Строение и свойство металлов. - раздел Энергетика, ЭЛЕКТРОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Кристаллическое Строение Металлов.
...
Кристаллическое строение металлов.
Разнообразные свойства металлов, благодаря которым они широко используются и технике, определяются их строением. Металлы являются телами кристаллическими. Кристаллическое состояние характеризуется закономерным (упорядоченным) расположением атомов в пространстве. Каждый атом в кристалле имеет одно и то же число ближайших атомов-соседей. Если соединить атомы воображаемыми линиями в трех взаимно-перпендикулярных направлениях, то получится пространственная кристаллическая решетка.
Находясь в узлах кристаллической решетки, атомы (положительно заряженные ионы) совершают колебания относительно своего среднего положения (рис. 2). Со своими ближайшими соседями атомы связаны при помощи валентных электронов. Эти электроны называют коллективизированными. Они могут свободно перемещаться, образуя электронный газ. Между положительно заряженными ионами и окружающими их валентными электронами, образующими электронный газ, возникают силы электростатического притяжения. Такое притяжение характеризует металлический тип связи, которая удерживает отдельные атомы в металле.
Благодаря наличию электронного газа, металлы обладают высокими электро- и теплопроводностью. Поэтому даже небольшая разность потенциалов вызывает в металлах электрический ток, т.е. перемещение электронного газа. При повышении температуры дополнительные тепловые колебания ионов затрудняют направленное перемещение электронного газа, что приводит к снижению электропроводимости металлов.
Металлы имеют кристаллические решетки различных типов, наиболее типичными из которых являются: объемно-центрированная кубическая, гранецентрированная кубическая и гексагональная плотноупакованная.
Рис.2. Схема расположения атомов в простой кубической кристаллической решетке металла: а-в плоскости; б- в пространстве
а) б)
В объемно-центрированной кубической (ОЦК) решетке восемь атомов располагаются в вершинах куба и один в центре куба( рис 3,а). Характерным линейным размером этой решетки является расстояние а между двумя атомами, расположенными вдоль одного ребра. Этот линейный размер называется параметром решетки. Значение параметра решетки а для различных металлов от 0,2 до 0,7 им (1 им = 10~9 м). ОЦК решетку имеют железо,при комнатной температуре, ванадий, вольфрам, молибден, хром и другие металлы.
В гранецентрированной кубической (ГЦК) решетке атомы расположены в вершинах куба и в центрах шести граней (рис.3,б). В центре куба атома
а) б) в)
Рис. 3. Основные типы кристаллических решеток металлов
нет; там свободное пространство. ГЦК решетку имеют алюминий, медь, никель, свинец, серебро и другие металлы.
Гексагональная плотноупакованная (ГПУ) решетка представляет собой шестигранную призму, в основании которой расположены правильные шестиугольники (рис 3,в). Атомы расположены в вершинах и центрах этих шестиугольников. Еще три атома расположены в вершинах правильного треугольника, находящегося посредине между основаниями. Для ГПУ решетки характерны параметры а и с.ГПУ решетку имеют магний, цинк, титан, цирконий и другие металлы. Кроме перечисленных металлы могут иметь и другие типы кристаллических решеток. Однако в некоторых металлах (железо, олово, титан и другие) кристаллическая решетка может перестраиваться в зависимости от температуры. Например, железо до температуры 911 °С имеет ОЦК решетку, а при превышении этой температуры перестраивает ее в ГЦК решетку, которая сохраняется до температуры 1392°С. При повышении температуры,до температуры плавления (1539°С) ,железо снова приобретает ОЦК решетку.
Способность металла изменять тип своей кристаллической решетки,в зависимости от температуры,называется аллотропией или полиморфизмом, а переходы от одного кристаллического строения к другому,называются аллотропическими или полиморфными.
Основной причиной аллотропии является стремление вещества обладать минимальным запасом свободной энергии. Если при достижении определенной температуры изменение типа кристаллической решетки обеспечивает уменьшение запаса свободной энергии, то такой металл претерпевает аллотропическое превращение.
