Полимеризационные органические диэлектрики. - раздел Энергетика, ЭЛЕКТРОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
К Полимеризационным Диэлектрикам, Широко Применяемым В Электр...
К полимеризационным диэлектрикам, широко применяемым в электротехнике, относится полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид и др.
Полистирол- твердый прозрачный материал. Он обладает высокими электроизоляционными свойствами и стоек к воде, кислотам и щелочам. Как было показано, полистирол получают в результате полимеризации жидкого вещества - стирола. Различают блочный полистирол, выпускаемый в виде листов, пластин и гранул, а также эмульсионный полистирол, получаемый сразу в виде порошка. Для получения порошкообразного (эмульсионного) полистирола реакцию стирола производят в водном растворе щелочных веществ.
Из блочного полистирола изоляционные изделия получают методом механической обработки, требующим большой затраты труда. Из гранулированного полистирола изделия изготавливают методом литья под давлением. Для этого гранулы полистирола загружают в расплавитель - сосуд из нержавеющей стали с электрическим обогревом (до 120°С). Полистирол, переведенный в жидкое состояние, поступает в разъемные металлические формы. Так получают литые изделия из полистирола.
Из эмульсионного порошкообразного полистирола изделия изготавливают методом горячего прессования в стальных пресс-формах. Методы горячего прессования и литья под давлением дают меньшее количество отходов и они менее трудоемки.
Изделия из эмульсионного полистирола обладают несколько пониженными электрическими характеристиками, так как эмульсионный полистирол содержит остатки щелочных веществ, применяемых при его изготовлении.
Характеристики полистирола: удельный вес - 1,00 ÷ 1,07 г/см3; σр = 500 - 800 кГ/см2; аn = 6 ÷ 15 кг∙см/см2; теплостойкость (по Мартенсу) 65 ÷ 85°С; водопоглощаемость до 0,05%; морозостойкость - 60°С; ρν = 1015 ÷ 1017 Ом∙см; ε = 2,4 ÷ 2,6; tg δ = 0,0003 ÷ 0,0006; Епр = 25 ÷ 40 кВ/мм.
Полистирол - термопластичный диэлектрик, размягчающийся при 110 - 120°С. При 300°С полистирол деполимеризуется, т.е. снова переходит в исходное вещество - стирол.
Полистирол растворяется в неполярных растворителях: бензоле, толуоле, ксилоле, четыреххлористом углероде, частично растворяется в ацетоне, этиловом эфире и в некоторых других растворителях.
Из полистирола изготавливают каркасы катушек, изоляционные панели, основания и изоляторы для электроизмерительных приборов. На основе полистирола изготавливают также электроизоляционные лаки. Способом вытягивания размягченного полистирола через узкую щель - фильеру получают гибкие полистирольные пленки (стиропленки) и нити.
Полистирол состоит из молекул линейной структуры, но они расположены в материале хаотически. Вытягивание размягченного полистирола через щель фильеры позволяет ориентировать молекулы в направлении вытягивания материала. Этот метод применяют для изготовления гибких полистирольных пленок толщиной от 20 до 100 мк (микрон) и шириной от 10 до 300 мм.
Полистирольные пленки обладают такими же высокими электроизоляционными свойствами, как и полистирол в толстом слое, а электрическая прочность у полистирольных пленок значительно выше: Епр = 80 ÷ 100 кВ/мм, предел прочности при растяжении пленок σр = 700 ÷ 800 кг/см2. Полистирольные пленки применяют для изоляции жил высокочастотных кабелей, а также в производстве конденсаторов.
Полиэтилен- твердый непрозрачный материал светло-серого цвета, несколько жирный на ощупь. Электроизоляционные свойства и стойкость к воде у полиэтилена находятся на таком же высоком уровне, как и у полистирола. В отличие от полистирола полиэтилен обладает гибкостью, что позволяет применять его в качестве основной изоляции высокочастотных кабелей, а также в качестве защитных шлангов.
Различают полиэтилен высокого (ВД) и низкого (НД) давления. Полиэтилен получают из газа этилена (Н2С=СН2) посредством его полимеризации под давлением в присутствии катализатора - кислорода (0,05%).
Рис.101 . Высокочастотный кабель с полиэтиленовой изоляцией:
1 - медный провод. 2 - сплошная изоляция из полиэтилена. 3 - внешний гибкий провод (экран). 4 защитная оболочка из полихлорвинилового пластиката.
