- •7.09203 Электромеханические системы автоматизации и электропривод
- •Утверждено
- •Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов специальности 7.09203 электромеханические системы автоматизации и электропривод
- •Содержание
- •1. Основные характеристики электроматериалов
- •1.1. Классификация электроматериала
- •1.2. Зонная теория твердых тел
- •1.3. Электрические характеристики электроматериалов
- •1.4. Механические характеристики материалов
- •1.5. Тепловые характеристики материалов
- •1.6. Физико-химические характеристики материалов
- •2. Электрические процессы в диэлектриках
- •2.1. Поляризация диэлектриков
- •2.2. Электропроводность диэлектриков
- •2.3. Потери энергии в диэлектриках
- •2.4. Пробой диэлектриков
- •3. Изоляционные материалы
- •3.1. Газообразные изоляционные материалы
- •3.2. Жидкие изоляционные материалы
- •3.3. Твердые изоляционные материалы
- •Параметры слоистых пластиков
- •3.3.2 Твердые неорганические диэлектрики
- •3.3.3 Пьезоэлектрические материалы
- •Характеристики некоторых пьезоэлектрических материалов
- •Р ис. 4.1. Зависимость удельного сопротивления меди от температуры.
- •4.1. Материалы высокой проводимости
- •Характеристики меди, бронз и латуни
- •4.2. Сплавы высокого сопротивления
- •4.3. Сплавы для термопар
- •4.4. Припои и флюсы
- •4.5. Электротехнический уголь
- •5. Полупроводниковые материалы
- •5.1.Электрические свойства полупроводников
- •5.2. Электронно-дырочный переход
- •5.3. Полупроводниковые материалы
- •6. Магнитные материалы
- •6.1. Магнитные характеристики материалов
- •6.2 Классификация магнитных материалов
- •6.3. Магнитные материалы
- •6.3.1. Металлические магнитомягкие материалы
- •6.3.2. Металлические магнитотвердые материалы
- •Основные характеристики стальных магнитов:
- •6.3.3. Ферриты
- •6.3.4. Магнитодиэлектрики
- •Литература
Параметры слоистых пластиков
Таблица 3.2.
Параметр |
Гетинакс |
Текстолит |
Стеклотекстолит на эпоксидной смоле |
Плотность, кг/м 3 |
1300–1400 |
1300 - 1500 |
1600-1800 |
р,МПа |
115–125 |
120 – 150 |
200–200 |
v, Омсм |
1012-1014 |
1012 -1014 |
1014-1015 |
tg при 1 МГц |
0,008-0,002 |
0,03 - 0,04 |
0,005-0,002 |
Водопоглощаемость, % за 24 ч |
2.5 |
1.4 |
0.3 |
Интервал рабочих температур,0С |
-6085 |
-6070 |
-60100 |
Волокнистые органические диэлектрика включают в себя дерево, бумагу, картон, фибру, ткани. В чистом виде не применяют, только с предварительной пропиткой. Могут использоваться там, где не требуется высокая электрическая прочность и устойчивость к температуре и влаге. Применяют для изготовления слоистых пластиков, электроизоляционного картона, кабельной и конденсаторной бумаги, микалент, киперных лент и лакотканей.
Эластомеры- материалы на основе каучука. Натуральный каучук представляет собой сок каучуконосных растений. Подвергается вулканизации - нагреву с добавлением серы. При этом улучшаются его механические свойства, устойчивость к нагреву и охлаждению, а также стойкость к окислителям. При добавлении 1-3 % серы получается мягкая резина, а при 30-35 % - твердая (эбонит). Электрические параметры резины: v= 1015 Омсм, Епр =3-7, tg= 0,02-0,1, Епр = 20-30 МВ/м. Используется для изоляции кабельно-проводниковой продукции, в качестве изоляционных прокладок и т. п.
В последнее время все более широко используется резина на базе синтетического каучука, получаемого из нефти и газа. Такая резина называется эскапон, имеет хорошие изолирующие свойства: v= 1017 Омсм, = 2,7,tg = 5 10 -4, Епр=35 МВ/м,
В качестве эластомеров могут использоваться мягкие полимеры: поливинилхлорид, полиэтилен.
Природные смолы имеют ограниченное применение в электротехнике. Наиболее часто используется канифоль, представляющая собой очищенную смолу хвойных деревьев, для изготовления канифольных лаков и в качестве флюса для пайки. Реже используется янтарь для изготовления изоляционных вводов в приборах и шеллак (смола тропических деревьев) для создания клеящих изоляционных лаков.
К органическим твердым диэлектрикам относится класс воскообразных диэлектриков; парафин, церезин, вазелин и головакс, используемых для пропитки бумажных конденсаторов и заливки электрических аппаратов с низкой рабочей температурой. Иногда их используют для покрытия поверхностей электрических изделий для уменьшения воздействия на них влаги из окружающей среды.
Электроизоляционные лаки и эмали представляют собой растворы пленкообразующих диэлектриков в органических растворителях. Слой лака или эмали, нанесенный на поверхность, постепенно отвердевает, образуя пленку - гибкую или хрупкую в зависимости от состава лака. В качестве пленкообразующих веществ используют различные полимеры и смолы (полистирол, полихлорид, бакелит, кремнийорганическая и эпоксидная смола и т. д.) В качестве растворителей используют бензол, толуол, ацетон. спирты. Иногда добавляют пластификаторы для повышения гибкости пленки. По назначению лаки делятся на пропиточные, покровные, эмаль-лаки и клеящие. Пропиточные используются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов. Чтобы пропиточный лак проникал в поры и капилляры многослойной обмотки, его вязкость должна быть минимальной. Покровные лаки применяют дня создания на поверхности печатных плат, пропитанных обмоток и других электротехнических изделий защитного электроизоляционного покрытия толщиной 0,05-0,2 мм без трещин и пор. Эмаль-лаки применяют для тонкопленочной изоляции обмоточных проводов. Они должны хорошо соединяться с медью и алюминием, давать гибкую пленку, устойчивую к истиранию. Эмаль-лаки изготавливаются на основе полимерных смол. Клеящие лаки применяют для склеивания металлических, пластмассовых и керамических изделий.
Изоляционные лаки могут эксплуатироваться в диапазоне температур от минус 50°С до +130 °С, а некоторые лаки, на базе кремнийорганической смолы до + 200 °С. Электрические параметры лаков v = 1013-1015 Омсм, Епр = б0 -90 МВ/м.
Электроизоляционные эмали - это лаки с введенными в них тонкодисперсными веществами для повышения вязкости. В качестве таких веществ используются окислы различных металлов; TiO2, ZnO, C2О3. Эмали используются для образования плотного и механически прочного покрытия внешних поверхностей деталей.
Компаунды - это жидкие твердеющие составы из органических веществ. В отличие от лаков не содержат растворителей и при отвердевании образуют объемную плотную массу. Могут быть термопластичными или термореактивными. Используются как пропиточные или заливочные составы. Чаще всего находят применение компаунды: эпоксидный кремний органический, битумный.
