2.7. Шарові пластики

Широке застосування в якості конструкційних та електро-ізоляційних матеріалів мають щарові платики, в яких напов-нювачем є той чи інший листовий волокнистий матеріал. Сюди відносять гетинакс, текстоліт, склотекстоліт.

Гетинакс отримується шляхом гарячого пресування папе-ру, що просочений термореактивною cмолою – бакелітом. Для виробництва гетинаксу використовується міцний та нагрівостійкий просочений папір.

Електрична міцність гетинаксу в напрямі, що перпендику-лярний до шарів, Е_пр=20-40 МВ/м, діелектрична проникність ε = 5. Дугостійкість гетинаксу, як і інших пластиків – невисока: після дії розряду на поверхні матеріалу лишаються сліди вуглецю, що володіють високою електропровідністю. Шарова структура гети-наксу приводить до замітної анізотропії властивостей у напрямах, що перпендикулярні та паралельні шарам. Так, наприклад, питомий опір гетинаксу вздовж шарів в 50-100 разів, а електрична міцність вздовж шарів в 5-8 разів нижча, ніж впоперек шарів. Гетинакс застосовується у високо- та низьковольтному приладобудуванні.

Текстоліт – шаровий пластик, в якому в якості напов-нювача використовують хлопчатопаперову тканину, що просочена термореактивною смолою. Текстоліт значно дорожче гетинаксу. Він має підвищену питому ударну в’язкість, стійкість до стирання і опір до розколювання. Його застосовують як конструкційно-ізоляційний матеріал для виробів, що піддаються ударним навантаженням або що працюють на стирання (деталі пере-микачів).

Склотекстоліт є шаровим пресованим матеріалом, що складається з двох чи більше шарів склотканини, просоченої тер-мореактивними зв’язуючими. Склотекстоліт володіє підвищеною вологостійкістю та кращими електричними і механічними парамет-рами, в порівнянні з гетинаксом і текстолітом, але гірше оброб-люється механічно.

В табл.2.6. подані основні параметри шарових пластиків.

Табл.2.6.

Пара- метр Назва		ε	Епр при товщині 3 мм, МВ/м	Тепло- cтійкість, 0С	Густина, Мгр/м3	tgδ
Гетинакс	1010-1011	5-6	25-35	190	1,35-4	20·10-2
Текстоліт	108-1010	6-7	5-8	155	1,3-1,45	8·10-2
Скло-текстоліт	108-1012	5-7	17-25	240	1,6-1,9	3·10-2

2.8. Cкло, як ізоляційний матеріал

Скло – неорганічна квазіаморфна речовина, що являє собою складну систему різноманітних оксидів. Властивості скла зміню-ються в широких межах в залежності від їх складу і режиму теплової обробки. Так, при нормальній температурі, питомий опір скла складає ρ = 10⁶-10¹⁵ Ом·м, ε = 4-25, tgδ = 0,0002-0,01.

Скло отримується при швидкому охолодженні розплав-леного матеріалу. Сировинні матеріали: кварцевий пісок SiO₂, сода Na₂CO₃, вапно CaCO₃, доломіт CaCO₃xMgCO₃, сульфат натрію Na₂SO₄, борна кислота H₃BO₃, подрібнюють, зважують в потрібних пропорціях, перемішують і завантажують в склоплавильну піч.

Межа міцності скла при розтягу невелика (100-300 МПа) і збільшується з підвищенням вмісту в ньому оксидів кремнію SiO₂ і кальцію CaO. Лужні оксиди понижують міцність скла.

З теплових властивостей скла найбільше значення мають темпе­­­ратура пом’якшення і температурний коефіцієнт лінійного розширення. Температира пом’якшення для скла різного складу коливається від 350 до 1700⁰С. Найбільш тугоплавким є кварцове скло. Температурний коефіцієнт лінійного розширення скла зміню-ється від 5,5·10^-7 до 150·10^-7 К^-1. Він грає важливу роль при спайці і зварці одне з одним різних видів скла, при спайці скла з металом, при нанесенні склоемалі на ту чи іншу поверхню. Необхідно, щоб TK_l скла і з’єднуваних з ним матеріалів бути приблизно рівними, інакше при зміні температури може виникнути розтріскування скла.

рис.2.5. рис.2.6.

Рис.2.5. Залежність ρ скла SiO₂ – Na₂O і SiO₂ – К₂О від складу. По осі абсцис вміст відповідного лужного оксиду в процентах по масі (все інше – SiO₂).

Рис.2.6. Залежність tgδ скла системи В₂О₃ – Na₂O – К₂О від складу. По осі абсцис – число молекул натрію і калію, на 100 молекул оксиду барію.

В залежності від призначення розрізняють слідуючі види скла: конденсаторні, ізоляторні та склоемалі.

Конденсаторне скло використовується в якості діелектрика конденсаторів, що застосовуються в високочастотних фільтрах, імпульсних генераторах, коливальних контурів високочастотних пристроїв. По можливості вони повинні мати підвищену ε і якнай-менший tgδ. Використовується для ізоляції вводів в деякі типи конденсаторів, терморезисторів, в напівпровідниковому виробництві для виготовлення ізоляторів в металічних корпусах “таблеткового” типу, ізоляторів в потужних пристроях, в корпусах кремнієвих та германієвих транзисторів.

Склоемалями називають покриття, що наносять на поверх-ню виробів з метою захисту від корозії. Їх застосовують для утво-рення електричної ізоляції трубчастих резисторів, в яких на зовні-шню поверхню керамічної трубки нанесена проволочна обмотка з ніхрому чи константану, поверх якої наплавляється шар емалі, що ізолює окремі витки і захищає обмотку від вологи.