Milyen mennyiségeket nevezünk elektromos anyagok jellemzőinek. Előadásjegyzet. Elektromos szigetelő vegyületek

Az elektromos jellemzők lehetővé teszik az anyagok tulajdonságainak értékelését elektromos mező hatására. Az elektromos anyagok fő tulajdonsága az elektromos térrel kapcsolatban az elektromos vezetőképesség.

Elektromos vezetőképesség- ez az anyag azon tulajdonsága, hogy állandó (időben nem változó) elektromos feszültség hatására elektromos áramot vezet.

Fajlagos elektromos ellenállás - ez egy 1 m hosszú és 1 m 2 keresztmetszetű anyag ellenállása.

ahol γ van anyagvezetőképesség, ez egy 1 m hosszú és 1 m 2 keresztmetszetű anyag vezetőképessége, 1 / Ohm∙m;

q a hordozótöltés értéke (elektrontöltés 1,6 10 -19), C;

n az egységnyi térfogatra jutó töltéshordozók száma;

µ a töltéshordozó mobilitás.

Minél nagyobb a ρ értéke, annál kisebb az anyag elektromos vezetőképessége.

Vezetők ρ=10 -8 ÷10 -6 .

Félvezetők ρ=10 -6 ÷10 8 .

Dielektrikumok ρ=10 8 ÷10 18 .

Vezető ellenállás- ez a karmester konstruktív jellemzője, mert az anyag méretétől és vezetőképességétől függ.

ahol ρ az anyag fajlagos ellenállása, Ohm∙m;

l a vezető hossza, m;

S a vezető keresztmetszete, m 2.

Az ellenállás hőmérsékleti együtthatója - megmutatja, hogy egy anyag ellenállása 1 ohmban mennyit fog változni, ha 1 0 C-kal melegítjük.

Az ellenállás lineáris változásával szűk hőmérsékleti tartományban

ahol ρ az anyag ellenállása hőmérsékleten ;

ρ 0 - az anyag fajlagos ellenállása a kezdeti szakaszban

a t 0 hőmérsékletet általában 20 0 C-nak veszik.

Ha az ellenállást ellenállásra cseréljük

Minél nagyobb az α értéke, annál jobban változik a vezető ellenállása a hőmérséklettel.

α>0 vezetők hőmérsékletének növekedésével az anyag ellenállása nő.

Félvezetők és dielektrikumok α<0 с увеличением температуры удельное сопротивление материала уменьшается.

Az anyagok elektromos tulajdonságai és jellemzői (dielektrikumokhoz)

A dielektromos anyagok fő tulajdonsága, hogy képesek elektromos térben polarizálni.

Polarizáció- ez az anyag olyan tulajdonsága, amely a kötött töltések korlátozott elmozdulásában vagy orientációjában áll elektromos tér hatására.

A dielektromos állandó (relatív) - megmutatja, hogy adott anyagban mennyivel gyengül jobban a külső elektromos tér, mint vákuumban (polarizációs vakságot mutat).

ahol ε a az abszolút permittivitás, figyelembe veszi az anyag elektromos térre gyakorolt ​​hatását, f/m;

ε 0 - a vákuum abszolút permittivitása, 8,85∙10 -12 F/m.

Minél nagyobb az ε értéke, annál erősebb a dielektrikum polarizáltsága.

Vákuum ε=0.

A gáznemű dielektrikumok főként ε≥1.

Folyékony és szilárd dielektrikumok ε>>1.

A dielektromos veszteségszög érintője.

Ha bármilyen anyagra elektromos mezőt alkalmazunk, az elektromos energia egy része hővé alakul és disszipálódik. Az elektromos energia dielektrikum által disszipált részét ún dielektromos veszteségek. Ezenkívül a váltakozó feszültségnél az energiaveszteség sokszorosa lesz, mint az állandó feszültségnél.

Állandó feszültség mellett a veszteségek számszerűen megegyeznek az aktív teljesítménnyel

ahol U a dielektrikumra adott feszültség, V;

I a dielektrikumon áthaladó vezetési áram, A.

Váltakozó feszültséggel

ahol U a dielektrikumra adott váltakozó feszültség, V;

f az áram frekvencia, Hz;

C a dielektrikum kapacitása, F.

δ a dielektromos veszteségszög, amely 90 0-ra kiegészíti a kapacitív áramkör áram és feszültsége közötti φ fáziseltolási szöget.

Minél nagyobb a tg δ értéke, annál nagyobb a veszteség a dielektrikumban, és annál nagyobb a dielektrikum felmelegedése az adott frekvenciájú és feszültségű elektromos térben.

Gáznemű dielektrikumok tg δ=10 -6 ÷10 -5 .

Folyékony és szilárd dielektrikumok: első osztályú tg δ=(2÷6)∙10 -4 ,

a többi tg δ=0,002÷0,05.

Letörési erő (elektromos szilárdság) az egyenletes elektromos tér intenzitása, amelynél a dielektrikum lebomlása következik be (vezetővé válik).

ahol U pr - áttörési feszültség, amelynél a törés bekövetkezik, MV;

d a dielektrikum vastagsága a törés helyén, m.

Minél nagyobb az E pr értéke, annál jobbak az elektromos szigetelő tulajdonságok.

A szigetelés kiválasztásakor figyelembe kell venni azt a feszültséget, amelyen a dielektrikum bekapcsolódik, és biztosítani kell egy biztonsági határt (biztonsági tényezőt).

ahol E p a munkafeszültség, MV / m.

Elektromos anyagok felhasználása villamos energia, elektromos és rádióelektronikai berendezések alkatrészeként Az elektromos anyagok vezetőképes, elektromos szigetelő, mágneses és félvezető anyagok kombinációja, amelyeket elektromos és mágneses mezőben való munkára terveztek. Ide tartoznak a főbb elektromos termékek is: szigetelők, kondenzátorok, vezetékek és néhány félvezető elem. Az elektromos anyagok a modern elektrotechnikában az egyik fő helyet foglalják el. Mindenki tudja, hogy az elektromos gépek, készülékek és elektromos berendezések működésének megbízhatósága elsősorban a megfelelő elektromos anyagok minőségén és helyes kiválasztásán múlik. Az elektromos gépek és készülékek baleseteinek elemzése azt mutatja, hogy ezek többsége az elektromos szigetelőanyagból álló elektromos szigetelés meghibásodása miatt következik be.A mágneses anyagok nem kevésbé fontosak az elektrotechnikában. Az elektromos gépek és transzformátorok energiaveszteségeit és méreteit a mágneses anyagok tulajdonságai határozzák meg. Az elektrotechnikában meglehetősen jelentős helyet foglalnak el a félvezető anyagok vagy félvezetők. Ennek az anyagcsoportnak a fejlesztése és tanulmányozása eredményeként különböző új eszközök születtek, amelyek sikeresen oldják meg az elektrotechnika egyes problémáit A villamos szigetelő, mágneses és egyéb anyagok ésszerű megválasztásával lehetőség nyílik elektromos berendezések létrehozására. amely megbízhatóan működik kis méretekkel és tömeggel. De ezeknek a tulajdonságoknak a megvalósításához az elektromos anyagok valamennyi csoportja tulajdonságainak ismerete szükséges Vezető anyagok Ebbe az anyagcsoportba tartoznak a fémek és ötvözeteik. A tiszta fémek ellenállása alacsony. A kivétel a higany, amelynek meglehetősen nagy az ellenállása. Az ötvözetek nagy ellenállásúak is. Tiszta fémeket használnak a tekercselő és rögzítő vezetékek, kábelek stb. gyártásához. A vezetékek és szalagok formájában lévő vezetőötvözetek reosztátokat, potenciométereket, kiegészítő ellenállásokat stb. használnak. Elektromos szigetelőanyagok Jelszűrés az interferencia hátterében. A szűrés feladatai, módszerei Az elektromos szűrő egy passzív, négyvégű hálózat, amely jelentős csillapítás nélkül vagy erősítéssel továbbítja egy meghatározott frekvenciasáv elektromos jeleit, és ezen a frekvenciasávon kívüli rezgéseket nagy csillapítással. Az ilyen eszközöket hasznos jelek elkülönítésére használják az interferencia hátterében. Az elektromos szigetelő anyagok vagy dielektrikumok olyan anyagok, amelyekkel szigetelést végeznek, azaz megakadályozzák az elektromos áram szivárgását a különböző elektromos potenciál alatt lévő vezető részek között. A dielektrikumok nagyon nagy elektromos ellenállással rendelkeznek. A kémiai összetétel szerint a dielektrikumokat szerves és szervetlen anyagokra osztják. Minden szerves dielektrikum molekulájának fő eleme a szén. A szervetlen dielektrikumokban nincs szén. Legnagyobb hőállósággal rendelkeznek a szervetlen dielektrikumok (csillám, kerámia stb.) Az előállítás módja szerint megkülönböztetünk természetes (természetes) és szintetikus dielektrikumokat. A szintetikus dielektrikumok adott elektromos és fizikai-kémiai tulajdonságokkal állíthatók elő, ezért széles körben alkalmazzák az elektrotechnikában Elektromos szigetelő lakkok és zománcok A lakkok filmképző anyagok oldatai: gyanták, bitumenek, szárítóolajok, cellulóz-éterek ill. ezen anyagok összetétele szerves oldószerekben. A lakk száradása során az oldószerek elpárolognak belőle, és fizikai-kémiai folyamatok mennek végbe a lakk alapjában, ami lakkfilm kialakulásához vezet. Az elektromos szigetelő lakkokat rendeltetésük szerint impregnáló-, bevonó- és ragasztólakkra osztják.Az impregnálólakkok elektromos gépek, készülékek tekercseinek impregnálására szolgálnak, azok fordulatainak rögzítésére, a tekercsek hővezető képességének növelésére, nedvességállóságának növelésére. . A bevonólakkok lehetővé teszik nedvességálló, olajálló és egyéb védőbevonatok létrehozását a tekercsek vagy a műanyag és egyéb szigetelő részek felületén. A ragasztólakkok csillámlevelek egymáshoz vagy papírral és szövetekkel való ragasztására szolgálnak csillámos elektromos szigetelő anyagok (mikanitok, csillámszalag stb.) előállítása érdekében Elektromos szigetelőanyagok A vegyületek olyan szigetelőanyagok, amelyek felhasználáskor folyékonyak, ill. majd keményítsd meg. A vegyületek nem tartalmaznak oldószereket. Céljuk szerint ezek a kompozíciók impregnálásra és töltésre oszthatók. Az elsőt elektromos gépek és készülékek tekercseinek impregnálására, a másodikat kábeldobozok üregeinek kitöltésére, valamint elektromos gépek és eszközök tömítésére használják. Az üvegszálak előnye a növényi és azbesztszálakkal szemben a sima felületük, ami csökkenti a levegő nedvességfelvételét. Az üvegszövetek és szalagok hőállósága nagyobb, mint az azbeszteké Elektromos szigetelő lakkozott szövetek (lakkozott szövetek) A lakkozott szövetek fő alkalmazási területei: elektromos gépek, kisfeszültségű készülékek és készülékek. Rugalmas tekercs- és hornyos szigeteléshez lakkozott szöveteket, valamint különféle elektromos szigetelő tömítéseket használnak Műanyag tömegek A műanyag masszák (műanyagok) olyan szilárd anyagok, amelyek a gyártás egy bizonyos szakaszában képlékeny tulajdonságokat szereznek, és ebben az állapotban adott alakú termékek készíthetők. kapott tőlük. Ezek az anyagok kötőanyagból, töltőanyagokból, színezékekből, lágyítókból és egyéb összetevőkből álló összetett anyagok. A műanyag termékek gyártásának kiindulási anyagai a présporok és a présanyagok. Hőállóságát tekintve a műanyagok hőre keményedő és hőre lágyuló, elektromos jellemzőket a nagyszámú pórus és a vas-oxidok jelenléte okoz. Ez a jelenség csak kisfeszültségű készülékekben teszi lehetővé az ásványi dielektrikumok alkalmazását Csillám elektromos szigetelő anyagok Ezek az anyagok valamilyen gyantával vagy ragasztólakkkal összeragasztott csillámlapokból állnak. A ragasztott csillámanyagok közé tartozik a mikanit, a mikafolium és a csillámszalag. A ragasztott csillám anyagokat elsősorban nagyfeszültségű villamos gépek (generátorok, villanymotorok) tekercseinek szigetelésére, valamint kisfeszültségű és nehéz körülmények között üzemelő gépek szigetelésére használják.hulladék mennyisége. Felhasználásuk lehetővé teszi új elektromos szigetelőanyagok - csillám - beszerzését. Az ilyen anyagok csillámpapírból készülnek, valamilyen ragasztóval (gyanták, lakkok) előkezelve. A szilárd vagy rugalmas csillámos elektromos szigetelőanyagokat csillámpapírból ragasztólakkokkal vagy gyantákkal történő ragasztással, majd ezt követő melegsajtolással nyerik. Elektrokerámia anyagok és üvegek Az elektrokerámia anyagok 3 csoportra oszthatók: anyagok, amelyekből szigetelőket készítenek (szigetelő kerámia), anyagok, amelyekből kondenzátorokat készítenek (kondenzátorkerámia), és ferrokerámia anyagok, amelyek dielektromos állandója és piezoelektromos hatása rendkívül magas. Utóbbiakat a rádiótechnikában alkalmazták Mágneses anyagok A lágy mágneses anyagokat transzformátorok, elektromos gépek és készülékek mágneses áramköreinek, mágneses képernyők és egyéb olyan eszközök gyártására használják, ahol kis energiaveszteséggel történő mágnesezésre van szükség. állandó mágnesek gyártása Yu.S. Kozlov . ANYAGTUDOMÁNY. - M .: "Agar", Szentpétervár, "Lan", 1999.

