jī)性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二涂層108由與第一涂層106相同的材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二涂層108由與第一涂層106相同類型(即，有機(jī)或無機(jī))的材料形成，但由該類型中的不同材料形成。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106由氮化硅(SiNx，其中X為約0.6-2.0，以下稱為SiN)形成，第二涂層108由碳化硅(SiCx，其中X為約1.0-2.0，以下稱為SiC)形成。
[0033]可在第二涂層108上沉積第三涂層110。第三涂層110可以為有機(jī)或無機(jī)性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，第三涂層110由與第一涂層106相同的材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第三涂層110由與第二涂層108相同的材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第三涂層110由與第一涂層106相同類型(即，有機(jī)或無機(jī))的材料形成，但由該類型中的不同材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第三涂層110由與第二涂層108相同類型的材料形成，但由該類型中的不同材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106由SiN形成，第二涂層108由SiC形成，第三涂層110由SiN形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106和第二涂層108由SiN形成，第三涂層110由SiC形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106由SiN形成，第二涂層108由SiC形成，第三涂層110由氧化鋁(Al2O3)形成。
[0034]可在第三涂層110上沉積第四涂層112。第四涂層112可以為有機(jī)或無機(jī)性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，第四涂層112由與第一涂層106、第二涂層材料108和/或第三涂層110相同的材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第三涂層110由與第一涂層106、第二涂層108和/或第三涂層110相同類型(即，有機(jī)或無機(jī))的材料形成，但由該類型中的不同材料形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106、第二涂層108和/或第三涂層110由SiN形成，第四涂層112由SiC形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106、第二涂層108和第三涂層110由SiN形成，第四涂層112由Al2O3形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一涂層106由SiC形成，第二涂層108由SiN形成，第三涂層110由SiC形成，第四涂層112由Al2O3形成。
[0035]應(yīng)了解，這些實(shí)施方案僅為示例性質(zhì)，并且可使用其它材料和材料的組合。例如，應(yīng)了解，涂層數(shù)可大于或小于圖3中描繪的四個(gè)層。另外，可沉積無機(jī)材料，并逐漸使其適應(yīng)隨后沉積有機(jī)材料的工藝條件。
[0036]陶瓷涂層104a、104b提供耐熱氧化的顯著改善。氧是一個(gè)問題，因?yàn)樗拇嬖诩铀倭踊?，并且影響電暈放電的大小?br> [0037]陶瓷涂層104a、104b的總厚度取決于涂層的組成和數(shù)種競爭因素，即耐熱性和柔韌性。陶瓷涂層104a、104b的厚度和組成對(duì)提供到聚合膜102的耐熱性有影響。提供分級(jí)組成，即在第二層不同材料上提供一種或數(shù)種材料的層，比提供未分級(jí)涂層組成提供更大耐熱性。具體地講，分級(jí)組成通過排除其間的硬界面而促進(jìn)不同材料之間的粘合。另外，該組成越厚，提供的耐熱性越大。
[0038]然而，在不產(chǎn)生導(dǎo)致陶瓷涂層破裂的過大應(yīng)力下，該組成越厚，涂覆的電組件顯示的柔韌性越小。一個(gè)實(shí)施方案提供分別在亞微米至納米范圍內(nèi)的陶瓷涂層104a、104b。一個(gè)實(shí)施方案提供僅單一陶瓷涂層，而不是成對(duì)的陶瓷涂層104a、104b。
[0039]在聚合膜102上形成亞微米至納米范圍內(nèi)的陶瓷涂層104a、104b為在高電壓和高溫應(yīng)用中保護(hù)電組件提供柔韌性、高耐熱介電防護(hù)層。通過形成亞微米至納米厚度范圍內(nèi)的陶瓷涂層，混合陶瓷涂層和聚合物結(jié)構(gòu)克服熱氧化和電暈引起的劣化，同時(shí)保持膜柔韌性。這種結(jié)構(gòu)可在高于傳統(tǒng)聚合材料可經(jīng)受的溫度下，以及在較高電壓和較低壓力下(如存在于航空和更高海拔的應(yīng)用中)使用。這種結(jié)構(gòu)可用于各種高功率密度和高電壓應(yīng)用，例如像用于電動(dòng)機(jī)、變壓器、發(fā)電機(jī)、井下電動(dòng)機(jī)、電力電子板、以及電力和能量電容器的繞組和膜絕緣。
[0040]現(xiàn)在參考圖4，圖4顯示絕緣隔離體組合件100的透射電子顯微(TEM)圖像。絕緣隔離體100包括布置在材料114上的陶瓷涂層104a，材料114粘著到環(huán)氧材料116。材料114可以為例如導(dǎo)電組件。陶瓷涂層104a具有厚度Ct，可在亞微米至納米范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚度Ct為約10，000納米-1納米。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚度Ct為約750納米-25納米。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚度Ct為約500納米-50納米。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚度Ct為約350納米-75納米。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚度Ct為約250納米-100納米。在一個(gè)實(shí)施方案中，厚度CtS 10納米或更小。
