2.4. Физико – химические характеристики радиоматериалов

 

           Водопоглощаемость ω – оценивает свойство материала противостоять проникновению в него воды. Образцы диэлектрика взвешивают сухими, погружают в дистиллированную воду при 20 °С на 24, 48 и более часов, а затем вынимают и взвешивают.

где - G₁- масса образца в исходном состоянии (г); G₂- масса образца после пребывания в воде (г).

           Гигроскопичность  - характеристика, позволяющая оценить способность материала противостоять проникновению в него паров водытумана:

где - G₀ – масса абсолютно сухого образца (г); G₃ – масса после пребывания во влажной камере 24, 48 и более часов.

Чем больше гигроскопичность, тем ниже электрические характеристики.

           Тропическая стойкость тропикостойкость - стойкость к атмосферным воздействиям в странах с тропическим климатом Индия, Цейлон и др..

В условиях влажного тропического климата радиоматериалы подвергаются воздействию

 высокой температуры 45 - 55С

 резких перепадов температуры в течение суток

 высокой влажности воздуха

 солнечной радиации

 воздуха, содержащего соли и пыль

 плесневые грибки, повреждающие многие органические радиоматериалы

 насекомые, повреждающие органические диэлектрики.

Наиболее стойкими являются радиоматериалы неорганического происхождения радиокерамика, ситаллы, фторорганические и кремнийорганические полимерные диэлектрики.

           Радиационная стойкость – позволяет оценить стойкость радиоматериалов к воздействию ионизирующих излучений  -,  -,  -лучей, потоков нейтронов и др.

Эти излучения вызывают структурные изменения в диэлектриках органического и неорганического происхождения, а также в полупроводниках и даже в проводниках. В результате изменяются первоначальные свойства и характеристики материала, возможно даже разрушение некоторых органических диэлектриков. Небольшие дозы облучения у некоторых диэлектриков (полиэтилен, полипропилен) улучшают их структуру и основные характеристики.

 

3.Классификация и параметры диэлектрических материалов.

Для большинства диэлектриков в слабых электрических полях зависимость поляризованности от напряженности поля можно записать в виде

P = ε₀ • χ • E = ε₀ ( ε - 1 ) • E     (1.6)

В сильных электрических полях линейная зависимость между поляризованностью и напряженностью поля нарушается. Пропорциональности между векторами Р и Е нет также у нелинейных диэлектриков. Характер изменения поляризованности и ε от напряженности поля для линейных диэлектриков, у которых Р и ε изменяются пропорционально изменению Е показан на рис. 1.2 а, для нелинейных — на рис. 1.2 б.

рис. 1.2 а

рис. 1.2 b

Линейные диэлектрики относят к ПАССИВНЫМ диэлектрикам. Они применяются в основном в качестве различных видов электрической изоляции или диэлектрика конденсаторов. НЕЛИНЕЙНЫЕ диэлектрики, параметры которых зависят от величины приложенной разности потенциалов, относят к АКТИВНЫМ диэлектрикам. Емкостью конденсатора с нелинейным диэлектриком можно управлять электрическим полем. 

Диэлектрическими потерями называют энергию, рассеиваемую в электроизоляционном материале под воздействием на него электрического поля.

Способность диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле обычно характеризуют углом диэлектрических потерь, а также тангенсом угла диэлектрических потерь. Тангенс угла диэлектрических потерь равен отношению активного и реактивного токов  tgd = I_a/I_c или отношения активной мощности Р_а к реактивной Р_с  tgd= Р_а/Р_с.

Электрическая прочность — характеристика диэлектрика, минимальная напряжённость электрического поля, при которой наступает электрический пробой. Напряжение Uпр, при котором наступает пробой, называется пробивным. Напряженность электрического поля Eпр, при которой произошел пробой, характеризует электрическую прочность диэлектрика, E_пр=U_пр/h,где h — кратчайшее расстояние по диэлектрику между точками приложения напряжения.

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность проводить электрический ток. Удельное электрическое сопротивление, Ом*м, вычисляется по формуле P=(R*S)/l , где R - общее электрическое сопротивление образца материала, Ом; l - длина пути тока в образце материала, м; S - площадь образца материала, через которую протекают токи проводимости, м².

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил .Поляризацию диэлектриков характеризует вектор электрической поляризации. Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации коротко называют просто поляризацией.