Процесс получения полиэтилена высокого давления (ВД) протекает при давлениях 1200 - 1500 атм. и при температурах 180°С - 200°С. Полиэтилен низкого давления (НД) получают при давлениях 1 - 5 атм. и при температуре 60°С, но с применением специальных катализаторов, например четыреххлористого титана. При этом образуется молекула линейной структуры
-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2- → (Н2С=СН2)n.
Степень полимеризации полиэтилена n = 3000, а молекулярный вес его составляет 20 000 ÷ 55 000.
Полиэтилен НД отличается от полиэтилена ВД несколько большим удельным весом, повышенной механической прочностью и большей жесткостью, но менее устойчив к тепловому старению по сравнению с полиэтиленом ВД.
Полиэтилены содержат от 60 (ВД) до 90% (НД) кристаллического вещества, поэтому у них наблюдается отчетливо выраженная температура плавления, которая находится в пределах от 108 (ВД) до 140°С (НД).
Полиэтилен - термопластичный материал. Он поступает в промышленность в виде гранул. Из полиэтилена изделия получают методом литья под давлением, горячим прессованием и методом экструзии (горячее непрерывное выдавливание). Метод экструзии применяют при нанесении полиэтиленовой изоляции на провода, а также при изготовлении изоляционных шлангов и трубок. Изделия из полиэтилена могут быть сварены между собой.
Из полиэтилена ВД получают изоляционные полупрозрачные пленки толщиной от 60 до 200 мк и шириной от 1 до 1,5 м.
Из более твердых сортов полиэтилена НД (с большим молекулярным весом) изготовляют негибкие электроизоляционные изделия: каркасы катушек, панели и др. При комнатной температуре полиэтилен не растворяется ни в одном из растворителей. Только при нагреве до 60°С полиэтилен растворяется в ксилоле, четыреххлористом углероде, в хлорированных углеводородах и в минеральных маслах.
Характеристики полиэтилена: удельный вес 0,92÷0,96 г/см3. Морозостойкость полиэтилена 60°С. Теплостойкость (по Мартенсу) 55 ÷ 65°С. Остальные характеристики полиэтилена не отличаются от характеристик полистирола. Все полиэтиленовые изделия не стойки к солнечному свету. Для повышения светостойкости в полиэтилены вводят сажу.
Поливинилхлорид(полихлорвинил) представляет собой порошок белого цвета, из которого получают, горячим прессованием или горячим выдавливанием механически прочные изделия (листы, трубы и др.), стойкие к минеральным маслам, многим растворителям, щелочам и кислотам.
Порошкообразный поливинилхлорид получают в результате реакции полимеризации газообразного вещества - винилхлорида (Н2С=CHCl) в присутствии перекисного катализатора (перекись водорода и др.). Реакция проводится сжиженным винилхлоридом в водном растворе щелочных веществ (водно-эмульсионный метод).
В отличие от полистирола и полиэтилена поливинилхлорид (полихлорвинил) является материалом негорючим.
Горячим прессованием порошкообразного поливинилхлорида получают твердый материал - винипласт в виде листов, пластин, труб и стержней. Все винипластовые изделия имеют светло-коричневый цвет. Они отличаются химической стойкостью к минеральным маслам, щелочам, многим кислотам и растворителям. Винипластовые изделия обладают высокой механической прочностью, особенно к ударным нагрузкам, и имеют хорошие электроизоляционные свойства.
Характеристики винипласта: удельный вес 1,35 ÷ 1,40 г/см3; σр = 400 - 600 кГ/см2; аn = 150 ÷ 160 кг∙см/см2; теплостойкость (по Мартенсу) 65°С; морозостойкость - 25°С; ρν = 1014 ÷ 1015 Ом∙см; ε = 4,0 - 4,2; tg δ = 0,008 ÷ 0,01; Епр = 15 ÷ 18 кВ/мм.
Винипласт легко формируется в металлических формах при 140 - 150°С. Изделия из винипласта поддаются всем видам механической обработки (обточка, фрезерование др.), а также легко свариваются. Из поливинилхлорида изготавливают баки для аккумуляторов и различные электроизоляционные детали (панели и проч.), стойкие к ударным нагрузкам.
Недостатками винипласта являются его малая морозостойкость (-25°С) и недостаточно высокая теплостойкость (65°С). Разложение винипласта наступает при температуре 180 - 190°С.
