60. Властивості шарових склопластиків, технологія обробки.

Широке застосування як конструкційних і електроізоляційних матеріалів мають шаруваті пластики, в яких наповнювачем є той чи інший листовий волокнистий матеріал. До цих матеріалів відносяться гетинакс, текстоліт і ін

Гетинакс виходить за допомогою гарячого пресування паперу, просоченого бакелітом. Для виробництва гетинаксу береться міцна і нагревостойкие просочувальна папір. Просочування її смолою може проводитися різними способами. Найбільш поширеним способом протягом ряду років був спосіб просочення лаком, тобто розчином бакеліту А в спирті, з подальшою сушкою. У просочувальної машині папір (або тканина - для виробництва текстоліту, див. нижче), розмотуючись з рулону, проходить через ванну з лаком, піднімається в сушильну шахту і через валики намотується на приймальний механізм. Істотним недоліком цього способу просочення є витрачання великих кількостей дорогого розчинника-спирту, пари якого при сушінні видаляються,

до того ж застосування легкозаймистих спирту підвищує пожежну небезпеку виробництва.

У СРСР була розроблена технологія виробництва шаруватих електроізоляційних пластиків, для якої характерна просочування паперу або тканини рідкими водними суспензіями фенолформальдегідних смол; при сушінні просоченого паперу вода випаровується. Дана технологія виробництва шаруватих пластиків абсолютно не вимагає застосування спирту, та впровадження його у виробництво деяких марок шаруватих пластиків дало велику економію. Просочена (бакелітізірованная) папір нарізається листами потрібного формату, збирається пачками потрібної товщини і укладається між сталевими плитами гідравлічного преса. Преси для виробництва шаруватих пластиків з метою підвищення продуктивності виконуються за розташовуються в декілька «поверхів» плитами і заготовки з просочувальної папери закладають одночасно в усі поверхи. Під час пресування через просвердлені в плитах канали пропускається пар, що нагріває плити, від плит теплота передається пресованих матеріалів, бакеліт в ньому розплавляється, заповнює пори між волокнами паперу і окремими листами її і, запечіть (переходячи у стадію С), твердне і пов'язує окремі шари паперу. При пресуванні гетинаксу зазвичай встановлюють тиск близько 1 МПа, температура плит преса 160-165 0C; час витримки під тиском від 2 до 5 хв на кожен міліметр товщини дощок, рахуючи з моменту досягнення плитами преса зазначеної вище температури. Після закінчення пресування, перед виїмкою відпресованих дощок, останні охолоджуються приблизно до температури +6 O0C, для чого подача пари в канали плит припиняється, і в ці ж канали пропускається холодна вода. У відпресовані матеріалу краю обрізають під прямим кутом циркульна пилкою.

Згідно ГОСТ 2718-74 листової електротехнічний гетинакс випускається різних марок (табл. 6-5). Зазначимо тільки дві з них: I-для панелей розподільних пристроїв, щитів, ізоляційних перегородок в пристроях низької напруги (випускається в листах товщиною від 0,2 до 50 мм); V - для деталей, що працюють в маслозаповнений апаратурі високої напруги (випускається в листах товщиною від 5 до 50 мм). Для всіх марок гетинаксу довжина-не менше 700 мм, ширина-не менше 550мм. Електрична міцність гетинаксу в напрямку, перпендикулярному шарам, Eпр, - 20-40 МВ / м, діелектрична проникність er від 5 до 6. Дугостійкі гетинаксу, як і інших пластиків на фенолформальдегидной з'єднанні, невисока: після впливу розряду на поверхні матеріалу залишається науглероженного слід, що володіє значною електричною провідністю (явище трекінгу). Шарувата структура гетинаксу, як і інших шаруватих пластиків (а також слюди і слюдяних матеріалів), призводить до помітної анізотропії властивостей в напрямках, перпендикулярному і паралельному шарам. Так, наприклад, питомий об'ємний опір гетинаксу уздовж шарів в 50-100 разів, а електрична міцність вздовж шарів в 5-8 разів нижче, ніж впоперек шарів. Гетинакс може оброблятися ріжучим інструментом з твердих сплавів, причому швидкості різання при невеликих подачах великі; верстати повинні бути обладнані витяжною вентиляцією для видалення пилу; охолодження ведеться повітряним струменем. Торці штампованих деталей рекомендується захищати електроізоляційним лаком. Не слід знімати фрезою поверхневий шар матеріалу, бо така обробка веде до погіршення вологостійкості гетинаксу. Гетинакс знайшов застосування у високо-і низьковольтні апарати-приладобудуванні, а також у техніці зв'язку.