SZÖVETSÉGI OKTATÁSI ÜGYNÖKSÉG

Állami oktatási intézmény

felsőfokú szakmai végzettség

N. I. Lobacsevszkijről elnevezett Nyizsnyij Novgorod Állami Egyetem

A negyedik távoktatási fakultás

Szakterület szerint: "Anyagtudomány"

A témában: "Elektromos anyagok és tulajdonságaik"

Végezte: 3. éves hallgató,

csoport 4-43EU16/1

R.V. Belov

Nyizsnyij Novgorod, 2011

1. Bemutatkozás

2. Vezető anyagok

3. Elektromos szigetelő anyagok

4. Elektromos szigetelő lakkok és zománcok

5. Elektromos szigetelő vegyületek

6. Impregnálatlan szálas elektromos szigetelőanyagok

7. Elektromos szigetelő lakkozott szövetek (lakkozott szövetek)

8. Műanyagok

9. Laminált elektromos szigetelő műanyagok

10. Seb elektromos szigetelő termékek

11. Ásványi elektromos szigetelőanyagok

12. Csillámból készült elektromos szigetelő anyagok

13. Csillámból készült elektromos szigetelő anyagok

14. Csillámból készült műanyag elektromos szigetelőanyagok

15. Elektrokerámia anyagok és üvegek

16. Mágneses anyagok

17. Elektromos acéllemez

18. Permalloys

19. Mágnesesen kemény anyagok

20. Ferritek

21. Félvezető anyagok és termékek

22. Elektromos széntermékek (kefék elektromos gépekhez)

1. Bevezetés

Az elektromos anyagok vezetőképes, elektromosan szigetelő, mágneses és félvezető anyagok összessége, amelyeket elektromos és mágneses térben történő munkára terveztek. Ide tartoznak a főbb elektromos termékek is: szigetelők, kondenzátorok, vezetékek és néhány félvezető elem. Az elektromos anyagok a modern elektrotechnikában az egyik fő helyet foglalják el. Mindenki tudja, hogy az elektromos gépek, készülékek és elektromos berendezések működésének megbízhatósága elsősorban a megfelelő elektromos anyagok minőségén és helyes kiválasztásán múlik. Az elektromos gépekben és készülékekben bekövetkezett balesetek elemzése azt mutatja, hogy ezek többsége az elektromos szigetelő anyagokból álló elektromos szigetelés meghibásodása miatt következik be.

A mágneses anyagok nem kevésbé fontosak az elektrotechnikában. Az elektromos gépek és transzformátorok energiaveszteségeit és méreteit a mágneses anyagok tulajdonságai határozzák meg. Az elektrotechnikában meglehetősen jelentős helyet foglalnak el a félvezető anyagok vagy félvezetők. Ennek az anyagcsoportnak a fejlesztése és tanulmányozása eredményeként különféle új eszközök jöttek létre, amelyek lehetővé teszik az elektrotechnika egyes problémáinak sikeres megoldását.

Az elektromos szigetelő, mágneses és egyéb anyagok ésszerű megválasztásával megbízható, kis méretű és tömegű elektromos berendezéseket lehet létrehozni. De ezeknek a tulajdonságoknak a megvalósításához az elektromos anyagok összes csoportjának tulajdonságainak ismerete szükséges.

2. Vezető anyagok

Ebbe az anyagcsoportba tartoznak a fémek és ötvözeteik. A tiszta fémek ellenállása alacsony. A kivétel a higany, amelynek meglehetősen nagy az ellenállása. Az ötvözetek nagy ellenállásúak is. Tiszta fémeket használnak tekercselő és rögzítő vezetékek, kábelek stb. gyártásához. A vezetékek és szalagok formájában lévő vezetőötvözetek reosztátokban, potenciométerekben, kiegészítő ellenállásokban stb.

A nagy ellenállású ötvözetek alcsoportjában megkülönböztetik a hőálló vezetőanyagok csoportját, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékleten történő oxidációnak. Hőálló, vagy hőálló, vezetőképes ötvözetek használatosak az elektromos fűtőtestekben és reosztátokban. A tiszta fémek az alacsony ellenállás mellett jó alakíthatósággal rendelkeznek, azaz vékony huzalba, csíkokra húzhatók és 0,01 mm-nél kisebb vastagságú fóliába tekerhetők. A fémötvözetek kisebb plaszticitásúak, de rugalmasabbak és mechanikailag stabilabbak. Minden fémes vezetőanyag jellemző tulajdonsága az elektronikus elektromos vezetőképesség. Valamennyi fémvezető ellenállása nő a hőmérséklet emelkedésével, illetve a mechanikai feldolgozás eredményeként is, ami maradandó deformációt okoz a fémben.

A hengerlést vagy húzást akkor használják, ha megnövelt mechanikai szilárdságú vezetőanyagokat kell beszerezni, például felsővezetékek, kocsihuzalok stb. gyártása során. A deformált fémvezetők korábbi ellenállási értékükre való visszaállításához alá kell vetni őket. hőkezeléshez - oxigén nélküli lágyítás.

3. elektromos szigetelő anyagok

Az elektromos szigetelő anyagok vagy dielektrikumok olyan anyagok, amelyekkel szigetelést végeznek, azaz megakadályozzák az elektromos áram szivárgását a különböző elektromos potenciál alatt lévő vezető részek között. A dielektrikumok nagyon nagy elektromos ellenállással rendelkeznek. A kémiai összetétel szerint a dielektrikumokat szerves és szervetlenekre osztják. Minden szerves dielektrikum molekulájának fő eleme a szén. A szervetlen dielektrikumokban nincs szén. A legnagyobb hőállósággal a szervetlen dielektrikumok (csillám, kerámia stb.) rendelkeznek.

