- •Раздел 1 Основы металловедения
- •Тема 1.1 Введение. Строение и свойства металлов и сплавов
- •«Кристаллическое строение металлов»
- •«Дефекты кристаллических решеток»
- •«Кристаллизация металлов»
- •«Основные сведения о сплавах»
- •«Диаграммы состояния»
- •«Диаграмма состав – свойство»
- •Тема 1.2 Сплавы железа с углеродом
- •«Чугун»
- •«Углеродистые и легированные стали»
- •«Влияние на сталь углерода, постоянных примесей и легирующих элементов»
- •«Классификация сталей»
- •«Маркировка сталей»
- •«Инструментальные стали»
- •«Стали и сплавы с особыми свойствами»
- •Тема 1. 3 Основы термической и химико – термической обработки металлов
- •«Превращения в стали при нагреве»
- •«Превращения в стали при охлаждении»
- •«Отжиг стали»
- •«Закалка стали»
- •«Химико-термическая обработка стали»
- •«Цементация стали»
- •«Азотирование, цианирование и нитроцементация стали»
- •«Диффузионное насыщение металлами и металлоидами»
- •«Коррозия металлов и меры борьбы с ней»
- •«Основы теории коррозии металлов»
- •Тема 1.4 Цветные металлы и их сплавы «Сплавы на медной основе»
- •«Легкие сплавы»
- •«Антифрикционные сплавы»
- •«Порошковая металлургия»
- •Раздел 2 Проводниковые материалы
- •Тема 2.1 Электротехнические характеристики проводниковых материалов «Проводниковые материалы высокой проводимости»
- •«Материалы высокого сопротивления»
- •«Жидкие и благородные металлы»
- •«Электроугольные изделия»
- •Тема 2.2 Сортамент проводов
- •«Обмоточные провода»
- •«Монтажные провода и кабели»
- •«Установочные провода»
- •«Кабельные линии»
- •Раздел 3Электроизоляционные материалы
- •Тема 3.1 Физика диэлектриков
- •«Основные электрические свойства диэлектриков»
- •«Поляризация диэлектриков»
- •«Влияние температуры на поляризацию диэлектриков»
- •«Электропроводность диэлектриков»
- •« Диэлектрические потери»
- •«Пробой диэлектриков»
- •«Электрохимический пробой»
- •Тема 3.2 Механические, тепловые и физико – химические характеристики диэлектриков
- •«Тепловые свойства диэлектриков»
- •«Физико-химические свойства диэлектриков»
- •Тема 3.3 Газообразные диэлектрики
- •«Пробой газов»
- •«Пробой жидких диэлектриков»
- •«Синтетические жидкие диэлектрики»
- •Тема 3.5 «Высокомолекулярные органические и элементоорганические диэлектрики»
- •«Природные смолы»
- •1. Природные смолы.
- •2. Твердые органические диэлектрики.
- •3. Полимеризационные синтетические полимеры
- •4. Поликонденсационные синтетические полимеры.
- •Тема 3.6 Пластмассы, пленочные материалы «Пластмассы»
- •«Пленочные материалы»
- •Тема 3.7 Резины
- •Тема 3.8 Лаки, эмали, компаунды
- •«Компауды»
- •Тема 3.9 Волокнистые диэлектрики «Бумаги и картоны»
- •«Лакоткани, ленты и лакированные трубки»
- •Тема 3.10 Электроизоляционная слюда и материалы на ее основе
- •«Слюдинитовые и слюдопластовые материалы»
- •«Электрокерамические материалы»
- •«Силикатные (неорганические) стекла»
- •Раздел 4 Полупроводниковые материалы
- •Тема 4.1 Основные свойства полупроводниковых материалов. Полупроводниковые материалы и их параметры
- •«Полупроводниковые материалы»
- •Раздел 5 Магнитные материалы
- •Тема 5.1 Основные характеристики магнитных материалов
- •«Металлические магнитомягкие материалы»
- •«Изолирующие и защитные покрытия трансформаторных сталей»
- •«Металлические магнитотвердые материалы»
- •«Ферриты»
- •Раздел 6 Неразъемные соединения
- •Тема 6.1 Сварка, пайка металлов. Припои и флюсы
- •«Дуговая сварка и резка»
- •«Плазменная резка, сварка и наплавка»
- •«Электрошлаковая сварка»
- •«Контактная сварка»
- •«Прочие виды сварки»
- •«Пайка конструкционных материалов»
- •Тема 6.2 Виды обработки металлов и неметаллических материалов
- •«Литье в многократные формы»
- •«Обработка металлов давлением»
- •«Прокатка, прессование и волочение»
- •«Ковка и штамповка»
«Силикатные (неорганические) стекла»
Неорганическое стекло — дешевый материал, так как его изготовляют из доступных веществ: кварцевого песка SiО2, соды Na2СОз, доломита CaCO3·MgCO3, мела СаСОз и некоторых других. Смесь этих веществ, взятых в определенном соотношении, называют шихтой. Загруженная в стекловаренную печь шихта при нагревании до 1350—1600 °С плавится, образуя жидкую стекломассу, из которой изготовляют различные стеклянные изделия.