Полихлорвиниловый пластикат- гибкий рулонный материал, получаемый из порошка поливинилхлорида, смешанного с пластификаторами - густыми маслообразными жидкостями (дибутилфталат и др.). Пластификаторов вводится от 30 до 40 %. Кроме пластификаторов, в полихлорвиниловый пластикат вводят красители, наполнители и термостабилизаторы. Все эти вещества перемешивают с порошкообразной полихлорвиниловой смолой и полученную смесь пропускают несколько раз между нагретыми стальными вальцами. В результате такой переработки получают гибкий, эластичный материал полихлорвиниловый пластикат в виде лент толщиной от 0,8 до 1,5 мм и шириной 40 мм и более, а также в виде крошки.
Характеристики пластиката: удельный вес 1,3 ÷ 1,6 г/см3; σр = 140 ÷ 190 кГ/см2; температура разложения 170 ÷ 200°С; морозостойкость от -25 до -50°С;ρν = 1010 ÷ 1013 Ом ∙ см; ε = 4 ÷ 5; tg δ = 0,03 ÷ 0,08; Епр = 12 ÷ 15 кВ/мм.
Полихлорвиниловый пластикат широко применяется в качестве основной изоляции монтажных и установочных проводов, а также для изготовления защитных оболочек - шлангов для кабелей. Полихлорвиниловый пластикат обычно окрашен в черный, синий, желтый и другие цвета. Красители вводятся в пластикат с целью защиты материала от светового старения, а также для распознавания проводов при монтаже. Полихлорвиниловый пластикат без красителей - прозрачный материал с желтоватым оттенком. Из полихлорвинилового пластиката изготавливают также гибкие изоляционные трубки и липкую изоляционную ленту. Пластикат листовой для различных уплотняющих прокладок изготавливается в листах толщиной от 1 до 5 мм и площадью 600 Х 1000 мм2.
Органическое стекло(полиметилметакрилат) представляет собой высокополимерный, термопластичный материал. Это прозрачная синтетическая смола, легко окрашиваемая во многие цвета. Органическое стекло выпускается в виде листов толщиной от 0,8 до 24 мм и площадью от 400 Х 500 мм2 до 1400 Х 1600 мм2, а также в виде порошка.
Исходным материалом для получения органического стекла служит жидкое вещество - метилметакрилат. В него вводят небольшое количество (0,1 %) катализатора - перекиси бензоила и пластифицирующие вещества (маслообразные жидкости). Последние уменьшают хрупкость органического стекла. Смесь исходных компонентов тщательно перемешивают в никелевом сосуде и после подогрева ее разливают в разнообразные формы, изготовленные из обычного силикатного стекла. После охлаждения стеклянные формы разбирают и у полученных листов и пластин органического стекла обрезают края.
Для получения органического стекла в виде порошка процесс полимеризации метилметакрилата производят в водном растворе щелочных веществ.
Из порошка изготавливают горячим прессованием или литьем под давлением различные электроизоляционные и конструкционные изделия.
Характеристики органического стекла: удельный вес 1,18 ÷ 1,20 г/см3; σр = 650 ÷ 780 кГ/см2; σи = 800 ÷ 1200 кГ/см2; аn = 12 ÷ 16 кг∙см/см2; теплостойкость (по Мартенсу) 70 ÷ 85°С; ρν = 1012 ÷ 1014 Ом∙см; ε = 3,5 ÷ 3,8; tg δ = 0,02 ÷ 0,06; Епр = 25 ÷ 35 кВ/мм; водопоглощаемость 0,1 - 0,3%.
Полиметилметакрилат устойчив к разбавленным кислотам и щелочам, а также к бензину и минеральным маслам. Он растворяется в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле, ксилоле, в хлорированных углеводородах (хлоробензоле, трихлорбензоле и др.)), в ацетоне и некоторых других растворителях. В нагретом состоянии (125 - 135°С) органическое стекло легко формируется в стальных или деревянных пресс-формах. Наилучшие результаты достигаются формовкой разогретых заготовок под вакуумом.
Переработку полиметилметакрилата методом литья производят при температуре 200 - 220°С, обеспечивающих хорошую растекаемость материала в формах. При температуре 300°С происходит деполимеризация органического стекла, т.е. превращение его в жидкий мономер (метилметакрилат).
Органическое стекло поддается всем видам механической обработки: распиливается, сверлится, фрезеруется и обтачивается. Для предохранения органического стекла от царапин при его механической обработке материал предварительно оклеивают бумагой. Детали из органического стекла легко склеиваются дихлорэтановым клеем. Этот клей получается растворением стружки органического стекла в дихлорэтане (5 г стружки на 100 г дихлорэтана). Склеиваемые поверхности должны быть хорошо подогнаны и промыты бензином. Места склейки подвергаются сдавливанию в течение 2 - 4 часов.
