ЕТМ_т_студ / ЕТМ_лк_pdf / ЕТМ_лк4-Тверді ізоляційні матеріали

Температура плавлення слюди знаходиться в межах

Тпл = 1145...1400 0С, нагрівостійкість – 500 … 900 0С. Розплавлена слюда при застиганні не утворює кристалів попереднього складу.

Мусковіт високої якості (конденсаторну та телевізійну слюду) за-

стосовують у виробництві еталонних конденсаторів, у виробництві телеві-

зійних трубок (основа фотокатодів та мішеней), для ізоляції колекторів в електричних машинах малої потужності.

Флогопіт має більш високу нагрівостійкість у порівнянні із муско-

вітом (до 1000 0С), але має гірші електроізоляційні властивості.

Флогопіт використовують для виробництва фасонних штампованих шайб, в якості теплової ізоляції цоколів електричних ламп розжарювання,

в якості наповнювача пластмас..

Фторфлогопіт (синтетична слюда) одержують шляхом розплав-

ляння в печі шихти спеціально складу (кварцовий пісок, окиси алюмінію та магнію, фтористі з’єднання калію та магнію) із наступним повільним охолодженням.

Фторфлогопіт має підвищену хімота нагрівостійкість (11000С).

Синтетична слюда гірше роз’єднується на пластинки. Фторфлогопіт вико-

ристовують в електронних лампах, конденсаторах, що працюють при

600…7000С.

Міканіти – матеріали, виготовлені із пластинок (листочків) слюди,

склеєних поміж собою за допомогою лаків. Розрізняють колекторний, фо-

рмувальний, прокладковий, гнучкий та термотривкий міканіти.

Колекторний міканіт – пресована слюда флогопіт із додаванням лаку. Застосовують для ізоляції колекторних пластин в електричних ма-

шинах. При виготовленні до його складу вводять 4 … 6 % зв’язуючих ре-

човин – гліфталь або шелак. Електрична міцність колекторного міканіту становить Епр = 14...18 МВ/м.

56

Формувальний міканіт застосовують для виготовлення колектор-

них манжет, фланців, каркасів котушок, трубок та інших фасонних виро-

бів. Електрична міцність Епр = 4...15 МВ/м.

Слюдиніт – це теплостійкий формувальний міканіт, одержаний склеюванням пластинок слюди кремнійорганічним лаком із наступним

сушінням та пресуванням. Електрична міцність слюдиніту

Епр = 30...35 МВ/м.

Мікафолій – різновидність формувального міканіту, який має з од-

ного боку підкладку з паперу. Його використовують для ізоляції стержнів якірних обмоток електричних машин високої напруги.

Прокладковий міканіт відрізняється від колекторного більшим вмістом зв’язуючих речовин (до 25%) і меншою густиною. З прокладного міканіту виготовляють шайби та прокладки в електричних машинах. Елек-

трична міцність прокладного міканіту Епр = 15...20 МВ/м.

Гнучкий міканіт одержують застосуванням спеціальних лаків.

Він використовується для шарової ізоляції, для ізоляції міжкотушкових з’єднань у машинах високої напруги. Електрична міцність

Епр = 15...35 МВ/м.

Термотривкий (жаростійкий) міканіт виготовляють із флогопі-

ту, склеєного неорганічним розчином фосфорного амонію (амофос). Його використовують для ізоляції в електронагрівальних приладах.

8 Електроізоляційне скло

Склом називають тверді аморфні тіла, одержані шляхом переохоло-

дження розплаву окисів (незалежно від їх хімічного складу), які набувають внаслідок поступового підвищення в’язкості механічних властивостей тве-

рдих тіл. Процес переходу із рідкого стану в твердий є зворотній.

За хімічним складом розрізняють такі основні типи скла: оксидні,

галогенідні, халькогенідні (на основі сульфідів, селенідів та телуридів).

57

Найбільше поширення знайшли оксидні стекла. Вони в свою чергу діляться на силікатні, боратні, фосфатні, германатні, алюмосилікатні.

Властивості стекол дуже різноманітні і залежать від їх складу.

Найбільш високі показники механічних властивостей мають квар-

цове та безлугове скло, а найбільш низькі у стекол з підвищеним вмістом оксидів свинцю та бору. Густина стекол знаходиться в межах

D = 220...8000 кг/м3. Найбільшу стійкість до впливу вологи має кварцове скло.