В кристаллической решетке по различным направлениям и в плоскостях находится разное число атомов, т.е плотность расположения атомов и различных плоскостях неодинакова. Например, 11 О ЦК решетке в плоскости, проходящей через грань куба, расположены 4 атома, а по диагональной плоскости атомов расположены более плотно, если учесть дополнительный атом находящийся в центре куба. Из-за различной плотность расположения атомов в разных кристаллографических плоскостях некоторые свойства кристалла зависят от направления Зависимость свойств от направления в кристалле называется анизотропией. Если свойства тела не зависят от направления, то такие тела называют изотропными. Изотропными являются аморфные тела, у которых атомы по всем направлениям расположены примерно с одинаковой плотностью (например: стекло).
Однако анизотропия может проявляться в пределах одного кристалла или монокристалла. Реальные металлы являются телами поликристаллическими. Так, в 1 см3 стального проката содержатся десятки тысяч кристаллов, которые произвольно ориентированы друг к другу своими кристаллографическими направлениями и плоскостями. В связи с этим недостаток каких-либо свойств в одних кристаллах по одному из направлений может компенсироваться избытком этих свойств по этому же направлению в других кристаллах. Поэтому реальные металлы имеют примерно одинаковые свойства по всем направлениям, и их условно называют псевдоизотропными, т.е. телами с кажущейся изотропией.
Дефекты кристаллического строения металлов.Представленные на рис. 4 схемы кристаллических решеток являются идеальными. Однако исследования показывают, что в строении реального кристалла металла имеются дефекты, от которых зависят физико-механические свойства металлов. Дефекты кристаллического строения принято подразделять на точечные, линейные, поверхностные и объемные.
К точечным дефектам относятся вакансии, представляющие собой свободные места в узлах кристаллической решетки (рис. 4, а). При повышении температуры количество вакансий увеличивается. Другими видами точечных дефектов являются дислоцированные и примесные атомы.
а) б) в)
Рис. 4. Точечные дефекты в кристаллической решетке
Дислоцированными являются собственные атомы,которые вышли из узла кристаллической решетки и расположились в междоузлии (рис. 4, б). На прежних местах этих атомов образуются вакансии. К примесным относятся атомы, которые занимают в кристаллической решетке места основных атомов (ряс. 4 в). Наличие вакансий, дислоцированных и примесных атомов приводит не только к нарушению правильности кристаллического строения, но и к нарушению уравновешенности силовых полей атомов.
К линейным, дефектам кристаллического строения металлов относятся дислокации- особый вид несовершенства кристаллической решетки, который образуется в результате локальных необратимых смещений отдельных участков кристалла. Наиболее характерной разновидностью дислокаций является краевая дислокация. На краевой дислокацией является нижний край лишней полуплоскости А В, которую называют экстраплоскостью (она направлена перпендикулярно плоскости рисунка). Краевая дислокация представляет собой линию атомов нижней границы экстраплоскости. Если экстраплоскость находится в верхней части кристалла, то дислокацию обозначают знаком «1» (положительная дислокация), а если в нижней - обозначают знаком «Т» (отрицательная дислокация).
Количественной характеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций р - суммарная длина всех линий дислокаций EL (см), приходящаяся на единицу объема кристалла К (см3); Таким образом, р = T.1J Vимеет размерность см"2. В отожженных поликристаллических металлах р = 107...108см2.
| Рис. 5 . Схема винтовой
дислокации
|
Другим видам дислокаций является винтовая дислокация. Винтовая дислокация формируется под действием сил сдвига Р (рис. 5). Сдвиг распространяется от переднего края кристалла до линии А В. При этом правая передняя часть кристалла смещается вниз на параметр решетки. При дальнейшем действии сил сдвига линия АВ перемещается в положение А'В', оставаясь параллельной силам Р, В результате атомная плоскость изгибается относительно текущих положений линии АВ и представляет собой винтовую поверхность. Линия АВ является винтовой дислокацией.
| Рис. 6. Схема образования двойника в кристалле
|
Механические свойства и прочность металлов зависят от плотности дислокации и прежде всего, от способности к перемещению. Теория дислокации обосновала различие между теоретической и реальной прочностью металла. Например, для железа реальная прочность примерно в 70 раз ниже теоретической. Причиной такого различия являются дислокации, которые благодаря своему перемещению облегчают процесс пластической деформации в кристалле, а сдвиг происходит при значительно меньшей нагрузке, чем в идеальном (бездислокационном) кристалле.