Органическое стекло и изделия из него можно сваривать в специальных устройствах при температуре 140 - 150°С с применением давления на свариваемые поверхности 5 - 10 кГ/см2.
Под действием электрической дуги органическое стекло выделяет большое количество газов (СО, Н2 и др.), которые способны гасить электрическую дугу. Поэтому из органического стекла изготавливают защитные высоковольтные разрядники. Они представляют собой цилиндры с толстой стенкой (20 - 30 мм), внутри которых помещаются на некотором расстоянии друг от друга металлические стержни. Один из этих стержней присоединяется к проводу линии электропередачи, а другой - к земле. При ударе молнии в линию между стержнями, находящимися внутри цилиндра из органического стекла, возникает электрическая дуга. Она вызывает разложение органического стекла на газы. Они накапливаются в узком внутреннем пространстве цилиндрического корпуса разрядника и создают повышенное давление газов. Вследствие этого горение электрической дуги прекращается. Из органического стекла изготавливают также шкалы приборов.
Капрон(поликапролактам) представляет собой твердый материал белого или светло-желтого цвета. Это синтетическая смола, получаемая в результате полимеризации капролактама, порошкообразного вещества с температурой плавления 70°С.
Полученную смолу-капрон выдавливают через отверстие в дне автоклава в виде узкой ленты. Последняя попадает в ванну с проточной водой, где отмывается от низкомолекулярных веществ, ухудшающих свойства капрона. Отмытая и остуженная в воде капроновая лента поступает на рубильную машину, в которой рубится на кусочки (крошка) длиной 10 и толщиной 2 - 3 мм. Полученная крошка подвергается дополнительной промывке теплой водой, а затем сушится. Высушенная капроновая крошка доставляется и хранится в резиновых мешках, так как она способна поглощать влагу из воздуха.
Как и полиэтилен, капрон содержит кристаллическую и аморфную фазы, которые сочетаются друг с другом, поэтому у капрона хорошо выраженная температура плавления (215°С). Капрон не имеет запаха и физиологически безвреден. Он очень устойчив против плесневых грибков, но не устойчив к атмосферным воздействиям. Смена сухой и влажной атмосферы, а также действие солнечных лучей вызывает изменение цвета капрона и снижение его механических характеристик. Для повышения стойкости капрона к атмосферным воздействиям в него вводят стабилизаторы (0,3 ÷ 0,5%).
Основные характеристики капрона: удельный вес 1,1 ÷ 1,2 г/см3; σр = 600 кг/см2; σс = 700 кг/см2; аn = 150 ÷ 170 кг∙см/см2. Теплостойкость (по Мартенсу) 55°С; морозостойкость - 50°С; водопоглощение 1,7 ÷ 2,5%; ρν = 1013 - 1014 Ом∙см; ε = 3,6; tg δ = 0,03 ÷ 0,04; Епр = 20 ÷ 22 кВ/мм; температура разложения 310°С.
У капрона наблюдается медленная деформация (холодная текучесть) под действием постоянной нагрузки, но деформация в пределах до 3% после снятия нагрузки полностью исчезает.
В электрической изоляции находит применение капроновое волокно, получаемое вытяжкой через фильеры (малые круглые отверстия диаметром 0,1 мм и менее) размягченной капроновой смолы. Капроновое волокно обладает большой механической прочностью (σр = 55 ÷ 60 кг/мм2) и повышенным сопротивлением к истиранию. Капроновое волокно применяется в качестве изоляции обмоточных и некоторых типов монтажных проводов, а также в качестве основы электроизоляционных лакированных тканей. Значительное применение капрон получил в производстве конструкционных деталей, отличающихся малым весом и высокой механической прочностью. Из капрона изготавливают вкладыши подшипников, шестерни, ролики транспортеров, крыльчатки вентиляторов, маховики вентилей и др. Большая часть этих изделий из капрона изготавливается методом литья под давлением. Усадка литых изделий из капрона составляет 1,5 - 2,5 %. Они поддаются всем видам механической обработки.
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
Строение и свойство металлов.
Кристаллическое строение металлов.
Разнообразные свойства металлов, благодаря которым они широко используются и технике, определяются их строением. Металлы
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
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