Az előállítás módja szerint megkülönböztetünk természetes (természetes) és szintetikus dielektrikumokat. A szintetikus dielektrikumok adott elektromos és fizikai-kémiai tulajdonságokkal állíthatók elő, ezért széles körben használják az elektrotechnikában.

A molekulák szerkezete szerint a dielektrikumokat nempoláris (semleges) és polárisra osztják. A semleges dielektrikumok elektromosan semleges atomokból és molekulákból állnak, amelyek addig nem rendelkeznek elektromos tulajdonságokkal, amíg elektromos mezőt nem alkalmaznak. A semleges dielektrikumok a következők: polietilén, fluoroplaszt-4 stb. A semlegesek közül megkülönböztetünk ionos kristályos dielektrikumokat (csillám, kvarc stb.), amelyekben minden ionpár elektromosan semleges részecskét alkot. Az ionok a kristályrács csomópontjaiban helyezkednek el. Mindegyik ion oszcilláló hőmozgásban van az egyensúlyi középpont közelében - a kristályrács egy csomópontja közelében. A poláris vagy dipólus dielektrikumok poláris dipólusmolekulákból állnak. Ez utóbbiaknak szerkezetük aszimmetriájából adódóan már az elektromos térerő hatása előtt is van kezdeti elektromos nyomatékuk. A poláris dielektrikumok közé tartozik a bakelit, a polivinil-klorid stb. A semleges dielektrikumokhoz képest a poláris dielektrikumok nagyobb dielektromos állandókkal és enyhén megnövekedett vezetőképességgel rendelkeznek.

Az aggregáltság állapota szerint a dielektrikumok gázneműek, folyékonyak és szilárd halmazállapotúak. A legnagyobb a szilárd dielektrikumok csoportja. Az elektromos szigetelőanyagok elektromos tulajdonságait elektromos jellemzőknek nevezett mennyiségek segítségével értékelik. Ezek a következők: fajlagos térfogati ellenállás, fajlagos felületi ellenállás, dielektromos állandó, a dielektromos állandó hőmérsékleti együtthatója, a dielektromos veszteség érintője és az anyag dielektromos szilárdsága.

A fajlagos térfogati ellenállás egy olyan érték, amely lehetővé teszi egy anyag elektromos ellenállásának becslését, amikor egyenáram folyik át rajta. A fajlagos térfogati ellenállás reciprokát fajlagos térfogati vezetőképességnek nevezzük. Fajlagos felületi ellenállás - olyan érték, amely lehetővé teszi az anyag elektromos ellenállásának értékelését, amikor egyenáram folyik a felületén az elektródák között. A fajlagos felületi ellenállás reciprokát fajlagos felületi vezetőképességnek nevezzük.

Az elektromos ellenállás hőmérsékleti együtthatója egy olyan érték, amely meghatározza az anyag ellenállásának változását a hőmérséklet változásával. A hőmérséklet emelkedésével minden dielektrikum elektromos ellenállása csökken, ezért a hőmérsékleti ellenállási együtthatójuk negatív előjelű. Dielektromos állandó - olyan érték, amely lehetővé teszi az anyag azon képességének értékelését, hogy elektromos kapacitást hozzon létre. A relatív permittivitás benne van az abszolút permittivitás értékében. A dielektromos állandó hőmérsékleti együtthatója olyan érték, amely lehetővé teszi a dielektromos állandó változásának természetét, és ennek következtében a szigetelés kapacitását a hőmérséklet változásával. A dielektromos veszteség érintője egy olyan érték, amely meghatározza a váltakozó feszültségen működő dielektrikum teljesítményveszteségét.

Elektromos szilárdság - olyan érték, amely lehetővé teszi a dielektrikum azon képességének értékelését, hogy ellenáll-e az elektromos feszültség által okozott pusztulásnak. Az elektromos szigetelő és egyéb anyagok mechanikai szilárdságát a következő jellemzők segítségével értékeljük: az anyag szakítószilárdsága, szakítószilárdsága, az anyag nyomószilárdsága, az anyag statikus hajlítószilárdsága, fajlagos ütőszilárdság, hasadási ellenállás.

A dielektrikumok fizikai-kémiai jellemzői a következők: savszám, viszkozitás, vízfelvétel. A savszám az 1 g dielektrikumban lévő szabad savak semlegesítéséhez szükséges marókálium milligrammjainak száma. A savszámot folyékony dielektrikumok, vegyületek és lakkok esetében határozzák meg. Ez az érték lehetővé teszi a dielektrikumban lévő szabad savak mennyiségének becslését, és ezáltal a szerves anyagokra gyakorolt ​​hatásuk mértékét. A szabad savak jelenléte rontja a dielektrikumok elektromos szigetelő tulajdonságait. A viszkozitás vagy a belső súrlódási tényező lehetővé teszi az elektromosan szigetelő folyadékok (olajok, lakkok stb.) folyékonyságának értékelését. A viszkozitás lehet kinematikus és feltételes. A vízabszorpció az a vízmennyiség, amelyet a dielektrikum abszorbeált, miután egy napig desztillált vízben volt 20 °C és annál magasabb hőmérsékleten. A vízabszorpciós érték az anyag porozitását és a benne lévő vízben oldódó anyagok jelenlétét jelzi. Ennek a mutatónak a növekedésével a dielektrikumok elektromos szigetelő tulajdonságai romlanak.

A dielektrikumok termikus jellemzői a következők: olvadáspont, lágyuláspont, csepppont, gőz lobbanáspontja, műanyagok hőállósága, lakkok hőelaszticitása (hőállósága), hőállósága, fagyállósága.

A polimerekből készült fóliás elektromos szigetelőanyagokat széles körben alkalmazták az elektrotechnikában. Ide tartoznak a filmek és a szalagok. A filmek vastagsága 5-250 mikron, a szalagok pedig 0,2-3,0 mm vastagok. A nagy polimertartalmú fóliákat és szalagokat nagy rugalmasság, mechanikai szilárdság és jó elektromos szigetelő tulajdonságok jellemzik. A polisztirol fóliákat 20-100 mikron vastagsággal és 8-250 mm szélességgel gyártják. A polietilén fóliák vastagsága általában 30-200 mikron, szélessége 230-1500 mm. A fluoroplast-4 fóliák 5-40 mikron vastagságúak és 10-200 mm szélesek. Ebből az anyagból nem orientált és orientált filmeket is gyártanak. Az orientált PTFE fóliák a legmagasabb mechanikai és elektromos jellemzőkkel rendelkeznek.

A polietilén-tereftalát (lavsan) fóliákat 25-100 mikron vastagságban és 50-650 mm szélességgel állítják elő. A PVC fóliák vinil műanyagból és lágyított polivinil-kloridból készülnek. A vinil műanyagból készült fóliák mechanikai szilárdsága nagyobb, de rugalmassága kisebb. A vinil műanyag fóliák vastagsága legalább 100 mikron, a lágyított polivinil-kloridból készült fóliák pedig 20-200 mikron vastagságúak. A cellulóz-triacetát (triacetát) fóliákat lágyítatlan (merev), kék színű, enyhén lágyított (színtelen) és lágyított (kék színű) készítik. Az utóbbiak rendkívül rugalmasak. A triacetát fóliákat 25, 40 és 70 mikron vastagságban és 500 mm szélességben gyártják. Plenkoelektrokarton - rugalmas elektromos szigetelő anyag, amely szigetelő kartonból áll, egyik oldalán Mylar fóliával ragasztva. A lavsan fólián lévő fólia-elektrokarton vastagsága 0,27 és 0,32 mm. 500 mm széles tekercsben készül. A fóliás azbesztkarton egy rugalmas elektromos szigetelő anyag, amely 50 mikron vastag lavsan fóliából áll, mindkét oldalán 0,12 mm vastag azbesztpapírral ragasztva. Az azbeszt fóliás kartonpapír 400 x 400 mm-es (legalább) 0,3 mm vastagságú lapokban készül.

4. Elektromos szigetelő lakkok és zománcok

A lakkok filmképző anyagok oldatai: gyanták, bitumen, száradó olajok, cellulóz-éterek vagy ezeknek az anyagoknak szerves oldószerekben készült összetétele. A lakk száradása során az oldószerek elpárolognak belőle, és fizikai-kémiai folyamatok mennek végbe a lakk alapjában, ami lakkfilm kialakulásához vezet. Az elektromos szigetelő lakkokat rendeltetésük szerint impregnáló-, bevonó- és ragasztóanyagra osztják.

Az impregnáló lakkok elektromos gépek és készülékek tekercseinek impregnálására szolgálnak, azok fordulatainak rögzítésére, a tekercsek hővezető képességének növelésére és nedvességállóságuk növelésére. A bevonólakkok lehetővé teszik nedvességálló, olajálló és egyéb védőbevonatok létrehozását a tekercsek vagy a műanyag és egyéb szigetelő részek felületén. A ragasztólakkok csillámlevelek egymáshoz vagy papírral és szövetekkel való ragasztására szolgálnak csillámos elektromos szigetelő anyagok (mikanit, csillámszalag stb.) előállítása érdekében.

A zománcok olyan lakkok, amelyekbe pigmenteket visznek be - szervetlen töltőanyagokat (cink-oxid, titán-dioxid, vörös vas stb.). A pigmenteket a zománcfilmek keménységének, mechanikai szilárdságának, nedvességállóságának, ütésállóságának és egyéb tulajdonságainak növelésére vezetik be. A zománcok fedőanyagoknak minősülnek.