Основным стеклообразующим веществом является кварцевый песок, который содержит 98 % SiО2. Практически стекло можно получать из одного кварцевого песка, однако расплавить его можно только при очень высокой температуре (около 2000 °С). Для этого необходимы дорогостоящие печи и другое сложное оборудование. Правда, чистые кварцевые стекла обладают рядом ценных свойств: очень высокими электрическими характеристиками, стойкостью к влаге (гидролитическая стойкость). Изделия из кварцевого стекла, нагретые до красного, каления и погруженные в холодную воду, не растрескиваются.
Некоторые термостойкие электроизоляционные изделия (небольшие изоляторы) изготовляют из чистого кварцевого стекла.
Для получения других видов стекла составляют шихту, в которую кроме кварцевого песка входят вещества, снижающие его температуру плавления (кальцинированная сода, мел, доломит и др.).
При нагревании шихты из нее вначале испаряется влага, улетучиваются газы в атмосферу, а оставшиеся оксиды натрия, калия, кальция и других веществ вступают в химические реакции с кремнеземом Si03, образуя сложные соединения, называемые силикатами. Поэтому неорганические стекла называют силикатными.
При температуре 1350—1600 °С силикаты плавятся, образуя вязкую стекломассу, из которой изготовляют различные стеклянные изделия. Так, выдуванием в металлические формы получают баллоны ламп, а прессованием — стеклянные изоляторы и другие изделия.
По химическому составу все силикатные стекла можно разделить на четыре группы: щелочные, щелочные с содержанием тяжелых оксидов, малощелочные и бесщелочные.
Щелочные стекла сравнительно легкоплавкие (1350 °С) и содержат большое количество щелочных оксидов. К этой группе принадлежат оконное, посудное и бутылочное стекло. Щелочные стекла обладают низкими значениями электрических характеристик и имеют большой коэффициент температурного расширения, что обусловливает их низкую термостойкость. Щелочные стекла с содержанием тяжелых оксидов обладают повышенными электрическими характеристиками. К этой группе относятся флинты и кроны, применяемые для изготовления электроизоляционных изделий (конденсаторов и др.).
Малощелочные стекла содержат щелочных оксидов не более 5 % и используются для изготовления стеклянных изоляторов высокого напряжения.
Бесщелочные стекла либо совершенно не содержат щелочных оксидов (например, кварцевое стекло), либо содержат их не более 2 % и служат для изготовления стеклянного волокна для электроизоляционных стеклотканей. Эти стекла отличаются сравнительно высокой температурой плавления, для понижения которой в состав шихты вводят борный ангидрид (до 10%).
До последнего времени все изоляторы изготовляли из электротехнического фарфора. Попытки применить для этой цели стекло оканчивались неудачей из-за недостаточной механической прочности и термической стойкости стеклянных изоляторов.
В настоящее время разработаны состав малощелочного изоляторного стекла и технология производства изоляторов из закаленного стекла. Согласно этой технологии стекломасса, поступающая из ванной печи, подается в чугунную пресс-форму автоматического пресса, где происходит прессование изолятора. Затем нагретый изолятор извлекается из формы и равномерно обдувается со всех сторон холодным воздухом, поступающим через сопла.
Механическая прочность закаленных стеклянных изоляторов в 2—3 раза выше, чем незакаленных, и выше, чем фарфоровых изоляторов. Поэтому размеры закаленных стеклянных изоляторов на 10—20 % (по сравнению с фарфоровыми) меньше.
Стеклянные изоляторы малых габаритов (штыревые на 10 кВ и некоторые другие) изготовляют не из закаленного, а из отожженного стекла. В этом случае изоляторы, отпрессованные на пресс-автоматах, отжигают в печах, медленно повышая, а затем медленно понижая до комнатной температуры. Такой отжиг снимает все внутренние напряжения, возникшие за счет неравномерного охлаждения при прессовании стеклянных изоляторов.