Вопрос 6

По назначению диэлектрические материалы делят на пассивные электроизоляционные материалы и активные диэлектрики. Пассивными диэлектриками являются вещества, которые применяются в качестве электроизоляционных материалов и диэлектриков конденсаторов обычных типов. Электроизоляционные материалы - это диэлектрики, которые не допускают утечки электрических зарядов, т. е. с их помощью отделяют электрические цепи друг от друга или токоведущие части устройств, приборов и аппаратов от проводящих, но нетоковедущих областей и диэлектрическая проницаемость их особой роли не играет. Если материал используется в качестве диэлектрика конденсатора определенной емкости, то величина диэлектрической проницаемости имеет значение.

Сегнето-, пьезо- и пироэлектрики, электроалюминофоры, материалы для излучателей и затворов в лазерной техники, электреты и др. являются активными (управляемыми) диэлектриками.

Особую группу составляют затвердевающие материалы, которые в исходном состоянии являются жидкостями, а в процессе производства изоляции отверждаются и в период эксплуатации являются твердыми. К ним относятся компаунды, клеи, лаки, эмали и др.

По области применения все диэлектрические материалы можно разделить на электроизоляционные и диэлектрики в электрических конденсаторах.

Первые используются для создания электрической изоляции, которая окружает токоведущие части электрических устройств и отделяет друг от друга части, находящиеся под различными электрическими потенциалами.

Вторые используются для создания определенного значения электрической емкости конденсатора, а в некоторых случаях для обеспечения определенного вида зависимости этой емкости от температуры и других факторов.

По возможности управления электрическими свойствами диэлектрические материалы можно разделить на пассивные с постоянными свойствами и активные, свойствами которых можно управлять (сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики,электреты и др.).

Диэлектрические материалы подразделяются по их агрегатному состоянию на газообразные, жидкие и твердые. В особую группу могут быть выделены твердеющие материалы, которые в исходном состоянии являются жидкостями, но затем отверждаются и в готовой, находящейся в эксплуатации изоляции, представляют собой твердые тела (лаки и компаунды).

В соответствии с химической природой все диэлектрики делятся на органические инеорганические. Под органическим веществами подразумеваются соединения углерода; обычно они содержат также водород, кислород, азот, галогены или иные элементы. Прочие вещества считаются неорганическими; многие из них содержат кремний, алюминий и др. металлы, кислород и т.п.

Количество диэлектрических материалов исчисляется многими тысячами. Поэтому здесь будут даны лишь общие представления об особенностях строения и свойств основных классов диэлектриков.

Основные физические свойства диэлектрических материалов (электрические, тепловые и механические) тесно связаны между собой. Наиболее важными электрическими свойствами являются: электропроводность, поляризация, электрические потери, электрическая прочность и электрическое старение. Тепловые (термические) свойства - это термическое расширение, теплоемкость, теплопроводность, нагревостойкость и др., которые определяются внутренней структурой и энергией электронов, ионов, молекул вещества. К механическим свойствам относятся упругость, прочность, твердость, вязкость и т. д., обусловленные внутренними связями между атомными остовами и молекулами.

В технике, технологии производства и эксплуатации электротехнического оборудования предъявляют самые разнообразные требования по свойствам диэлектрических материалов. Кроме необходимых электрических свойств диэлектрические материалы должны обладать еще и требуемыми термическими, механическими и многими другими свойствами.