Плоские дефекты чаще всего проявляются на границах зерен, где кристаллическая решетка недостроена. На границе зерен скапливаются дислокации, переместившиеся из внутренней части зерен. Одним из видов плоских дефектов являются двойники. Двойник -это часть кристалла, в которой кристаллическое строение является зеркальным отражением другой части кристалла относительно так называемой плоскости двойникования I—I (рис. 6).
К объемным дефектам кристаллического строения относятся поры и микротрещины. Объемные дефекты образуются в процессе кристаллизации, фазовых превращений, пластической деформации. Дефекты кристаллического строения отражаются на механических и физических свойствах металлов. Например, при повышении числа вакансий, пор и микротрещин наблюдается снижение не только прочности, но и электропроводности, теплопроводности, магнитной проницаемости.
Все темы данного раздела:
Г.Усть-Каменогорск 2011
Составила:
Каракатова Нина Федоровна- преподаватель Усть-Каменогорского политехнического колледжа.
Учебное пособие предназначен
Величин, принятые в книге.
α -температурный коэффициент линейного расширения
ω- угловая частота
γ- удельная проводимость
Основы металловедения.
Металловедение — наука, изучающая состав, внутреннее строение и свойства металлов и сплавов в их взаимосвязи, а также закономерности их изменения при тепловом, химическом и механическом воздейств
Железо и его сплавы.
Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом. Сплавы железа с углеродом подразделяются на стали, содержащие до 2,14% углерода, и чугуны, содержащие от 2,14 до 6,67%
Влияние легирующих элементов на свойства стали.
Хром (Сr)повышает твердость, прочность и пластичность, сохраняет вязкость,увеличивает сопротивляемость стали коррозии, повышает прокаливаемость, позволяет производить закалку в
М - молибден
Маркировка легированной стали.Для обозначения легированной стали пользуются определенным сочетанием цифр и букв, показывающих примерный состав стали. Для стали конструкционной леги
Конструкционные легированные стали
Эта группа сталей применяется главным образом для изготовления ответственных деталей машин и металлических конструкций ( ГОСТ 4543 – 71).
Хромистые стали. Наиболее шир
Инструментальные легированные стали
Инструментальные легированные стали по сравнению с инструментальными углеродистыми сталями обладают преимуществами. При введение определенных легирующих элементов сталь приобретает красностойкость,
Стали с особыми свойствами.
Развитие техники, потребности авиационной, энергетической, химической и других отраслей промышленности предъявляют особые требования к сталям: например, способность сопротивляться коррозии и действ
Термическая и химико-термическая обработка металлов.
Термической обработкой металлов и сплавов называется процесс изменения внутреннего строения (структуры) металлов и сплавов путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения с целью
Отжиг и нормализация.
В зависимости от температуры нагревания и условий охлаждения различают следующие виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Они имеют различные назначения и отличаются друг
Закалка, скорость нагрева, закалочные среды, способы закалки.
Закалкой называют такую операцию термической обработки, при которой сталь нагревают до температуры, несколько выше критической, выдерживают при температуре и затем быстро охлаждают в воде, масле, в
Поверхностная закалка.
Часто требуется, чтобы деталь машины имела очень твёрдую износостойкую поверхность, но чтобы её сердцевина при этом оставалась вязкой, прочной, хорошо переносила удары и знакопеременные нагрузки. К
Обработка холодом.
Обработка холодом (при отрицательных температурах) является новым методом термической обработки, разработанным советскими учёными А. П. Гуляевым, С. С. Штейнбергом, Н. А. Минкевичем. Обработке холо
Отпуск и старение закаленной стали.
Отпуском называется процесс термической обработки, применяемый после закалки стали с целью устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости, понижения твёрдости, увеличения вязкости и улучшен
Цементация.
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя низкоуглеродистой стали углеродом. Цель цементации – получение высокой твёрдости поверхностного слоя деталей при сохранении вязкой и мяг
Азотирование, цианирование.
Азотированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей азотом. Цель азотирования – получение высокой твёрдости и износоустойчивости, хорошей сопротивляемости действию перем
Диффузионная металлизация.