A szárítás módja szerint megkülönböztetik a meleg (kemencében) és a hideg (levegő) szárítású lakkokat és zománcokat. Az előbbiek keményedéséhez magas hőmérsékletre van szükség - 80 és 200 ° C között, az utóbbiak pedig szobahőmérsékleten száradnak. A lakkok és a tűzzománcok általában magasabb dielektromos, mechanikai és egyéb tulajdonságokkal rendelkeznek. A levegőn száradó lakkok és zománcok tulajdonságainak javítása, valamint a kikeményedés felgyorsítása érdekében néha emelt hőmérsékleten - 40 és 80 ° C között - szárítják.

A lakkok fő csoportjai a következő tulajdonságokkal rendelkeznek. Az olajlakkok száradás után sárga színű, rugalmas, rugalmas filmeket képeznek, amelyek ellenállnak a nedvességnek és a felmelegített ásványolajnak. Hőállóság szempontjából ezeknek a lakknak a filmjei az A osztályba tartoznak. Az olajos lakkokban ritka lenmag- és tungolajat használnak, ezért ezeket szintetikus gyanta alapú lakkokkal helyettesítik, amelyek jobban ellenállnak a hőöregedésnek.

Az olaj-bitumen lakkok rugalmas fekete filmet képeznek, ellenállnak a nedvességnek, de könnyen oldódnak ásványi olajokban (transzformátor és kenőanyag). A hőállóság szempontjából ezek a lakkok az A osztályba tartoznak (105 ° C). A gliftál és olajos-gliftál lakkokat és zománcokat jó tapadás jellemzi csillámhoz, papírokhoz, szövetekhez és műanyagokhoz. Ezen lakkok fóliái fokozott hőállósággal rendelkeznek (B osztály). Ellenállnak a felhevített ásványolajnak, de 120-130 °C-on melegen kell szárítani. A módosítatlan gliftálgyanta alapú tiszta gliftállakkok kemény, rugalmatlan filmeket képeznek, amelyeket kemény csillámszigetelés (kemény mikanit) előállításához használnak. Az olaj-gliptal lakkok száradás után rugalmas, sárga színű, rugalmas filmeket adnak.

A szilikon lakkokat és zománcokat nagy hőállóság jellemzi, és 180-200 ° C-on hosszú ideig működnek, ezért üvegszálas és csillámos szigeteléssel kombinálva használják. Ezenkívül a fóliák nagy nedvességállósággal és elektromos szikrákkal szembeni ellenállással rendelkeznek.

A PVC és perklórvinil gyanta alapú lakkok és zománcok ellenállnak a víznek, a felhevített olajoknak, a savas és lúgos vegyszereknek, ezért bevonólakkként és zománcként használják a tekercsek, valamint a fém alkatrészek korrózió elleni védelmére. Figyelmet kell fordítani a PVC és perklórvinil lakkok és zománcok fémekhez való gyenge tapadására. Ez utóbbiakat először alapozóréteggel, majd polivinil-klorid gyanta alapú lakkal vagy zománccal fedjük le. Ezen lakkok és zománcok szárítása 20, valamint 50-60 °C-on történik. Az ilyen típusú bevonatok hátrányai közé tartozik az alacsony üzemi hőmérséklet, amely 60-70 °C.

Az epoxigyanta alapú lakkok és zománcok nagy tapadóképességgel és enyhén megnövekedett hőállósággal (130 ° C-ig) különböznek. Az alkid- és fenolgyanta alapú lakkok (fenol-alkid lakkok) jó száradási tulajdonságokkal rendelkeznek vastag rétegekben, és rugalmas filmeket képeznek, amelyek 120-130 °C hőmérsékleten hosszú ideig működnek. Ezen lakkok filmjei nedvesség- és olajállóak .

A vízbázisú lakkok a lakkbázis stabil emulziói csapvízben. A lakk alapok szintetikus gyantákból, valamint száradó olajokból és ezek keverékeiből készülnek. A vízbázisú lakkok tűz- és robbanásbiztosak, mert nem tartalmaznak gyúlékony szerves oldószereket. Alacsony viszkozitásuk miatt ezek a lakkok jó impregnáló képességgel rendelkeznek. Elektromos gépek és eszközök rögzített és mozgó tekercseinek impregnálására használják, amelyek hosszú ideig működnek 105 ° C-ig.

5. Elektromos szigetelő vegyületek

A vegyületek olyan szigetelő vegyületek, amelyek a használat során folyékonyak, majd megkeményednek. A vegyületek nem tartalmaznak oldószereket. Céljuk szerint ezek a kompozíciók impregnálásra és töltésre oszthatók. Az elsőt elektromos gépek és készülékek tekercseinek impregnálására használják, a másodikat - kábeldobozok üregeinek kitöltésére, valamint elektromos gépekben és eszközökben tömítés céljából.

A vegyületek hőre keményedőek (kikeményedés után nem lágyulnak meg) és hőre lágyulóak (lágyulás utólagos melegítéssel). Az epoxi, poliészter és néhány más gyanta alapú vegyületek a hőre keményedő anyagoknak tulajdoníthatók. A termoplasztikus vegyületek közé tartoznak a bitumen, viaszos dielektrikumok és hőre lágyuló polimerek (polisztirol, poliizobutilén stb.) alapú vegyületek. A bitumen alapú impregnáló- és ültetőkeverékek hőállósági szempontból az A (105 °C), egyesek pedig az Y (90 °C-ig) osztályba tartoznak. Az epoxi és a szerves szilícium vegyületek rendelkeznek a legnagyobb hőállósággal.

Az MBK vegyületeket metakril-éterek alapján állítják elő, és impregnáló- és töltőanyagként használják. 70-100°C-on (és speciális keményítőkkel 20°C-on) hőre keményedő anyagok, amelyek -55 és +105°C közötti hőmérséklet-tartományban használhatók.

6. Impregnálatlan szálas elektromos szigetelőanyagok

Ebbe a csoportba tartoznak a szerves és szervetlen eredetű szálakból álló lap- és tekercsanyagok. A szerves eredetű rostos anyagokat (papír, karton, rost és szövet) fa, pamut és természetes selyem növényi rostjaiból nyerik. A szigetelő kartonok, papírok és rostok normál nedvességtartalma 6 és 10% között mozog. A szintetikus szálakon (nylon) alapuló szálas szerves anyagok nedvességtartalma 3-5%. Megközelítőleg azonos páratartalom figyelhető meg a szervetlen szálak (azbeszt, üvegszál) alapján nyert anyagokban. A szervetlen rostos anyagokra jellemző az éghetetlenség és a nagy hőállóság (C osztály). Ezek az értékes tulajdonságok a legtöbb esetben csökkennek, ha ezeket az anyagokat lakkkal impregnálják.

A szigetelőpapír általában fapépből készül. A csillámszalagok gyártásához használt csillámpapír a legmagasabb porozitású. Az elektromos karton fapépből vagy pamutszálak és fa (szulfát) rostok keverékéből készül, különböző arányban. A pamutszálak tartalom növekedése csökkenti a kartonpapír higroszkóposságát és zsugorodását. A levegőben való munkára tervezett elektromos karton szerkezete sűrűbb, mint az olajban való használatra tervezett kartoné. A 0,1-0,8 mm vastagságú kartont tekercsben, az 1 mm vagy annál nagyobb vastagságú kartont pedig különböző méretű lapokban állítják elő. A rost egy monolitikus anyag, amelyet papírlapok préselésével nyernek, előkezelnek hevített cink-klorid-oldattal, és vízzel mossák. A szál mindenféle mechanikai megmunkálásra és formázásra alkalmas, miután a szálakat forró vízbe áztatják.

Leteroid- különböző típusú elektromos szigetelő tömítések, alátétek és szerelvények gyártásához használt vékony lemez- és tekercsszálak.

Az azbesztpapírok, kartonok és szalagok krizotil azbesztszálakból készülnek, amelyek a legnagyobb rugalmassággal és szálká csavarodó képességgel rendelkeznek. Minden azbesztanyag ellenáll a lúgoknak, de a savak könnyen elpusztítják.

Az elektromosan szigetelő üvegszalagok és -szövetek lúgmentes vagy alacsony lúgtartalmú üvegekből nyert üvegszálakból készülnek. Az üvegszálak előnye a növényi és azbesztszálakkal szemben a sima felületük, ami csökkenti a levegő nedvességfelvételét. Az üvegszövetek és szalagok hőállósága magasabb, mint az azbeszteké.

7. Elektromos szigetelő lakkozott szövetek (lakkozott szövetek)

A lakkozott szövetek rugalmas anyagok, amelyek lakkal vagy valamilyen elektromos szigetelőanyaggal impregnált szövetből állnak. Az impregnáló lakk vagy kompozíció a kikeményedés után rugalmas filmet képez, amely jó elektromos szigetelő tulajdonságokat biztosít a lakkozott szövetnek. A szövetalaptól függően a lakkozott anyagokat pamutra, selyemre, nylonra és üvegre (üvegszálra) osztják.

Lakkozott szövetek impregnáló összetételeként olaj, olaj-bitumen, eskapon és szerves szilícium lakk, valamint szerves szilícium zománcok, szerves szilícium gumik oldatai stb. A selyem és nylon lakkozott szövetek a legnagyobb nyújthatósággal és rugalmassággal rendelkeznek. Akár 105°C hőmérsékleten is működhetnek (A osztály). Minden pamut lakkozott szövet ugyanabba a hőállósági osztályba tartozik.

A lakkozott szövetek fő alkalmazási területei: elektromos gépek, készülékek és kisfeszültségű készülékek. Lakkozott szöveteket használnak rugalmas tekercs- és résszigeteléshez, valamint különféle elektromos szigetelő tömítéseket.