Фольгований гетинакс. Для виготовлення друкованих схем низьковольтних ланцюгів апаратури використовують фольгований гетинакс. В даний час випускається близько десяти марок такого матеріалу. Він являє собою гетинакс, облицьований з одного боку чи з двох сторін електролітичної червоно-мідною фольгою товщиною 0,035-0,05 мм.

Текстоліт. Цей пластик аналогічний гетинаксу, але виготовляється з просоченої тканини. Властивості різних марок листового електротехнічного текстоліту визначаються ГОСТ 2910 - 71. Властивості текстоліту на основі бавовняної тканини (наприклад, марка Б, див. табл. 6-5) у загальному близькі до властивостей гетинаксу; текстоліт має підвищену питому ударну в'язкість, стійкість до стирання і опір розколювання (при вдавливании клина і торець дошки). Текстоліт в п'ять-шість разів дорожче гетинаксу, так як вартість тканини значно вища за вартість паперу, і застосовується лише в окремих випадках для виробів, що піддаються ударним навантаженням або працюють на стирання (деталі перемикачів і т. п.). Текстоліт марки ЛТ на основі синтетичної (лавсановій) тканини з просоченням епоксидно-фенолформальдегидной смолою більш вологостійкий, але його нагревостойкость (до 85 0C) знижена.

Інші види шаруватих пластиків. Це текстогетінакс (комбінований шаруватий пластик з внутрішніми шарами паперу і зовнішніми-з обох сторін-шарами бавовняної тканини); древеснослоістие пластики (ДСП)-типу фанери на бакелітовій смолі, дешевші, ніж гетинакс, але з гіршими електроізоляційними властивостями і більш гігроскопічні; більше нагревостойкие шаруваті пластики - на неорганічних основах: асбогетінакс на основі азбестового паперу і асботекстоліт на основі азбестового тканини; найбільш нагревостойкие, вологостійкі і механічно міцні шаруваті пластики-склотекстоліти на основі неорганічної-скляної тканини з нагревостойкие єднальними (див. характеристики для склотекстоліти марки Стефен на епоксидному сполучному в табл. 6-5). Поряд з склотекстоліти випускаються і дешевші шаруваті пластики на основі не склотканини, а стекломата, одержуваного без ткання, тобто без переплетення ниток один з одним.

Фасонні і намотані вироби. Крім описаних вище листових шаруватих пластиків, знаходять застосування і фасонні шаруваті вироби. Такі намотані вироби, відомі під назвою гетінаксових (бакелітових) трубок (внутрішній діаметр від 10 до 30 мм) і циліндрів (внутрішній діаметр від 30 до 600 мм). Бакелітові трубки і циліндри випускаються різної довжини при товщині стінки від 1,5 до 3 мм. Вони виготовляються з лакованої з одного боку (на спеціальних лакувальних машинах) намотувально папери, більш тонкої і щільною, ніж просочувальна папір, який йде на виробництво листового гетинаксу. Лаковане папір туго намотується на металеву оправку і разом з нею піддається запіканню в термостаті, після чого готовий виріб знімається з оправки. Властивості на намотаних виробів поступаються властивостям листового гетинаксу. Виготовляються також текстолітові циліндри, стрижні і різні фасонні деталі складної форми, зокрема гасільние камери для масляних вимикачів. Текстоліт застосовується і як конструкційний матеріал, наприклад, для виготовлення підшипників і безшумних зубчастих передач. Зубчасті колеса для таких передач пресуються з набраних в стопки заготовок, відштампованих з просоченої тканини. 61. Властивості керамічних матеріалів, технологія обробки.

Керамікою називають неорганічні матеріали, з яких можуть бути виготовлені вироби тієї чи іншої форми, що піддаються надалі випаленню при високій температурі; в результаті випалу в керамічній масі відбуваються складні фізико-хімічні процеси, завдяки яким готовий виріб набуває потрібні властивості. Раніше керамічні матеріали виготовлялися на основі глини, що утворює в суміші з водою пластичну, здатну формуватися масу і після випалу набувати значну механічну міцність. Зараз з'явилися й інші види керамічних матеріалів, до складу яких входить глина в дуже малій кількості або ж зовсім не входить. Металізація кераміки (зазвичай нанесенням срібла методом вжигания) забезпечує можливість здійснення спайки з металом, що має особливе значення для створення герметизованих конструкцій.