Диффузионной металлизацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами с целью придания ему окалиностой
Коррозии металлов и сплавов. Понятие о коррозии, ее виды.
Коррозией (латинское — «разъедание») металлов и сплавов называют разрушение их под действием внешней среды.
Почти все металлы (за исключением так называемых благородных— зо
Предохранение металлов от коррозии.
Сущность мероприятий по защите металлов or коррозии сводится к тому, чтобы не допускать непосредственного соприкосновения металла с разрушающей средой. Этого достигают, прежде всего, нанесением п
Медь и ее сплавы.
Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных качеств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и др. Благодаря этим кач
Алюминий и его сплавы.
Алюминий- легкий металл серебристо-белого цвета, плотность 2,7 г/см3, температура плавления 660 °С. Механические свойства алюминия невысокие, поэтому в качестве конструкционного материал
Магниевые и титановые сплавы.
Магний представляет собой легкий металл серебристого цвета, плотность 1.74 г/см3, температура плавления 651 °С. При температуре, несколько превышающей температуру плавления, легко
Проводниковая медь и ее свойства.
Медь является одним из главных проводниковых материалов вследствие своей высокой электропроводности, механической прочности и стойкости к атмосферной коррозии. По электропроводности
Проводниковые сплавы на основе меди (бронзы и латуни).
Из сплавов на основе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни.
Бронзами называются сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специаль
Проводниковый алюминий и его свойства.
Алюминий относится к группе легких металлов. Плотность алюминия равна 2,7 г/см 3, т.е. алюминий в 3,3 раза легче меди.
Доступность, сравнительно высокая проводим
Проводниковые железо и сталь.
В природе железо находится в различных соединениям с кислородом (FeO; Fe203; Fe304 и др.). Выделить химически чистое железо из этих соединений чрезвычайно трудно. По электрическим и магн
Свинец и его свойства.
Свинец — очень мягкий металл светло-серого цвета, обладающий высокой пластичностью и коррозионной стойкостью к многим реагентам (серной, соляной и уксусной кислотам, морской воде и
Благородные металлы, применяемые в электротехнике.
Благородными называются такие металлы, которые окисляются на воздухе при комнатной температуре. В группу благородных металлов входят: платина, золото и серебро. Из этих металлов в электротехнике на
Тугоплавкие металлы применяемые в электротехнике.
Из тугоплавких металлов наибольшее применений в электротехнике получили вольфрам и молибден.
Вольфрам — металл серого цвета с очень высокий температурой плавления 3370°С и
Проводниковые материалы с большим удельным сопротивлением.
В ряде случаев от проводниковых материалов требуется высокое удельное сопротивление p, малый температурный коэффициент сопротивления и стойкость к окислению при повышенных те
Проводниковые сплавы высокого сопротивления на основе меди и никеля.
Проводниковыми сплавами, применяемыми для изготовления точных (образцовых) сопротивлений, являются манганины. Они состоят из меди (Cu), марганца (Mn) и никеля (Ni). Наиболее распространенным
Жаростойкие проводниковые сплавы.
Для нагревательных элементов, применяемых в электронагревательных приборах и печах сопротивления, необходимы проволока и ленты, могущие длительно работать при температурах от 800 до 1200°С. Описанн
Свойства сверхпроводников.
Явление сверхпроводимости было открыто нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннессом в 1911 г. Согласно современной теории, на основные положения которой были развиты в работах Д. Лардина, Л. Купера,
Электроугольные материалы и изделия.
К электроугольным изделиям относятся щетки для электрических машин, электроды для электрических печей, контактные детали, высокоомные угольные сопротивления и некоторые другие издел
Основные свойства электроугольных изделий.
Из электроугольных изделий наибольшее применение имеют электрощетки, которые чаще всего называют просто щетками. Их мы рассмотрим более подробно.
Применяемые в настоящее вр
Экранные материалы.
Эффективностью экранирования называется отношение напряжений токов, напряженность электрического и магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии экрана.
Э=U/U'=1/1'
Обмоточные провода.
Медные и алюминиевые обмоточные провода применяют для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Обмоточные провода выпускают с эмалевой, волокнистой и плёночно
Монтажные провода.
