31. Электрокерамика.

_д

Керамические материалы получают обжигом из формовочной массы заданного химического состава. В зависимости от состава керамические изделия имеют самые различные свойства. В электро- и радиотехнике применяются диэлектрические, полупроводниковые, сегнетоэлектрические, пьезоэлектрические и магнитные керамические материалы. Общими для керамики являются высокие электроизоляционные свойства,

нагревостойкоеть, прочность, долговечность, стойкость к атмосферному воздействию, солнечной и. проникающей радиации. Технология изготовления керамики позволяет получать изделия любой формы.

Наиболее распространенным материалом в электротехнике является фарфор. Он изготавливается на основе глины, каолина, кварца, полевого шпата, пегматита, то есть минералов, содержащих АЬОэ и Si0₂. Отформованные из замешанной на воде глинистой массы изделия сушат, покрывают, если нужно, глазурью и обжигают при температуре 300-1400°С. Глазурь расплавляется, покрывая изделие блестящим, гладким, водонепроницаемым слоем, защищающим фарфор от проникновения влаги, уменьшающим поверхностный ток утечки, затрудняющим прилипание к поверхности грязи и пыли.

Электрическая прочность Е_пр= 25-30 кВ/мм

Тангенс угла диэлектрических потерь tg6= 0,015-0,025

Удельное сопротивление P=10"-10^,zOm* м Относительная диэлектрическая

3

проницаемость е_г=6-8

Плотность у=2,2г/см

Кроме эл. фарфора применяются и другие виды электрокерамики; стеатитовая (на основе минерала талька MgO*Si02) - для высокочастотных и высоковольтных изоляторов и конденсаторов.

рутиловая (на основе диоксида титана ТЮг - рутила) - для изготовления конденсаторов с малыми потерями: tg5= 0,002, е_г= 100-200! цирконовая (на основе циркона ZrCb Si02) - высоконагревостойкая (до 2300").

32. Высокочастотная керамика

д Высокочастотные керамические материа:ш подразделяют на материалы с высокой (е_г =100 и более) и пониженной (с_г -20 и менее) диэлектрической проницаемостью. К первым относится керамика на основе диоксида титана ("титановая" керамика), применяемая для изготовления конденсаторов разного назначения. Ко вторым относится керамика, изготовленная на основе стеатита - метасиликата магния MgOSi02, сырьем для производства которого служит минерал тальк. Тальк - один из самых мягких в природе минералов (царапается ногтем), легко разламывается в тонкий порошок. При обжиге приготовленной из него массы получают стеатит. Стеатитовая керамика обладает высокими механическими свойствами, большой величиной удельного сопротивления, малым tg5. Ее параметры мало меняются при воздействии влаги, повышенной температуре, радиационном воздействии. Поэтому стеатитовая керамика получила широкое распространение при изготовлении высокочастотных установочных изделий, высоковольтных низковольтных конденсаторов, а также внутри ламповых пористых изоляторов.

Электрическая прочность Е_пр= 30-40 кВ/мм

Тангенс угла диэлектрических потерь tg5= 0,0006-0,001

Удельное сопротивление р=2* 10^й Ом*м

Относительная диэлектрическая

проницаемость £_г~7,5

Плотность у=3 г/см

Промышленные марки:

СПК-2 (стеатитовый пластинный керамический материал) применяется для изготовления крупногабаритных изоляторов,

СК-1 (стеатитовый конденсаторный материал) - для изготовления высокочастотных конденсаторов. Такие конденсаторы, в частности, производятся на заводе "Прогресс" в п. Водном.

Под №32 представлен высоковольтный конденсатор из тиконда (титановый конденсаторный материал) получаемый на основе диоксида титана ТЮг сырьем для которого является минерал рутил.

33. КОРДИЕРИТ.

Д

Керамику, способную многократно выдерживать высокие температуры называют термостойкой. Стойкость к термоударам определяется комплексом свойств и зависит от предела прочности при растяжении, модуля упругости, коэффициента Пуассона, теплопроводности, плотности и др. Главнейшим же свойством термостойкой керамики является низкий коэффициент температурного линейного расширения (ТКЛР).

В этой группе материалов наиболее распространенным является КОРДКЕРИТ - керамический материал на основе алюмосиликата магния -2MgO*2Al₂ 0₃* 5Si0₂.

Электрическая прочность Е_пр= 10 кВ/мм

Температурный коэффициент

Линейного расширения а=3- 6*10"⁶1/С

Удельное сопротивление р=10 Ом*м

Относительная диэлектрическая

проницаемость s_r=4-7

Плотность у=2,1-2,7г/см

Коэффициент теплопроводности К_т =2 Вт/м*К

Наивысшая рабочая температура

при длительной работе 1400 С

Термостойкая керамика используется для изготовления изоляторов электронагревательных устройств, дугогасительыых решеток

высоковольтных выключателей, пирометрических защитных трубок и т.п.

34. СЕРЕБРО.

П Блестящий металл белого цвета, стойкий против окисления при

нормальной температуре. Легко соединяется с серой, образуя A₂S и с

фосфором AgP. Растворяется в серной и соляной кислотах.

Серебро - лучший электро- и теплопроводник из металлов Удельное сопротивление р=0,016мкОм*м

Плотность у=10,5 г/см

Коэффициент теплопроводности К_т=415 Вт/м*К

Температура плавления 961 С

Обладает наилучшей отражательной способностью, Промышленные марки: Ср.999,9 (99,99%Ag); Ср.999 (99.9%Ag). Применяется для изготовления контактов, проводящих

покрытий, в серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторах,

как компонент припоев.