8. Műanyagok

A műanyag masszákat (műanyagokat) szilárd anyagoknak nevezzük, amelyek a gyártás egy bizonyos szakaszában képlékeny tulajdonságokat szereznek, és ebben az állapotban adott alakú termékek nyerhetők belőlük. Ezek az anyagok kötőanyagból, töltőanyagokból, színezékekből, lágyítókból és egyéb összetevőkből álló összetett anyagok. A műanyag termékek gyártásának kiindulási anyagai a présporok és a présanyagok. Hőállóságát tekintve a műanyagok hőre keményedőek és hőre lágyulóak.

9. Laminált elektromos szigetelő műanyagok

Laminált műanyagok - laptöltőanyag (papír vagy szövet) és kötőanyag váltakozó rétegeiből álló anyagok. A réteges elektromosan szigetelő műanyagok közül a legfontosabbak a getinak, a textolit és az üvegszál. Rétegekben elhelyezett laptöltőanyagokból állnak, kötőanyagként bakelit, epoxi, szilikon gyanta és ezek összetétele használatos.

Töltőanyagként speciális minőségű impregnáló papírt (getinaxban), pamutszövetet (textolitban) és alkálimentes üvegszövetet (üvegszálban) használnak. A felsorolt ​​töltőanyagokat először bakelit vagy szilikon lakkkal impregnálják, szárítják és meghatározott méretű lapokra vágják. Az elkészített lemeztöltőanyagokat adott vastagságú csomagokba gyűjtik és melegsajtolásnak vetik alá, melynek során az egyes lapokat gyanták segítségével szorosan egymáshoz kötik.

A getinaks és a textolit ellenáll az ásványolajoknak, ezért széles körben használják olajjal töltött elektromos készülékekben és transzformátorokban. A legolcsóbb laminált fa laminált műanyag (delta fa). Bakelit gyantával előzetesen impregnált vékony nyír furnérlemezek melegsajtolásával nyerik. A Delta fát olajban működő erős szerkezeti és elektromos szigetelő alkatrészek gyártására használják. Kültéri használatra ezt az anyagot gondosan meg kell védeni a nedvességtől.

Az azbeszttextolit egy réteges, elektromosan szigetelő műanyag, amelyet bakelitgyantával előzetesen impregnált azbesztszövet lapjainak meleg préselésével nyernek. Formázott termékek, valamint 6-60 mm vastagságú lemezek és lemezek formájában készül. Az Asbogetinax egy laminált műanyag, amelyet 20% szulfát-cellulózt tartalmazó azbesztpapír lapok melegsajtolásával állítanak elő, vagy cellulóz nélküli azbesztpapírt, amelyet epoxi-fenol-formaldehid kötőanyaggal impregnálnak.

A figyelembe vett réteges elektromos szigetelőanyagok közül a szerves szilícium és epoxi kötőanyag alapú üvegszálas laminátumok rendelkeznek a legnagyobb hőállósággal, a legjobb elektromos és mechanikai jellemzőkkel, fokozott nedvességállósággal és gombás penészesedésekkel szemben.

10. Seb elektromos szigetelő termékek

A feltekercselt elektromos szigetelő termékek tömör csövek és hengerek, amelyeket bármilyen szálas anyag tekercselésével készülnek fém kerek rudakra, amelyeket előzetesen kötőanyaggal impregnálnak. Rostos anyagként speciális tekercs- vagy impregnáló papírokat, valamint pamutszövetet és üvegszálat használnak. Kötőanyag bakelit, epoxi, szerves szilícium és egyéb gyanták.

A feltekercselt elektromos szigetelő termékeket a fémrudakkal együtt, amelyekre fel vannak tekerve, magas hőmérsékleten szárítják. A sebtermékek higroszkópossága érdekében azokat lakkozzák. Minden lakkréteget kemencében szárítanak. A tömör textolit rudak is a tekercstermékek közé sorolhatók, mert azokat is bakelit lakkal impregnált textil töltőanyagból nyersdarabok feltekercselésével nyerik. Ezt követően a nyersdarabokat acélformákban forró préselésnek vetik alá. A tekercses elektromos szigetelő termékeket levegő- és olajszigetelésű transzformátorokban, levegő- és olajmegszakítókban, különféle elektromos készülékekben és elektromos berendezések egységeiben használják.

11. Ásványi elektromos szigetelő anyagok

Az ásványi elektromos szigetelőanyagok közé tartoznak a kőzetek: csillám, márvány, pala, szappankő és bazalt. Ebbe a csoportba tartoznak a portlandcementből és azbesztből nyert anyagok is (azbesztcement és aszboplaszt). A szervetlen dielektrikumok egész csoportját nagy elektromos ívállóság jellemzi, és kellően magas mechanikai jellemzői vannak. Ásványi dielektrikum (kivéve csillám és bazalt) megmunkálható, kivéve a menetvágást.

A márványból, palából és szappankőből készült elektromos szigetelő termékeket panelek táblái, valamint késkapcsolók és kisfeszültségű kapcsolók elektromos szigetelő alapjai formájában állítják elő. Pontosan ugyanazok a termékek olvasztott bazaltból csak formákba öntéssel nyerhetők. Annak érdekében, hogy a bazalttermékek a szükséges mechanikai és elektromos jellemzőkkel rendelkezzenek, hőkezelésnek vetik alá őket, hogy kristályos fázist képezzenek az anyagban.

Az azbesztcementből és aszboplasztból készült elektromos szigetelő termékek táblák, talpak, válaszfalak és íves csúszdák. Az ilyen termékek gyártásához portlandcementből és azbesztszálból álló keveréket használnak. Az Asboplast termékeket hideg sajtolással állítják elő olyan masszából, amelyhez 15% műanyagot (kaolint vagy formázóagyagot) adnak. Ezzel a kezdeti préselési tömeg nagyobb folyékonysága érhető el, ami lehetővé teszi összetett profilú elektromos szigetelő termékek előállítását az asboplastból.

Számos ásványi dielektrikum fő hátránya (a csillám kivételével) az elektromos jellemzőik alacsony szintje, amelyet a pórusok nagy száma és a vas-oxidok jelenléte okoz. Ez a jelenség csak kisfeszültségű készülékekben teszi lehetővé az ásványi dielektrikumok használatát.

A legtöbb esetben a csillám és a bazalt kivételével minden ásványi dielektrikumot használat előtt paraffinnal, bitumennel, sztirollal, bakelit gyantával stb. impregnálnak A legnagyobb hatást a már megmunkált ásványi dielektrikumok (panelek, válaszfalak, kamrák stb.) impregnálásával érik el. .).

A márvány és a belőle készült termékek nem tolerálják a hirtelen hőmérséklet-változásokat és a repedéseket. A pala, a bazalt, a szappankő, a csillám és az azbesztcement jobban ellenáll a hirtelen hőmérséklet-változásoknak.

12. Csillámból készült elektromos szigetelő anyagok

Ezek az anyagok csillámlapokból állnak, amelyeket valamilyen gyantával vagy ragasztóval összeragasztanak. A ragasztott csillámanyagok közé tartozik a mikanit, a mikafolium és a csillámszalag. A ragasztott csillámanyagokat elsősorban nagyfeszültségű villamos gépek (generátorok, villanymotorok) tekercseinek szigetelésére, valamint kisfeszültségű és nehéz körülmények között üzemelő gépek szigetelésére használják.

A mikanit kemény vagy hajlékony lemezanyagok, amelyeket kopott csillámlevelek sellakkal, glyptállal, szerves szilíciummal és egyéb gyantákkal vagy ezeken a gyantákon alapuló lakkkal történő ragasztásával nyernek.

A mikanitok fő típusai- kollektor, tömítés, fröccsöntés és rugalmas. A szilárd mikanitok csoportjába tartoznak a kollektor- és tömítőmikanitok, amelyeket a csillám ragasztása után emelt fajlagos nyomáson és melegítésen préselnek. Ezeknek a mikanitoknak kisebb a vastagsága és nagyobb a sűrűsége. Az önthető és rugalmas mikanitok lazább szerkezetűek és kisebb sűrűségűek.

gyűjtő micanit- ez egy olyan szilárd lemezanyag, amely sellakkal vagy glyptal gyantával vagy ezen gyanta alapú lakkkal összeragasztott csillámlapokból készül. Az elektromos gépek kollektoraiban végzett munka során a mechanikai szilárdság biztosítása érdekében a ragasztó legfeljebb 4% -át juttatják be ezekbe a mikanitokba.

Tömítés mikanit olyan szilárd lemezanyag, amely kopott csillámlapokból készül, amelyeket sellakkal vagy gliptálgyantával vagy ezek alapú lakkkal ragasztottak össze. Ragasztás után a párnázó mikanit lapokat préselik. Ez az anyag 75-95% csillámot és 25-5% ragasztót tartalmaz.

Mikanit formázás- kopott csillámlevelekből készült szilárd lemezanyag, amelyet sellakkal, gliftál- vagy szilikongyantával vagy ezek alapú lakkkal ragasztottak össze. Ragasztás után a formázó mikanit lapokat 140-150°C hőmérsékleten préselik.

Rugalmas mikanit olyan lapanyag, amely szobahőmérsékleten rugalmas. Olaj-bitumen, olaj-gliftál vagy szerves szilícium lakkkal (szárítószer nélkül) összeragasztott, leszakított csillámlevelekből készül, rugalmas filmeket képezve.

A flexibilis mikanit egyes típusait mindkét oldalon csillámpapírral ragasztják a mechanikai szilárdság növelése érdekében. A rugalmas üvegmikanit olyan lapanyag, amely szobahőmérsékleten rugalmas. Ez egyfajta rugalmas mikanit, amelyet fokozott mechanikai szilárdság és fokozott hőállóság jellemez. Ez az anyag szedett csillámlevelekből készül, szerves szilícium- vagy olaj-gliptal lakkkal összeragasztva, rugalmas hőálló filmeket képezve. A rugalmas üvegmikanit lapokat mindkét vagy az egyik oldalon alkálimentes üvegszállal ragasztják.