Монтажные провода применяют для соединения различных приборов и частей в электрических аппаратах и машинах. Токопроводящие жилы монтажных проводов изготовляют из проводниковых метал
УСТАНОВОЧНЫЕ ПРОВОДА
б)
Рис. 19 . Установочные провода с резиновой изоляцией:
а — марки ПР, б — марки ПРГ ; 1 — однопроволочная жила. 2 — изоляция из вулканизированной резины
Контрольные кабели.
Контрольные кабели предназначены для неподвижного присоединения к электрическим приборам, аппаратам, сборкам зажимов электрических распределительных устройств с номинальным переменн
Силовые кабели с резиновой изоляцией.
Силовые кабели с резиновой изоляцией применяются для передачи и распределения электрической энергии в установках с напряжением 500,3000 и 6000 В переменного тока. Кабели с ре
Кабели с бумажной изоляцией.
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией выпускают напряжение 1,3,6,10,20,35 кВ и выше. Здесь рассматривают широко применяемые кабели на напряжения до 35 кВ.
Электроизоляционные материалы.
Рис. 36. Пути токов объемной и поверхностной
утечки через диэлектрик: 1- диэлектрик, 2- электроды
Известно, что каждый из материалов
Поляризация диэлектриков.
(р
Поляризацией диэлектриков называется процесс упорядочения связанных электрических зарядов внутри диэлектрика под действием напряжения. Процесс поляризации можно выяснить, предста
Потери энергии в диэлектриках.
Когда в диэлектрике происходят процессы поляризации, через него протекает электрический ток, вызванный этими процессами, поскольку при поляризации перемещаются электрические заряды.
Пробой диэлектриков.
Диэлектрики применяют в качестве электроизоляционных материалов в электрических установках, машинах и аппаратах, где они подвергаются действию высокого напряжения и могут быть разру
Способы измерения электрических характеристик диэлектриков.
Удельное сопротивление является основной электрической характеристикой всякого электротехнического материала (проводникового, электроизоляционного и полупроводникового). Оно вычисляется п
Тепловые характеристики и способы их измерения.
Температура вспышки паров жидких диэлектриков (масел) определяется с помощью прибора типа ПВНО (рис 68). Основой прибора является латунный сосуд с крышкой 8, состоящий из двух частей: нижней
Физико-химические характеристики электроизоляционных материалов.
Кислотное число — это количество миллиграммов (мг) едкого калия (КОН), которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г жидкого Диэлектрика. Кислотное число опре
Влажностные свойства диэлектриков.
При выборе изоляционного материала для конкретного применения приходиться обращать внимание не только на его электрические свойства в нормальных условиях, но рассматривать также их стабильность при
Гигроскопичность электроизоляционных материалов.
Электроизоляционные материалы в большей или меньшей степени гигроскопичны, т.е. обладают способностью впитывать в себя влагу из окружающей среды, и влагопроницаемы, т. Е. способны пропускать через
Газообразные диэлектрики. Значение газообразных диэлектриков.
К газообразным диэлектрикам относятся все газы, в том числе воздух, представляющий собой смесь ряда газов и паров воды.
Многие газы (воздух, азот и др.) используют в качестве диэлектриков
Электропроводность газов.
Во всех газах еще до воздействия на них электрического напряжения всегда имеется некоторое количество электрически заряженных частиц — электронов и ионов, которые находятся в беспорядочном тепловом
Пробой газов.
Развитие процесса ударной ионизации в газе приводит к пробою данного, объема газа (точка n на вольтамперной характеристике) В момент пробоя газа ток в нем резко возрастает, а напряжение стремится к
Пробои газов на границе с твердыми диэлектриками.
Выше рассматривались явления пробоя газа при отсутствии в нем твердых диэлектриков. На практике же часто встречаются случаи пробоя газа на границе с твердым диэлектриком. Примером этого является по
Минеральные электроизоляционные масла.
Минеральные масла получают методом дробной перегонки нефти. Химический состав их определяется составом нефти. Все нефтяные масла являются смесью различных углеводородов парафинового (метанового), н
Влияние примесей и физико-химических факторов на свойства электроизоляционных масел.
Свойства масел изменяются в зависимости от примесей, которые могут попасть в них в условиях эксплуатации, а также от температуры и других факторов.