[0041]具體參考圖5，圖5顯示用于在聚合膜102上沉積陶瓷涂層的沉積系統(tǒng)200。沉積系統(tǒng)200包括沉積室202、卷軸對(duì)210、212和沉積組合件214a、214b。氣體入口允許氣體進(jìn)入沉積室202，以允許在聚合膜102上沉積材料。
[0042]聚合膜102從退繞卷軸210延伸到卷繞卷軸212。在移動(dòng)通過沉積室202時(shí)，卷軸210，212為聚合膜102提供足夠張力。雖然將卷軸210稱為退繞卷軸，將卷軸212稱為卷繞卷軸，但應(yīng)了解，相反也可以是正確的。另外，設(shè)置卷軸210、212，使得分別能夠以順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。因此，卷軸210、212可使聚合膜102以從卷軸210到卷軸212的方向或以相反方向移動(dòng)通過沉積室202。改變聚合膜102移動(dòng)方向的能力允許多層陶瓷涂層以連續(xù)方式通過輥-輥機(jī)制施用到聚合膜102。通過改變方向，可將用于沉積的新材料輸入沉積室202，從而允許在聚合膜102上陶瓷涂層的分級(jí)組成。
[0043]可設(shè)置沉積系統(tǒng)200，以允許以適合的方式連續(xù)沉積材料。設(shè)置沉積系統(tǒng)的實(shí)施方案，以允許通過以下來沉積:化學(xué)氣相沉積(“CVD”)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("PECVD")、射頻等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("RFPECVD")、膨脹熱等離子化學(xué)氣相沉積("ETPCVD")、濺射、反應(yīng)濺射、電子回旋加速器共振等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("ECRPECVD")、電感耦合等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("ICPECVD")、蒸發(fā)方法、原子層沉積方法、漿涂或它們的組合。
[0044]現(xiàn)在參考圖6，圖6顯示沉積系統(tǒng)300，沉積系統(tǒng)300包括沉積室302、卷軸對(duì)210、212和沉積組合件。沉積室302包括通過擋板306與第二沉積室308隔開的第一沉積室302。存在一對(duì)沉積室302、308允許在聚合膜上以連續(xù)方式的分級(jí)陶瓷材料組成。另外，沉積室302、308的每一個(gè)可具有要沉積的不同材料，并且擋板306防止在沉積室之間顯著的交叉污染。
[0045]應(yīng)了解，可在沉積系統(tǒng)內(nèi)包括多于兩個(gè)沉積室。關(guān)于在膜狀組件上連續(xù)沉積材料的更多信息，請參見2011年7月12頒布并由本專利申請的共同受讓人擁有的美國專利7，976，899號(hào)。美國專利7，976，899號(hào)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。
[0046]現(xiàn)在參考圖7，圖7示出呈現(xiàn)已知絕緣組合件和根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案形成的絕緣組合件的熱穩(wěn)定性的圖解表示。提供圖7所示結(jié)果的熱重分析基于10°C /分鐘的升溫速率。
[0047]在對(duì)材料升溫時(shí)，將達(dá)到一個(gè)點(diǎn)，在此點(diǎn)，材料開始顯示可由重量損失百分?jǐn)?shù)度量的熱相關(guān)劣化。試驗(yàn)表明，在使導(dǎo)電組件絕緣所用材料中5至10%重量損失可導(dǎo)致該導(dǎo)電組件短路。圖7顯示沒有涂層的聚合膜和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案具有陶瓷涂層的聚合膜的熱重分析。如圖7中所示，其中溫度變化速率為10°C /分鐘，從沒有涂層的聚合膜損失約5%重量所在的溫度為約563°C。從沒有陶瓷涂層的聚合膜損失約10%重量所在的溫度為約588°C。在圖7中從具有陶瓷涂層的聚合膜損失約5%重量所在的溫度為約575°C。從具有陶瓷涂層的聚合膜損失約10%重量所在的溫度為約600°C。
[0048]具體參考圖8并且概要參考圖2-6，隨后描述形成用于在高電壓和高溫應(yīng)用中保護(hù)電組件的柔韌性、高耐熱介電防護(hù)層的方法。在步驟400，使至少一層陶瓷材料沉積于聚合膜上，例如聚合膜102。步驟400可以分批方式或連續(xù)方式完成。聚合膜可以連續(xù)方式在卷軸之間延伸并通過沉積室，例如沉積室200和/或300。可使聚合膜傳輸通過沉積室很多次，以得到多層陶瓷涂層，并形成分級(jí)陶瓷涂層組成。
[0049]接下來，在步驟405，鄰近導(dǎo)電材料布置聚合膜。鄰近導(dǎo)電材料布置的目的是對(duì)導(dǎo)電材料提供絕緣，以防止在高溫環(huán)境和應(yīng)用中導(dǎo)電材料短路。另外，陶瓷涂層提供電暈放電保護(hù)。
[0050]雖然只關(guān)于有限數(shù)量的實(shí)施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)容易理解，本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施方案。相反，可修改本發(fā)明，以結(jié)合至此未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相適應(yīng)的任何數(shù)量的變化、變動(dòng)、替代或等價(jià)布置。例如，雖然已采用可能最初表示單一性的術(shù)語描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，可利用多個(gè)組件。另外，雖然已描述本發(fā)明的不同實(shí)施方案，但應(yīng)了解，本發(fā)明的方面可只包括所述實(shí)施方案中的一些。因此，不應(yīng)將本發(fā)明視為受前述說明限制，而本發(fā)明只受所附權(quán)利要求的范圍限制。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫絕緣組合件,所述高溫絕緣組合件包括: 聚合膜；和 在所述聚合膜的至少一側(cè)上布置的至少一個(gè)陶瓷涂層，從而形成用于電機(jī)的所述高溫絕緣組合件； 其中所述高溫絕緣組合件布置在導(dǎo)電布線上，或者用作提供電壓風(fēng)險(xiǎn)保護(hù)或防止電流漏泄、放電和/或短路電流的絕緣體。
2.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層具有I納米-10，000納米的厚度。