Mikafoly- ez egy hengerelt vagy lemezes elektromos szigetelőanyag, amelyet hevített állapotban öntöttek. Egy vagy több, gyakrabban két vagy három réteg csillámlapból áll, amelyek egymáshoz vannak ragasztva és egy 0,05 mm vastagságú, vagy üvegszálas, vagy üvegszálas hálós papírlappal. Ragasztólakkként sellakot, glyptált, poliésztert vagy szerves szilíciumot használnak.

Micalenta hengerelt elektromos szigetelő anyag, szobahőmérsékleten rugalmas. Egy réteg leszakított csillámlevélből áll, amelyek egymáshoz vannak ragasztva, és az egyik vagy mindkét oldalon vékony csillámpapírral, üvegszálas vagy üvegszálas anyaggal átragasztottak. Ragasztólakkként olaj-bitumen, olaj-gliftál, szerves szilícium és gumi oldatokat használnak.

Mikashelk- hengerelt elektromos szigetelő anyag, szobahőmérsékleten rugalmas. A Mikashelk a csillámszalag egyik fajtája, de megnövelt mechanikai szakítószilárdsággal. Egyetlen réteg leszakított csillámlevélből áll, amelyek egymáshoz vannak ragasztva, és egyik oldalán természetes selyemkendővel, a másik oldalán csillámpapírral ragasztva. Ragasztólakkként olaj-gliftál vagy olaj-bitumen lakkokat használtak, rugalmas filmeket képezve.

Mikapolotno- tekercs vagy lemez elektromos szigetelő anyag, szobahőmérsékleten rugalmas. A csillámvászon több réteg kitépett csillámból áll, amelyek egymáshoz vannak ragasztva és mindkét oldalán átragasztottak pamutszövettel (percale) vagy csillámpapírral az egyik oldalon, a másikon ruhával.

A Micalex egy csillámműanyag, amelyet porított csillám és üveg keverékének préselésével készítenek. A préselés után a termékeket hőkezelésnek (szárításnak) vetik alá. A Mikalex lemezek és rudak, valamint elektromos szigetelő termékek (panelek, kapcsolóalapok, légkondenzátorok stb.) formájában készül. A mycalex termékek préselésekor fém alkatrészeket lehet hozzáadni hozzájuk. Ezek a termékek minden típusú mechanikai feldolgozásra alkalmasak.

13. Csillámból készült elektromos szigetelő anyagok

A természetes csillám kifejlesztésénél és a pengetett csillám alapú elektromos szigetelő anyagok gyártásánál nagy mennyiségű hulladék marad vissza. Felhasználásuk lehetővé teszi új elektromos szigetelőanyagok - csillám - beszerzését. Az ilyen anyagok csillámpapírból készülnek, valamilyen ragasztóval (gyanták, lakkok) előkezelve. A szilárd vagy rugalmas csillámos elektromos szigetelőanyagokat csillámpapírból ragasztólakkokkal vagy gyantákkal történő ragasztással, majd ezt követő melegsajtolással nyerik. A ragasztógyanták közvetlenül a folyékony csillámmassza - csillámszuszpenzióba juttathatók. A legfontosabb csillámanyagok közül a következőket kell megemlíteni.

Gyűjtő slyudinite- tömör lemezanyag, vastagságban kalibrálva. Sellak lakkal kezelt csillámpapír lapjainak melegsajtolásával nyerik. A Collector csillám 215 x 400 mm-től 400 x 600 mm-ig terjedő méretű lapokban kapható.

Slyudinite tömítés- ragasztólakkokkal impregnált csillámpapír lapjainak melegsajtolásával nyert tömör lapanyag. A tömítés csillámot 200 x 400 mm méretű lapokban gyártják. Szilárd tömítések és alátétek készülnek belőle a normál és fokozott túlmelegedéssel járó elektromos gépekhez és készülékekhez.

Üvegcsillám öntés- tömör lemezanyag hideg állapotban és rugalmas - fűtött állapotban. Csillámpapír üvegszálas hordozókkal való ragasztásával nyerik. A hőálló üvegcsillám egy szilárd lemezanyag, amelyet melegített állapotban öntöttek. Csillámpapír lapok üvegszálas ragasztásával készül, hőálló szilikon lakk segítségével. 250 x 350 mm-es vagy nagyobb lapokban kapható. Ez az anyag megnövelt mechanikai szakítószilárdsággal rendelkezik.

Slyudinite rugalmas- lapanyag, szobahőmérsékleten rugalmas. Csillámpapír lapok ragasztásával, majd melegsajtolással nyerik. Kötőanyagként poliészter vagy szerves szilícium lakkot használnak. A legtöbb hajlékony csillám egyik vagy mindkét oldalán üvegszállal van ragasztva. A rugalmas (hőálló) üvegcsillám olyan lapanyag, amely szobahőmérsékleten rugalmas. Egy vagy több csillámpapír lap üvegszálas vagy üveghálóval történő ragasztásával állítják elő, szilikon lakkokkal. Ragasztás után az anyagot forró préselésnek vetik alá. A mechanikai szilárdság növelése érdekében egyik vagy mindkét oldalon üvegszálas borítású.

Sludinitofolium- hengeres vagy lapos anyag, melegítéskor rugalmas, egy vagy több csillámpapír 0,05 mm vastag telefonpapírral történő ragasztásával nyert, rugalmas hordozóként használva. Ennek az anyagnak a terjedelme megegyezik a kopasztott csillám alapú csillámmal. A Sludinitofolium 320-400 mm széles tekercsben készül.

Csillám szalag- hengerelt hőálló anyag, szobahőmérsékleten rugalmas, csillámpapírból áll, egyik vagy mindkét oldalán üvegszálas hálóval vagy üvegszálas hálóval ragasztva. A csillámszalagot főleg 15, 20, 23, 25, 30 és 35 mm széles tekercsben, ritkábban tekercsben gyártják.

Glass Boom csillámszalag- hengerelt, hidegen rugalmas anyag, amely csillámpapírból, üvegszálból és csillámpapírból áll, ragasztva és epoxi-poliészter lakkkal impregnálva. A felületről a szalagot ragacsos réteg borítja. 15, 20, 23, 30, 35 mm szélességű hengerekben gyártják.

Üvegcsillám elektromos karton- lapanyag, szobahőmérsékleten rugalmas. Csillámpapír, elektromos karton és üvegszál ragasztásával nyerik lakkal. 500 x 650 mm méretű lapokban adják ki.

14. Csillám műanyag elektromos szigetelő anyagok

Minden csillámos anyagot csillámos papírlapok ragasztásával és préselésével állítanak elő. Ez utóbbit nem ipari csillámhulladékból nyerik a részecskék rugalmas hullám általi mechanikai összezúzása eredményeként. A csillámos műanyagok mechanikai szilárdsága nagyobb, de kevésbé homogének a csillámhoz képest, mivel nagyobb részecskékből állnak, mint a csillám. A legfontosabb csillám-műanyag szigetelőanyagok a következők.

Csillámgyűjtő- tömör lemezanyag, vastagságban kalibrálva. Csillám-műanyag papírlapok melegsajtolásával nyerik, amelyeket előzőleg ragasztóréteggel vontak be. 215 x 465 mm méretű lapokban adják ki.

Csillám párnázás- kötőanyagréteggel bevont csillámos papírlapok melegsajtolásával készült tömör lapanyag. 520 x 850 mm méretű lapokban adják ki.

Csillámformázás- préselt lemezanyag, hidegen kemény és hevítéskor formálható. 200 x 400 mm-től 520 x 820 mm-ig terjedő méretű lapokban kapható.

Csillám rugalmas- préselt lapanyag, szobahőmérsékleten rugalmas. 200 x 400 mm-től 520 x 820 mm-ig terjedő méretű lapokban kapható.

Rugalmas üvegcsillám- préselt lapanyag, szobahőmérsékleten rugalmas, több réteg csillám-műanyag papírból áll, egyik oldalán üvegszálas hálóval, másik oldalán üvegszálas hálóval vagy mindkét oldalán üveghálóval ragasztva. 250 x 500 mm-től 500 x 850 mm-ig terjedő méretű lapokban kapható.

Csillám plastofolium- több csillámos papírlap ragasztásával előállított és egyik oldalukra telefonpapírral vagy anélkül ragasztott tekercs vagy lapos anyag, rugalmas és melegített állapotban.

Csillám szalag- szobahőmérsékleten rugalmas tekercsanyag, csillámpapírból áll, mindkét oldalán csillámpapírral átragasztott. Ez az anyag 12, 15, 17, 24, 30 és 34 mm széles tekercsekben kapható.

Hőálló üvegcsillám szalag- szobahőmérsékleten rugalmas anyag, amely egyetlen réteg csillám-műanyag papírból áll, egyik vagy mindkét oldalán üvegszálas vagy üveghálóval, szilikon lakkal ragasztva. Az anyagot 15, 20, 25, 30 és 35 mm széles hengerekben gyártják.

15. Elektrokerámia anyagok és üvegek

Az elektrokerámia anyagok a kezdeti kerámiatömegek hőkezelése (égetése) eredményeként kapott mesterséges szilárd anyagok, amelyek különféle ásványi anyagokból (agyag, talkum stb.) és bizonyos arányban vett egyéb anyagokból állnak. A kerámia tömegekből különféle elektrokerámia termékeket állítanak elő: szigetelőket, kondenzátorokat stb.

Ezeknek a termékeknek a magas hőmérsékletű égetése során összetett fizikai és kémiai folyamatok mennek végbe a kiindulási anyagok részecskéi között, új, kristályos és üveges szerkezetű anyagok képződésével.