Рис. 94. Зависимос
Очистка и сушка электроизоляционных масел.
Несмотря на меры предохранения масла от окисления, оно все же окисляется и со временем в нем появляются твердые и жидкие продукты окисления и вода. Поэтому находящееся в эксплуатации масло необходи
Регенирация электроизоляционных масел.
С увеличением степени старения масла увеличивается его кислотное число. Если кислотное число в масле достигает величины 0,25-0,50 мг КОН/г, то масло регенерируют, т.е. восстанавливают его химически
Растительные масла.
Большое значение в электроизоляционной технике имеют растительные масла – вязкие жидкости, получаемые из семян различных растений. Из числа растительных масел особо должны быть отмечены высыхающ
Синтетические жидкие диэлектрики.
Из синтетических жидких диэлектриков наибольшее применение получили совол и «калория-2».
Совол - жидкий синтетический диэлектрик. Исходным материалом для изготовления служат кристаллическо
Полимеризационные органические диэлектрики.
К полимеризационным диэлектрикам, широко применяемым в электротехнике, относится полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид и др.
Полистирол- твердый прозрачн
Поликонденсационные органические диэлектрики.
Из этой группы высокополимерных материалов в электротехнике получили наибольшее применение: резольные, новолачные полиэфирные,поливинилацеталевые и эпоксидные смолы.
Резольные смолы
Природные электроизоляционные смолы.
Из природных смол наибольшее применение в электротехнике получили канифоль, шеллак и битумы.
Канифоль представляет собой хрупкое стеклообразное вещество в виде кусков неправильной
Нагревостойкие высокополимерные диэлектрики.
Одной из важнейших задач электроматериаловедения является разработка электроизоляционных материалов с повышенной нагревостойкостью. Применение таких материалов в изоляции электрических машин и апп
Электроизоляционные пластмассы.
Пластическими массами, или пластиками, называются материалы, способные в нагретом состоянии приобретать пластичность, т. е. легко принимать заданную форму какого-либо изделия и ее сохранять. Пласт
Свойства и области применения пластмассы.
Изделия из пластических масс, применяемые в электротехнике, многообразны, так как очень много возможностей их использования и различны требования, предъявляемые к ним. Помимо электрических свойств,
Пленочные электроизоляционные материалы.
Пленочные электроизоляционные материалы представляют собой гибкие пленки и ленты, получаемые из синтетических высокополимерных диэлектриков: полистирола, полиэтилена, фторопласта-4 и др.
Слоистые электроизоляционные пластмассы.
Слоистые пластмассы (слоистые пластики) — это материалы, в которых наполнителем служит бумага или ткани, создающие слоистую структуру материала. Связующим веществом в них являются термореактивные ф
Воскообразные диэлектрики
Характерными особенностями воскообразных диэлектриков являются их мягкость, незначительная механическая прочность и наличие жирной, плохо смачиваемой водой поверхности, вследствие чего водопоглащае
Электроизоляционные резины.
Резины широко применяют в производстве электрических проводов и кабелей, где они выполняют роль электроизоляционных материалов (электроизоляционные резины) или роль защитных покров
Эмали, компаунды.
Лаки представляют собой коллоидные растворы различных пленкообразующих веществ в специально подобранных органических растворителях.
Пленкообразующими называются таки
Электроизоляционные эмали.
Эмали представляют собой лаки с введенными в них мелкораздробленными (мелкодисперсными) веществами — пигментами. В качестве пигментов применяют неорганические вещества, преимущественно окислы метал
Термопластичны компаунды.
Компаунды — это электроизоляционные составы из нескольких исходных веществ. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые постепенно отвердевают.
В отличие от лаков и
Термореактивные компаунды.
Большой практический интерес представляют термореактивные компаунды, которые не размягчаются при последующем нагревании. К таким электроизоляционным составам относятся компаунды МБК; КГМС, являющие
Электроизоляционных материалах.
Волокнистые материалы состоят из волокон. По своему происхождению волокна могут быть природные, искусственные и синтетические. К природным относятся асбестовые, хлопковые, льняные, натуральный шелк
Древесина и ее свойства.
Древесина обладает очень высокой гигроскопичностью, поэтому электроизоляционные свойства ее очень низки. Свежесрубленные лиственные деревья (дуб, бук, граб) содержат от 35 до 45% во
Волокнистые диэлектрики.