35. МЕДЬ.

п

Мягкий металл характерного красного цвета, удовлетворительно стойкий к коррозии. Наиболее широко применяется в качестве проводника. По электропроводности уступает только серебру.

Удельное сопротивление р=0,017мкОм*м

Плотность у=8,94г/см³

Коэффициент теплопроводности К_т =390 Вт/м*К

Температура плавления 1083 С

Промышленные марки: MOO (99,990%Cu), Ml (99,90%Cu), М4 (99,0% Си). Медную проволоку выпускают мягкую, отожженную, марки ММ и твердую, неотожженную, марки МТ.

В электротехнике медь используется для проводов, шин, кабелей, токоведущих деталей, в том числе в виде фольги. В качестве конструкционных материалов широко применяются медные сплавы, в первую очередь различные латуни (медно-цинковые сплавы) и бронзы (сплавы меди с разными металлами, не содержащие цинка).

35.1 - медь Ml листовая, 35.2 - фольга и проволока.

36. ЛАТУНЬ. (ГОСТ 15527-70)

П

Латунями называют медно-цинковые сплавы, которые могут содержать еще и другие компоненты (алюминий, железо, никель, марганец, олово, свинец, кремний и др.). По сравнению с медью латуни обладают повышенной механической прочностью и большим относительным удлинением при разрыве. Их обрабатывают резанием, штамповкой, глубокой вытяжкой и т.п. Широко используют и литейные латуни. Латуни мало подвержены коррозии, особенно в морской воде. Электрические свойства латуней несколько хуже, чем меди.

Удельное сопротивление р=0,07-0,3 мкОм*м

Плотность у=7,9-8,6г/см³

Коэффициент теплопроводности К_т =100-200 Вт/м*К

Температура плавления 850-1050 С

Промышленные марки - очень многочисленны: Л-96 (Томпак). Содержит меди - 96%, остальное - цинк Л-63 (Латунь). Содержит меди - 63%, остальное - цинк. ЛС-59-1 (Латунь свинцовая). Меди - 59%, свинца - 1%, остальной цинк. ЛС-80-3 (Латунь кремнистая), Меди - 80%, кремния - 3%. Применяется в электротехнике для изготовления самых разных токопроводящих деталей, полученных разными видами обработки - ковкой, прокаткой, волочением, литьем. Виды заготовок: ленты, прутки, проволока,

трубы, фольга.

37. БРОНЗА.

П

Бронзы - это медные сплавы, не содержащие цинка. Они обладают повышенной по сравнению с медью механической прочностью. Многие бронзы обладают высокими упругими свойствами, другие являются антифрикционными материалами в паре со сталью. Бронзы мало поддаются коррозии.

Промышленные марки многочисленны:

Оловянные литейные бронзы - Бр.ОЦС 3-12-5 (олово 3%, цинк 12%, свинец -5%).

Оловянные бронзы, обрабатываемые давлепием - Бр.ОФ 6,5-0,15 (олово - 6,5%, фосфор 0,15%>).

Безоловянистые бронзы - Бр.АЖН 9-4-4 (Алюминий, железо, никель). Бсриллиевая бронза - Бр.Б2 (Бериллий - 2%>).

Бронзы применяются в электротехнике для изготовления токопроводящих деталей, особенно для деталей, подверженных истиранию -контактов, троллейных проводов, коллекторных пластин. Упругие бронзы (например, бронза Бр.Б2) используют для токопроводящих пружин. Бронза также используется как конструкционный материал, в том числе для вкладышей подшипников

38. АЛЮМИНИЙ.

П

Второй из наиболее применяемых (после меди) проводниковых материалов. Легкий (в 3,5 раза легче мели) металл белого цвета. На воздухе окисляется, покрываясь тонкой плотной пленкой окиси, которая прекращает дальнейшее окисление, но обладает большим электрическим сопротивлением, Алюминий при контакте с медью создает гальваническую пару со значительной ЭДС. Ток идет от алюминия к меди и алюминиевый проводник может сильно разрушаться от коррозии.

Промышленные марки - АОО (не более 0,03% примесей), А1 (0,5% примесей). Алюминиевую проволоку выпускают марок - AT (твердая), АПТ (полутвердая) и AM (мягкая). Диаметр проволоки от 0,08 до 10,0 мм.

Используется в виде фольги, проволоки, кабельных, тонкопленочных и других токопроводящих изделий, для изготовления конденсаторов.

В качестве конструкционных материалов широко применяются деформируемые алюминиевые сплавы с марганцем (АМЦ), магнием (АМГ), а также - дюралюминий, например, - Д16М (пластичный), Д16Т (твердый). Сплав В95, содержащий, кроме того, 5% цинка - износостоек и применяется для изготовления мелких зубчатых колес в редукторах следящего привода. Кроме того, для изготовления корпусных деталей используются литейные алюминиевые сплавы марок Ал1-Ал32, содержащие от 10 до 20% кремния.

Высокопрочный алюминиевый провод, по механической прочности не уступающий твердотянутой меди, изготавливают из сплава АЛЪДРЕИ, включающего добавки магния, кремния и железа.

Имеющиеся образцы.

1. проволока AT из алюминия марки А1.

2. лист из алюминия марки АО*М (отожженный мягкий).

3. лист из алюминия марки Д16АТ (закал, твердый).

4. деталь из литейного алюмин. сплава Ал.22.

5. провод биметаллический Основа - сталь, оболочка - алюминий. Используется для воздушных линий связи, л|ший электропередачи.

38.6 -фольга алюминиевая 100 мкм.