Az elektrokerámia anyagok 3 csoportra oszthatók: anyagok, amelyekből szigetelőket készítenek (szigetelő kerámia), anyagok, amelyekből kondenzátorokat készítenek (kondenzátorkerámia), és ferrokerámia anyagok, amelyek dielektromos állandója és piezoelektromos hatása rendellenesen magas. Ez utóbbiakat a rádiótechnikában használták. Az összes elektrokerámia anyagot nagy hőállóság, időjárásállóság, elektromos szikrákkal és ívekkel szembeni ellenállás jellemzi, jó elektromos szigetelő tulajdonságokkal és kellően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezik.

Az elektrokerámia anyagok mellett sokféle szigetelő készül üvegből. Szigetelőanyagok gyártásához alacsony lúgos és lúgos üveget használnak. A legtöbb nagyfeszültségű szigetelő edzett üvegből készül. Az edzett üveg szigetelők mechanikai szilárdsága jobb, mint a porcelán szigetelők.

16. Mágneses anyagok

Azokat a mennyiségeket, amelyekkel az anyagok mágneses tulajdonságait értékeljük, mágneses jellemzőknek nevezzük. Ide tartoznak: abszolút mágneses permeabilitás, relatív mágneses permeabilitás, mágneses permeabilitás hőmérsékleti együtthatója, maximális mágneses térenergia stb. Minden mágneses anyag két fő csoportra osztható: mágnesesen lágy és mágnesesen kemény.

A mágnesesen lágy anyagokat alacsony hiszterézisveszteség jellemzi (a mágneses hiszterézis a test mágnesezettségének lemaradása a külső mágnesező tértől). Viszonylag nagy mágneses permeabilitással, alacsony kényszerítő erővel és viszonylag magas telítési indukcióval rendelkeznek. Ezeket az anyagokat transzformátorok mágneses magjainak, elektromos gépek és eszközök, mágneses képernyők és egyéb olyan eszközök gyártásához használják, amelyek kis energiaveszteséggel mágneseznek.

A mágnesesen kemény anyagokat nagy hiszterézisveszteség jellemzi, azaz nagy kényszerítő erővel és nagy maradék indukcióval rendelkeznek. Ezek az anyagok mágnesezett állapotban a kapott mágneses energiát hosszú ideig tárolhatják, azaz állandó mágneses tér forrásaivá válnak. Az állandó mágnesek előállításához kemény mágneses anyagokat használnak.

Alapjuk szerint a mágneses anyagokat fémesre, nemfémesre és magnetoelektromosra osztják. A mágnesesen lágy fémes anyagok közé tartozik: tiszta (elektrolitikus) vas, elektromos acéllemez, iron-armco, permalloy (vas-nikkel ötvözetek) stb. A mágnesesen kemény fémes anyagok közé tartoznak: ötvözött acélok, speciális vas-, alumínium- és nikkel-alapú ötvözetek és ötvözetek alkatrészek (kobalt, szilícium stb.). A ferritek nem fémes mágneses anyagok. Ezek bizonyos fémek oxidjainak és vas-oxidnak porkeverékéből nyert anyagok. A préselt ferrittermékeket (magok, gyűrűk stb.) 1300-1500 °C hőmérsékleten égetik ki. A ferritek mágnesesen lágyak és mágnesesen kemények.

A magnetodielektrikumok olyan kompozit anyagok, amelyek 70-80%-ban porított mágneses anyagból és 30-20%-ban szerves nagy polimertartalmú dielektrikumból állnak. A ferritek és a magnetoelektromos anyagok nagy térfogati ellenállásukban különböznek a fémes mágneses anyagoktól, ami jelentősen csökkenti az örvényáram veszteségeit. Ez lehetővé teszi ezen anyagok felhasználását a nagyfrekvenciás technológiában. Ezen túlmenően, a ferritek mágneses jellemzőinek stabilitása széles frekvenciatartományban.

17. Elektromos acéllemez

Az elektromos acél mágnesesen lágy anyag. A mágneses jellemzők javítása érdekében szilíciumot adnak hozzá, ami növeli az acél ellenállását, ami az örvényáram-veszteség csökkenéséhez vezet. Az ilyen acélt 0,1 vastagságú lemezek formájában állítják elő; 0,2; 0,35; 0,5; 1,0 mm, szélesség 240-1000 mm és hossza 720-2000 mm.

18. permalloyok

Ezek az anyagok vas-nikkel ötvözetek, amelyek nikkeltartalma 36-80%. A permalloyok bizonyos tulajdonságainak javítása érdekében krómot, molibdént, rezet stb. adnak az összetételükhöz. Minden permalloy jellemző tulajdonsága a könnyű mágnesezés gyenge mágneses térben és a megnövekedett elektromos ellenállás.

permalloyok- képlékeny ötvözetek, könnyen hengerelhetők legfeljebb 0,02 mm vastagságú lapokká és szalagokká. A mágneses jellemzők megnövelt ellenállása és stabilitása miatt a permalloyok 200-500 kHz-es frekvenciáig használhatók. A permalloyok nagyon érzékenyek az olyan deformációkra, amelyek az eredeti mágneses jellemzőik romlását okozzák. A deformált permalloy részek mágneses jellemzőinek kezdeti szintjének helyreállítását szigorúan kidolgozott rendszer szerinti hőkezeléssel érik el.

19. Mágneses kemény anyagok

mágneses félvezető elektromosan szigetelő elektromos

A mágnesesen kemény anyagok nagy erővel és nagy maradék indukcióval rendelkeznek, és ennek következtében nagy a mágneses energia értéke. A kemény mágneses anyagok a következők:

martenzitté edzett ötvözetek (krómmal, volfrámmal vagy kobalttal ötvözött acélok);

vas-nikkel-alumínium nem kovácsolt csapadékos keményítő ötvözetek (alni, alnico stb.);

vas, kobalt és vanádium (vikkaloy) vagy vas, kobalt, molibdén (comol) alapú képlékeny ötvözetek;

nemesfém alapú, nagyon nagy kényszerítő erővel rendelkező ötvözetek (platina - vas; ezüst - mangán - alumínium stb.);

· kerámia-fém nem kovácsolt anyagok, amelyeket porított alkatrészek sajtolásával és a préselt termékek utólagos égetésével nyernek (mágnesek);

mágnesesen kemény ferritek;

· mágnesesen kemény anyag részecskéiből és kötőanyagból (műgyanta) álló présporokból nyert fém-műanyag nem kovácsolt anyagok;

magnetoelasztikus anyagok (magnetoelasztok), amelyek mágnesesen kemény anyag porából és rugalmas kötőanyagból (gumi, gumi) állnak.

A fém-műanyag és magneto-elasztikus mágnesek maradék indukciója 20-30%-kal kisebb az azonos kemény mágneses anyagokból (alni, alnico stb.) öntött mágnesekhez képest.

20. Ferritek

A ferritek nem fémes mágneses anyagok, amelyeket speciálisan kiválasztott fém-oxidok és vas-oxid keverékéből állítanak elő. A ferrit nevét annak a kétértékű fémnek a neve határozza meg, amelynek oxidja a ferrit része. Tehát, ha cink-oxidot tartalmaz a ferrit, akkor a ferritet cinknek nevezzük; ha mangán-oxidot adunk az anyag összetételéhez - mangán.

A technológiában összetett (vegyes) ferriteket használnak, amelyek magasabb mágneses jellemzőkkel és nagyobb ellenállással rendelkeznek az egyszerű ferritekhez képest. Az összetett ferritekre példa a nikkel-cink, a mangán-cink stb.

Minden ferrit polikristályos szerkezetű anyag, amelyet fémoxidokból nyernek különféle oxidok porainak 1100-1300 °C hőmérsékleten történő szinterezésével. A ferriteket csak csiszolószerszámmal lehet feldolgozni. Ezek mágneses félvezetők. Ez lehetővé teszi nagyfrekvenciás mágneses mezőkben való alkalmazásukat, mivel örvényáram-veszteségük elhanyagolható.

21. Félvezető anyagok és termékek

A félvezetők nagyszámú olyan anyagot tartalmaznak, amelyek belső szerkezetükben, kémiai összetételükben és elektromos tulajdonságaikban különböznek egymástól. A kémiai összetétel szerint a kristályos félvezető anyagokat 4 csoportra osztják:

1) egy elem atomjaiból álló anyagok: germánium, szilícium, szelén, foszfor, bór, indium, gallium stb.;

2) fém-oxidokból álló anyagok: réz-oxid, cink-oxid, kadmium-oxid, titán-dioxid stb.;

3) a Mengyelejev-féle elemrendszer harmadik és ötödik csoportjának atomjainak vegyületein alapuló anyagok, amelyeket az általános képlettel jelölnek és antimonidoknak neveznek. Ebbe a csoportba tartoznak az antimonvegyületek indiummal, galliummal stb., a második és a hatodik csoport atomjainak vegyületei, valamint a negyedik csoportba tartozó atomok vegyületei;

4) szerves eredetű félvezető anyagok, például policiklusos aromás vegyületek: antracén, naftalin stb.

A kristályszerkezet szerint a félvezető anyagokat 2 csoportra osztják: egykristályos és polikristályos félvezetőkre. Az első csoportba tartoznak a nagyméretű egykristályok (egykristályok) formájában nyert anyagok. Köztük van germánium, szilícium, amelyekből lemezeket vágnak egyenirányítókhoz és más félvezető eszközökhöz.

Az anyagok második csoportját a félvezetők alkotják, amelyek sok, egymáshoz forrasztott kis kristályból állnak. A polikristályos félvezetők a következők: szelén, szilícium-karbid stb.