Из дерева путем его химической обработки поучают целлюлозу, или клетчатку, которая является сырьем для изготовления различных электроизоляционных бумаг и картонов. В составе дерева,
Текстильные электроизоляционные материалы.
В качестве электроизоляционных материалов широко применяются текстильные материалы: пряжа, ткани, ленты и другие виды текстильных изделий. В таких материалах употребляются натуральн
Намотанные электроизоляционные изделия.
Изготавливают слоистые намотанные электроизоляционные изделия в виде цилиндров, трубок, прессованных стержней и различных фасонных деталей. Для этих изделий применяют бумагу, покрытую бакелитовым л
Электроизоляционная слюда и материалы на ее основе.
Слюда представляет собой природный минерал с характерным слоистым строением, позволяющим расщеплять кристаллы слюды на тонкие листочки толщиной до 0,005 мм. Расщепление кристаллов
Миканиты.
Миканиты — твердые или гибкие листовые материалы, получаемые склеиванием листочков щипаной слюды с помощью клеящих смол (шеллачной, глифталевой и др.) или лаков на основе этих смол.
Рис
Микафолий, микалента.
Микафолий — рулонный или листовой материал, состоящий из двух или трех слоев щипаной слюды (мусковит или флогопит), наклеенных на плотную телефонную бумагу толщиной 0,05 мм. В кач
Слюдинитовые электроизоляционные материалы.
При разработке природной слюды и изготовлении из нее электроизоляционных материалов образуется около 90% различных отходов. Среди них большой процент составляют мелкие отходы слюды
Электрокерамические материалы.
Электрокерамические материалы представляют собой твёрдые камнеподобные вещества, которые можно обрабатывать только абразивами (карборунд, алмаз). К электрокерамическим материалам от
Изоляторная керамика.
Одним из широко применяемых керамических материалов является электротехнический фарфор. Из него изготовляют многочисленные конструкции изоляторов высокого и низкого напряжения. Исхо
Фарфоровые изоляторы.
Из электротехнического фарфора изготовляют изоляторы установок низкого напряжения и для линий связи, а также различные электроустановочные изделия (основания для пробочных предохран
Стекло и стеклянные изоляторы.
Неорганическое стекло является дешевым материалом, так как оно изготовляется из очень доступных веществ: кварцевого песка (SiО2), соды (Na2CO3), доломита (СаС
Основные характеристики изоляторов.
Рис.136. Испытание штыревого изолятора с целью определения макроразрядного напряжения: 1- провод, 2- изолятор, 3- стальной штырь: А,Б,В,Г,Д,Е- путь электрического разряда
Конденсаторные керамические материалы.
Конденсаторные керамические материалы отличаются от обычных керамических материалов большей величиной диэлектрической проницаемости (e). Кроме того, большинство конденсаторных кер
Сегнетокерамика.
Среди рассмотренных керамических конденсаторных материалов особое место занимает титанат бария (ВаTiО3), отличающийся очень большим значением диэлектрической проницаемости (e = 1500&div
Минеральные диэлектрики.
Из минеральных диэлектриков наибольшее применение получили кварц, мрамор, асбест и асбестоцемент.
Кварц представляет собой естественный минеральный диэлектрик, обла
Электропроводность полупроводников
Полупроводниковые материалы имеют удельные электрические сопротивления 10-2—1010 Ом * см.
Электрический ток в полупроводниках обусловлен движением сравнительно небольшого
Полупроводниковых материалов.
Каждый полупроводниковый материал, как это выяснено выше, обладает электронной и дырочной электропроводностями. Под действием приложенного электрического напряжения свободные электроны движутся от
Основные характеристики магнитных материалов.
К магнитным материалам относятся железо, кобальт и никель в технически чистом виде и многочисленные сплавы на их основе. Наибольшее распространение получили технически чистое железо, стали и спла
Свойства магнитных материалов.
На свойства магнитных материалов оказывают заметное влияние их химический состав, способ изготовления и виды тепловой обработки их после изготовления. Не все, однако, свойства один
Магнитно -мягкие материалы.