Електричні властивості стекол також в значній мірі залежать від їх складу. Найменшу електропровідність має кварцове скло, а найбільшу ви-

соколугові стекла. Найменшу діалектичну проникність ( = 3,1...3.8) мають кварцове скло та склоподібний борний ангідрид. При наявності в складі стекол оксидів свинцю та барію їх діелектрична проникність значно під-

вищується (до 20). Електрична міцність стекол майже не залежить від їх складу і становить Епр = 17..80 МВ/м. Температура розм’якшення –

400…1600 0С.

Кварцове скло застосовується для виготовлення високовольтних ізоляторів повітряних ліній електропередач, ламп, котушок, деталей елект-

ровакуумних приладів та ін.

Напівпровідникові стекла застосовують при виготовленні терморе-

зисторів, фоторезисторів, світлофільтрів та ін.

Склоемалі – це легкоплавкі стекла, які призначені для покриття по-

верхні різних виробів. В електроапаратобудівництві вони використовують-

ся для одержання міцного та нагрівостійкого електроізоляційного покрит-

тя на металі, а також для обладнання вводів в металеві вакуумні прилади.

Також вони використовуються для покриття трубчатих резисторів та як ді-

електрик в деяких типах конденсаторів.

58

9 Електроізоляційна кераміка

Керамікою називають матеріали, одержані шляхом спікання при обпалюванні порошків різних мінеральних речовин (каоліну, кварцу, гіпсу,

крейди та ін.), попередньо сформовані у вироби тим чи іншим способом.

З керамічних електроізоляційних матеріалів в електротехніці най ширше застосовують фарфор. Він складається з каоліну, кварцу і польо-

вого шпату. Складові частини фарфору подрібнюють, перемішують з во-

дою. З одержаної маси різними способами виготовляють вироби необхід-

ної форми, потім їх сушать, глазурують і обпалюють.

Глазурування – це покриття поверхні виробу тонким шаром глазурі

(речовина за складом подібна до скла), яка після обпалювання перетворю-

ється у блискуче склоподібне покриття. Глазур покращує механічні та еле-

ктроізоляційні якості фарфору.

Так як при обпалюванні виробів із фарфору їх розміри зменшують-

ся (усадка) то їх виготовляють приблизної форми.

Електротехнічний фарфор має густину D = 2500...3300 кг/м3, пито-

мий об’ємний опір v = 1012...1013 Ом∙м, діелектричну проникність = 6...7,

електричну міцність Епр = 20...28 МВ/м. Границя міцності фарфору при стисненні = 400...700 МПа.

Призначення фарфору – виготовлення низько та високовольтних ізоляторів та установчої кераміки.

Основним недоліком фарфору є порівняно високий tg (близько

0,02), який може значно збільшуватися при підвищенні температури та ча-

стоти. Це перешкоджає його застосуванню в якості ізоляції на високих ча-

стотах та при високих температурах.

На сьогоднішній день існують як поліпшені сорти фарфору так і зо-

всім нові керамічні матеріали, відмінні від фарфору за складом із поліпше-

ними властивостями.

59

Радіофарфор – фарфор доповнений важким оксидом ВаО . Засто-

совують для виготовлення котушок індуктивності, лампових панелей, ан-

тенних ізоляторів.

Ультрафарфор – поліпшений радіофарфор із великим вмістом Al2O3.

Він має менший tg , підвищену механічну міцність та теплопровідність.

Високоглиноземиста кераміка здебільшого складається із корун-

ду. Вона має значну нагрівостійкість (до 16000С) , високу механічну міц-

ність і теплопровідність. Діелектрична проникність такої кераміки набли-

жається до 10, вона має значно менший tg порівняно із фарфором, навіть при підвищених температурах.

Запитання для самоконтролю

1.Які матеріали відносяться до волокнистих? Область застосування.

2.Що таке пластмаси. Із яких компонентів їх виготовляють?

3.Які матеріали відносять до плівкових матеріалів?

4.Якими властивостями володіють електроізоляційні гуми?

5.Які матеріали називають твердими гумами? Як їх одержують?

6.Які типи слюди та матеріалів на їх основі застосовують для елек-

тричної ізоляції? Які їх властивості?

7.Штучна слюда. Переваги і недоліки.

8.Де використовуються скло та кераміка?

9.Які матеріали використовують для виготовлення кераміки?

10.Основні переваги та недоліки матеріалів на основі азбесту.

11.Які матеріали відносяться до комбінованих електроізоляційних матеріалів? Область їх застосування.

60