19. Защита от коррозии электротехнических материалов

1. Уменьшить влажность среды.

2. Защитить с помощью расположенного рядом "жертвенного" или "протекторного" анода (цинк, магний, алюминий).

3. Подать напряжение на объект с помощью источника постоянного тока, при этом "минус" подается на защищаемый металл. (Катодная защита).

4. Подать повышенное напряжение противоположной полярности. (Анодная защита). Когда подают повышенное напряжение, в некоторых случаях, происходит пассивация поверхности.

5. Сделать покрытия на поверхность металла. Существуют два типа покрытий:

• коррозионностойкие с помощью более благородных металлов (никелирование, омеднение, освинцовывание, хромирование), при этом не допускается наличие пор в покрытии.

• протекторные, (цинковые, алюминиевые, оловянные).

6. Покрыть поверхность изолятором. Это эмалирование, например, посуды, покраска, покрытие лаком.

21.Современные магнитные материалы на основе редкоземельных

Редкоземельные магниты — сильные постоянные магниты, сделанные из сплавов редкоземельных элементов. Наиболее часто используемыми редкоземельными металлами, применяемыми в магнитах, являются неодим и самарий. Существует большое количество смесей и сплавов с использованием этих элементов, но наиболее часто используются сплавы Nd-Fe-B и Sm-Co.

Магнитные свойства:

Магнитотвёрдые материалы на основе редкоземельных металлов обладают более высокими магнитными параметрами по сравнению с литыми и ферритовыми материалами при значительно меньших размерах и массе. Магнитная энергия магнитов на основе самария в 6 раз выше, а на основе неодима — в 10 раз выше, чем у ферритовых магнитов.

Получение:

Слитки магнитных сплавов из редкоземельных металлов получают прямым сплавлением компонентов. Процесс ведётся в инертной атмосфере в вакуумной индукционной печи. Полученный материал подвергается раздроблению шаровыми мельницами до размера частиц в 1—3 мкм. Порошок формуется в магнитном поле методом изостатического или линейного прессования в специальных пресс-формах и спекается при 1000—1200oC. Изделия проходят процесс шлифования и финального отжига (для повышения коэрцитивной силы)

Область применения редкоземельных магнитов :

1)космические аппараты

2)авиационная техника

3)приборы учёта электроэнергии;

4)миниатюрные электрические машины и устройства

5)компьютерная техника

6)устройства для удержания плазмы

7)магнитные муфты и подшипники

8)акустические системы

22. Старение и защита от старения электротехнических материалов

Старением материала называются необратимые процессы физических и химических превращений материала, происходящие под действием внешних физических, химических и биологических факторов и вызывающие ухудшение электрических и механических показателей материала. 

Основные факторы, изменяющие свойства материалов можно разделить на природные и техногенные факторы.

Природные факторы старения:

Здесь можно выделить физические, химические, биологические факторы.

Физические факторы. В первую очередь, это изменение температуры. Дело в том, что при изменении температуры меняются многие характеристики. Впрочем, об этом уже говорилось в той лекции, когда вводили понятия температурных коэффициентов, показывающих изменение физических свойств материалов: Ткl, Тк, Тк и т.п.

Одну из главных ролей играет температурный коэффициент расширения Ткl. Ясно, что различные материалы имеют различные коэффициенты линейного расширения. Поэтому они удлиняются по-разному при нагревании, а соответственно и сокращаются по-разному при охлаждении. Поскольку любое изделие состоит из частей, изготовленных из различных материалов, то само механическое сочленение материалов при изменении температуры вызывает появление механических напряжений в обоих материалах.

Из других физических воздействий отметим действие ультрафиолета  и озона. Характеристиками светостойкостью и озоностойкостью должны обладать изоляторы, работающие на линиях электропередач. Актуально это только для полимерных изоляторов, т.к. фотоны света и активные молекулы озона могут приводить к деструкции полимера.

На долговечность линий электропередач сильное влияние оказывают ветровые нагрузки. Это и т.н. "пляска проводов", возникающая при порывах ветра, и "парусность" опор и проводов. Возникающие при этом механические нагрузки в опорах, растяжках, проводах могут привести к их деформации и разрушению.

Химические факторы старения заключаются в действии химических агентов на элементы электроустановок. Например, резины, используемые для герметизации, набухают во многих растворителях, в том числе бензине, трансформаторном масле. При набухании они вылезают из уплотнений, что приводит к разгерметизации. Частным случаем является воздействие влаги. Наиболее значительно влияние влаги на электрическую изоляцию, в особенности на жидкие диэлектрики и гидрофильные твердые диэлектрики (картон, бумага). Например, достаточно примерно 0.1% воды в трансформаторном масле, чтобы его электрическая прочность уменьшилась примерно в два раза. Соответственно, трансформатор, заполненный таким маслом, может выйти из строя при незначительных перенапряжениях, либо даже при рабочем напряжении. Влага уменьшает не только электрическую прочность, но и механическую прочность. Периодическое увлажнение и высушивание может привести к короблению изделий, расслоению, растрескиванию и т.д. , что характерно для бумажной изоляции и картона.

Биологические факторы старения - это в первую очередь действие грибков и микроорганизмов. Для большинства видов электротехнических изделий в нашей стране они не актуальны. По-видимому опасны они только для деревянных элементов установок, в первую очередь для деревянных опор линий электропередач. Грибки вызывают гниение дерева, потерю механической прочности, что чревато замыканиями при падении опор.