3.權(quán)利要求2的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層具有10納米-1000納米的厚度。
4.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述陶瓷涂層布置在所述聚合膜的兩側(cè)上。
5.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述陶瓷涂層包括兩個(gè)或更多個(gè)涂層。
6.權(quán)利要求5的絕緣組合件，其中所述涂層為不同材料和不同厚度至少之一。
7.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述高溫絕緣組合件在高于220°C的溫度工作。
8.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述聚合膜包含聚苯醚、聚苯砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亞胺、芳族聚酰亞胺、芳族聚酯、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基及它們的任何組合。
9.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包括陶瓷涂層對(duì)，其中所述聚合膜夾在該陶瓷涂層對(duì)之間。
10.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含無機(jī)沉積材料。
11.權(quán)利要求10的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含氮化硅；氧化硅；氧氮化硅；氧化鋁；氧化鋯?’第IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、IB和IIB族元素的組合;第IIIB、IVB和VB族的金屬；稀土金屬；及它們的任何組合。
12.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含有機(jī)沉積材料。
13.權(quán)利要求12的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含碳化硅、有機(jī)金屬硅烷或陶瓷涂層熔結(jié)后的形式。
14.權(quán)利要求1的絕緣組合件，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包括在多層有機(jī)沉積材料之間交替插入的多層無機(jī)沉積材料。
15.—種電機(jī),所述電機(jī)包括: 包含以非平面取向卷繞的導(dǎo)電布線的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)；和 用于使所述電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的導(dǎo)電布線和導(dǎo)電體絕緣的高溫絕緣組合件，所述絕緣組合件包括: 聚合膜； 在所述聚合膜的至少一側(cè)上布置的至少一個(gè)陶瓷涂層，從而形成用于電機(jī)的所述高溫絕緣組合件； 其中所述高溫絕緣組合件布置在導(dǎo)電布線上，或者在繞組和磁性材料之間用作絕緣體。
16.權(quán)利要求15的電機(jī)，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層具有約I納米-約10，000納米的厚度。
17.權(quán)利要求15的電機(jī)，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含有機(jī)材料、無機(jī)材料或它們的組合。
18.權(quán)利要求17的電機(jī)，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含以下的一個(gè)或多個(gè):氮化硅；氧化硅；氧氮化硅；氧化鋁；氧化鋯；碳化硅；第IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、IB和IIB族元素的組合；第IIIB、IVB和VB族的金屬；和稀土金屬；及它們的任何組合。
19.權(quán)利要求17的電機(jī)，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包括在多層有機(jī)沉積材料之間交替插入的多層無機(jī)沉積材料。
20.一種形成高溫絕緣組合件的方法，所述方法包括: 在聚合膜上沉積至少一層陶瓷材料；和 布置所述至少一層陶瓷材料和所述聚合膜，從而形成所述絕緣組合件，其中所述絕緣組合件布置在接近電機(jī)中的導(dǎo)電材料。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層具有約I納米-約10，000納米的厚度。
22.權(quán)利要求20的方法，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含有機(jī)材料、無機(jī)材料或它們的組合。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包含以下的一個(gè)或多個(gè):氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅及它們的任何組合。
24.權(quán)利要求22的方法，其中所述至少一個(gè)陶瓷涂層包括在多層有機(jī)沉積材料之間交替插入的多層無機(jī)沉積材料。
25.權(quán)利要求20的方法，其中所述沉積包括化學(xué)氣相沉積(“CVD”)、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("PECVD")、射頻等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("RFPECVD")、膨脹熱等離子化學(xué)氣相沉積("ETPCVD")、濺射、反應(yīng)濺射、電子回旋加速器共振等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("ECRPECVD")、電感耦合等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積("ICPECVD")、蒸發(fā)方法、原子層沉積方法、漿涂及它們的組合。
【文檔編號(hào)】B32B18/00GK103814414SQ201280046197
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】尹衛(wèi)軍, 趙日安, M.顏 申請人:通用電氣公司