Фарфор

З самого початку розвитку електротехніки фарфор широко використовувався як електроізоляційний матеріал, і в даний час він є одним з основних ізоляційних матеріалів. Для виготовлення порцеляни застосовують спеціальні сорти глин (каолін - високоякісна світла глина великий чистоти, а також інші види вогнетривких пластичних глин) і мінерали - кварц SiO2 і польовий шпат. Сутність технологічного процесу виготовлення порцеляни зводиться до очищення від домішок всіх складових частин, ретельному їх подрібнення і перемішування в однорідну масу з водою. З фа Форов маси тієї чи іншої консистенції різними способами: обточуванням, пресуванням, відливанням в гіпсові форми, видавлюванням крізь отвір - отримують вироби потрібної конфігурації

Випал (обжиг) - надзвичайно важлива операція, що надає фарфору високу механічну міцність, водостійкість і добрі електроізоляційні властивості. При випалюванні глина змінює кристалічну структуру і втрачає входить до її складу кристалізаційну воду; польовий шпат - найбільш легкоплавка складова частина порцеляни - плавиться, утворюючи склоподібну масу, що заповнює проміжки між зернами підданих випалу глини й кварцу, і міцно пов'язує один з одним ці зерна.

Випалення з просушеним шлікером проводиться в газовій печі, конструкція якої запозичена з цеху емалювання управління Донецктеплосеть. Випалення виробляють в основному в печах безперервної дії. До них відносяться кільцеві печі, ще досить широко поширені у виробництві цегли і черепиці, і найбільш досконалі тунельні печі, якими оснащені всі сучасні кера - мические заводи. Печі періодичної дії - підлогові і камерні, самі неекономічні по витраті палива (до 500 кг на 1000 шт) 62. Сегнетоелектрики. Технологія забезпечення основних властивостей.

Сегнетоеле́ктрики або фероеле́ктрики — речовина, яка має спонтанний дипольний електричний момент в одній із кристалічних фаз, що існує в певному діапазоні температур.

Загальний описПрикладом сегнетоелектрика є сегнетова сіль, від назви якої походить назва класу речовин, а також титанат барію.

Температурний діапазон, в якому сегнетоелектрик має спонтанний дипольний момент, називається полярною областю. Кристалічна модифікація, в якій сегнетоелектрик спонтанно поляризований називається полярною фазою. Кристалічна модифікація, в якій спонтанний момент відсутній називається неполярною фазою. Температура, при якій відбувається перехід між полярною й неполярною фазами, називається температурою Кюрі.

Більшість сегнетоелектриків мають одну температуру Кюрі, вище якої їхня фаза неполярна, а нижче — полярна. Проте існують сегнетоелектрики, в яких полярна фаза існує в певному температурному діапазоні, наприклад, сегнетова сіль.

Поведінка сегнетолектриків має багато спільних рис з поведінкою феромагнетиків.

У сегнетоелектричних кристалів існує кілька напрямків (відносно осей кристалічної ґратки), вздовж яких може бути направлений спонтанний дипольний момент. Такі напрямки називаються полярними вісями. При відсутності зовнішнього електричного поля сегнетоелектрик розділяється на області повної поляризованості відносно однієї з полярних осей — домени. Якщо полярна вісь лише одна, то можливі тільки дві орієнтації доменів, і кристал має шарувату доменну структуру. Якщо полярних осей кілька, доменна структура кристала сегнетоелектрика складніша.

Завдяки існуванню доменів при відсутності зовнішнього поля сумарний дипольний момент кристала сегнетоелектрика зазвичай дорівнює нулю, але в зовнішньому полі домени переорієнтовуються. В сегнетоелектриках спостерігається діелектричний гістерезис, аналогічний магнітному гістерезису феромагнетиків.

Поляризовність сегнетоелектриківОсобливістю сегнетоелектриків, яка визначає їхнє значення для електроніки, є аномально велике значення діелектричної проникності в полярній фазі.

Поляризовність сегнетоелектриків α в неполярній фазі зростає при наближенні до температури фазового переходу за законом

,

де С — константа для даного матеріалу, T — температура, а T0 інша стала, яка називається температурою Кюрі-Вейсса й близька за значенням до температури Кюрі. Як видно, навіть у неполярній фазі в околі фазового переходу значення поляризовності аномально велике.

ЗастосуванняЗавдяки великій діелектричні проникності сегнетоелектрики широко використовуються при виготовленні конденсаторів.