Наиболее широко применяемыми магнитно-мягкими материалами являются технически чистое железо, листовая электротехническая сталь, сплавы железа и никеля с различным содержанием ник
Магнитно-мягкие сплавы
Хорошими магнитными свойствами обладает тройной сплав на основе железа, содержащий алюминия 5,4%, кремния 9,6%, железа 85%. Такой сплав называется альсифером. Его магнитные
Ферриты.
За последние годы были разработаны и приобрели широкое применение в электротехнике новые магнитные материалы, получившие название ферритов. Эти материалы неметаллические, и
Магнитные характеристики некоторых ферритов
Наименование ферритов
μн
, А/см
r wsp:rsidR="000000
Основные свойства магнитно-твердых материалов.
Магнитно-твердые материалы используются для изготовления постоянных магнитов, применяемых в различных электротехнических устройствах, где требуется наличие постоянного магнитного
Состав и магнитные характеристики кобальтовых сталей
Наименование стали
Состав, %
Магнитные характеристики
Сr
С
W
Со
Fе
Магнитно-твердые сплавы.
Магнитно-твердые сплавы, из которых изготовляют постоянные магниты, носят название альни, альниси, альнико и магнико.
Альни — тройной сплав, состоящий из алюминия,
Магнитно-твердые ферриты.
Постоянные магниты изготовляют также из магнитно-твердых ферритов. В настоящее время выпускают магнитно-твердые материалы на основе феррита бария. Исходными материалами для этого ф
Магнитные характеристики бариевых магнитов
Марка
магнита
Плотность,
г/см³
Нс, э
, Гс
Электрическая сварка.
Электрическая сварка металлов – русское изобретение.
Русский ученый Василий Владимирович Петров в 1802 году открыл явление электрической сварки и показал возможность плавления металлов в д
Газовая сварка и резка.
Газовая сварка относится к способам сварки плавлением. При это способе сварки кромки свариваемых деталей соединяются швом совершенно так же, как при дуговой сварке, но источником тепла служит не ду
Обработка давлением.
Обработкой металлов давлением (ОМД) называют технологический процесс изготовления заготовок или деталей целенаправленным пластическим деформированием исходного металла после приложения внешних сил.
Литье и литейное производство.
Литейным производством называется процесс изготовления литейных изделий, а так же соответствующая ему отрасль промышленности. В заводской практике широко используется термин «литьё», под ко
Виды литья.
Процесс получения отливки складывается из следующих операций:
1) Изготовление литейной формы.
2) Плавка металла.
3) Заливка металла в форму.
4) Затвердев
Специальные виды литья.
Применяют для устранения недостатков литья в песчано-глинистые формы – низкой точности размеров и чистоты поверхности, приводящих к большим припускам на механическую обработку и потерям металла в с
Паяние.
Паянием называется процесс получения неразъемного соединения различных металлов при помощи расплавленного промежуточного металла, плавящегося при более низкой температуре, чем соединяемые металлы.
Паяльные лампы.
Паяльными лампами нагревают спаиваемые детали и расплавляют припой. Ими пользуются чаще всего при пайке легкоплавкими припоями, но иногда применяют их при пайке тугоплавкими припо
Инструменты для паяния. Виды паянных соединений.
Основным инструментом для выполнения паяния является паяльник. По способу нагрева паяльники разделяют на три группы: периодического подогрева, с непрерывным подогревом газом или жидким топливом и
Паяние мягкими припоями.
Пайка мягкими припоями делится на кислотную и бескислотную. При кислотной пайке в качестве флюса употребляют хлористый цинк или техническую солярную кислоту, при бескислотной п
Лужение.
Покрытие поверхностей металлических изделий тонким слоем соответствующего назначению изделий сплава (олова, сплава олова со свинцом и др.) называется лужением, а наносимый слой — п
Паяние твердыми припоями.
Паяние твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.
Паяние твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
как и пр
Особенности пайки некоторых металлов и сплавов.
Низкоуглеродистые стали хорошо подвергаются пайке как мягкими, так и твердыми припоями. В качестве мягких припоев применяют оловянно-свинцовистые припои, а в качестве флюса - хлорис
Дефекты пайки и техника безопасности.
Дефекты при паянии, их причины и меры предотвращения следующие:
припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и
Новости и инфо для студентов