A térfogati ellenállás tekintetében a félvezetők köztes helyet foglalnak el a vezetők és a dielektrikumok között. Némelyikük drámaian csökkenti az elektromos ellenállást, ha nagy feszültségnek vannak kitéve. Ezt a jelenséget az elektromos vezetékek védelmére szolgáló szeleplevezetőkben alkalmazták. Más félvezetők drámaian csökkentik az ellenállásukat, ha fénynek vannak kitéve. Ezt fotocellákban és fotoellenállásokban használják. A félvezetők közös tulajdonsága, hogy elektron- és lyukvezetéssel is rendelkeznek.

22. Elektromos széntermékek (kefék elektromos gépekhez)

Az ilyen termékek közé tartoznak az elektromos gépekhez való kefék, az ívkemencék elektródái, az érintkező alkatrészek stb. Az elektromos széntermékek a kezdeti porszerű masszából préseléssel, majd kiégetéssel készülnek.

A kezdeti porszerű masszák széntartalmú anyagok (grafit, korom, koksz, antracit stb.), kötőanyagok és lágyítók (szén és szintetikus kátrány, szurok stb.) keverékéből állnak. Néhány porított masszában nincs kötőanyag.

Az elektromos gépek keféi grafit, szén-grafit, elektrografit, fém-grafit. A grafitkefék természetes grafitból készülnek kötőanyag nélkül (lágy minőségek) és kötőanyaggal (kemény minőségek). A grafitkefék puhák és működés közben csekély zajt okoznak. A szén-grafit kefék grafitból készülnek, egyéb széntartalmú anyagok (koksz, korom) hozzáadásával, kötőanyagok hozzáadásával. A hőkezelés után kapott keféket vékony rézréteggel vonják be (elektrolitikus fürdőben). A szén-grafit kefék megnövelt mechanikai szilárdsággal, keménységgel és alacsony kopással rendelkeznek a működés során.

Az elektrografit kefék grafitból és más széntartalmú anyagokból (koksz, korom) készülnek, kötőanyagok bevezetésével. Az első égetés után a keféket grafitozásnak, azaz 2500-2800 °C-os hőkezelésnek vetik alá. Az elektrografitizált kefék mechanikai szilárdsága megnövekedett, ellenáll a rángatózós terhelés változásainak, és nagy kerületi sebességgel használják. A fém-grafit kefék grafit és rézpor keverékéből készülnek. Némelyikük ólom-, ón- vagy ezüstporokat vezet be. Ezek a kefék alacsony ellenállással, nagy áramsűrűséggel és alacsony tranziens feszültségeséssel rendelkeznek.

A bármilyen célú és bonyolultságú elektromos berendezések gyártásához felhasznált anyagok két nagy csoportra oszthatók: elektromos és szerkezeti.

Elektromos anyagok (ETM) olyan elemek (alkatrészek) gyártására szolgál, amelyek az elektronikus áramkörök összeállítására és az elektromos áram áthaladásának biztosítására, elektromos szigetelésére, generálására, erősítésére, egyenirányítására, modulációjára stb. Ezen műveletek végrehajtásához szükséges elemek (huzalok, kábelek, hullámvezetők, szigetelők, ellenállások, induktorok, mágnesek, transzformátorok, generátorok, diódák, tranzisztorok, termisztorok, fotoellenállások, vákuumcsövek, elektromechanikus átalakítók, varikondák, lézerek, elektronikus számítógépek tárolóeszközei (számítógép) stb.), csak egy bizonyos osztályba tartozó ETM-ből készülhet, amely jól meghatározott fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik - elektromos, mechanikai, kémiai. Ennek az alkatrésznek a minősége, megbízhatósága és biztonsága, és következésképpen az elektromos berendezés egésze az anyag tulajdonságaitól függ.

Építőanyagok (KM) teherhordó szerkezetek és segédalkatrészek, szerelvények gyártására szolgál, pl.: villamosított vasutak érintkezési hálózatának acélsínek, tartók, konzolok, amelyek nemcsak mechanikai, hanem elektromos terhelést is hordoznak; mechanikai terhelés ellen védő burkolatok elektromos berendezésekhez; alváz, amelyre az elektromos áramkör fel van szerelve; mérlegek, kezelőszervek stb.

Ha egy átlagos bonyolultságú elektromos áramkört vizsgálunk, akkor látható, hogy négy fő osztályból álló elemekből áll elektromos anyagok: dielektromos, félvezető, vezető és mágneses.

Az elektromos térben való viselkedésük szerint az ETM-eket három osztályba sorolják: dielektromos, félvezető és vezető. Ellenállásuk értékei rendre a következő határokon belül vannak: 10 -8 - 10 -5, 10 -6 - 10 8 ,10 7 - 10 17 Ohm-m, a sávszélesség értéke pedig 0 - 0,05; 0,05 - 3 vagy több 3 eV. Mágneses térben való viselkedésük szerint az ETM-eket két osztályba sorolják: mágneses (erősen mágneses) és nem mágneses (gyengén mágneses). Az előbbiek közé tartoznak a ferro- és ferrimágnesek, az utóbbiak pedig a dia-, para- és antiferromágnesek.

Dielektromos anyagok Alkalmazott elektromos tér hatására polarizálódnak, és két alosztályra oszthatók: passzív és aktív dielektrikumok.

Passzív dielektrikumok(vagy csak dielektrikum) használja:

1) vezetőképes részek elektromos szigetelésének létrehozása - megakadályozzák az elektromos áram más, nemkívánatos módon történő áthaladását, és elektromos szigetelő anyagok;

2) elektromos kondenzátorokban - bizonyos elektromos kapacitás létrehozására szolgálnak; ebben az esetben a dielektromos állandójuk fontos szerepet játszik: minél nagyobb ez az érték, annál kisebbek a kondenzátorok méretei és súlya.

Aktív dielektrikumok a hagyományostól eltérően elektromos áramkörök aktív elemeinek (alkatrészeinek) gyártására használják. A belőlük készült alkatrészek elektromos jel generálására, erősítésére, modulálására és átalakítására szolgálnak.

félvezető anyagok elektromos vezetőképesség szempontjából köztes helyzetet foglalnak el a dielektrikumok és a vezetők között. Jellemző tulajdonságuk, hogy az elektromos vezetőképesség jelentős mértékben függ a külső energiahatás intenzitásától: elektromos térerősség, hőmérséklet, megvilágítás, beeső fény hullámhossza, nyomás stb. Ez a tulajdonság a félvezető eszközök működésének alapja: diódák, tranzisztorok, termisztorok, fotoellenállások, nyúlásmérők stb.

Vezető anyagok négy alosztályra oszthatók:

1) nagy vezetőképességű anyagok;

2) szupravezetők és kriovezetők;

3) nagy (adott) ellenállású anyagok;

4) érintkezési anyagok.

Nagy vezetőképességű anyagok ott használják, ahol szükséges, hogy az elektromos áram minimális veszteséggel haladjon át. Ilyen anyagok a fémek: Cu, A1, Fe, Ag, Au, Pt és az ezeken alapuló ötvözetek. Ezeket vezetékek, kábelek és elektromos berendezések egyéb vezető alkatrészeinek készítésére használják.

szupravezetők olyan anyagok, amelyekben bizonyos kritikus érték alatti hőmérsékleten T kr) az elektromos áram ellenállása nullává válik.

Kriovezetők - ezek nagy vezetőképességű anyagok, amelyek kriogén hőmérsékleten működnek (folyékony nitrogén forráspontja -195,6 o C).

Magas minőségű vezető anyagok(adott) ellenállás olyan fémötvözetek, amelyek szilárd oldatokat képeznek. Ellenállások, hőelemek és elektromos fűtőelemek készülnek belőlük.

Tól től érintkezési anyagok csúszó- és törésérintkezőket készíteni. A követelményektől függően ezek az anyagok összetételükben és szerkezetükben igen változatosak. Ide tartoznak egyrészt a nagy vezetőképességű fémek (Cu, Ag, Au, Pt stb.) és az ezeken alapuló ötvözetek, másrészt a tűzálló fémek (W, Ta, Mo stb.), ill. kompozit anyagok. Az utóbbiak, bár viszonylag nagy elektromos ellenállással rendelkeznek, megnövekedett ellenállással rendelkeznek az érintkezők megszakadásakor keletkező elektromos ív hatásával szemben.

Mágneses anyagokhoz a technológiában használt ferromágnesek és ferritek. Mágneses permeabilitásuk nagy értékű (akár 1,5 x 106), és a külső mágneses tér erősségétől és a hőmérséklettől függ. Mágneses anyagokat használnak a mágneses mező koncentrálására az induktorok, fojtótekercsek és egyéb szerkezetek magjaiban, mint mágneses áramkörök a számítógépek memóriaeszközeihez stb. Gyenge térben is erősen mágnesezhetők, és néhányuk a külső mágneses tér eltávolítása után is mágnesezett marad. A technológiában legszélesebb körben használt mágneses anyagok a Fe, Co, Ni és ezek ötvözetei.

Építőanyagok az egyik legnagyobb csoport. Fém- és nemfémes anyagokat foglal magában: vas- és színesfémeket, természetes és szintetikus polimereket és ezeken alapuló anyagokat, amelyek viszont tucatnyi (sőt több száz) különböző összetételű, tulajdonságú és rendeltetésű CM-et tartalmaznak. A CM technológiában legszélesebb körben használt fémötvözetek a szénacélok, ötvözött acélok és öntöttvasak.

Az anyag olyan tárgy, amely bizonyos összetétellel, szerkezettel és tulajdonságokkal rendelkezik, és amelyet bizonyos funkciók ellátására terveztek. Az anyagok különböző halmazállapotúak lehetnek: szilárd, folyékony, gáznemű vagy plazma halmazállapotú.

Az anyagok által elvégzett funkciók változatosak: az áram áramlásának biztosítása (vezető anyagokban), bizonyos alak megtartása mechanikai terhelés alatt (szerkezeti anyagokban), szigetelés biztosítása (dielektromos anyagokban), elektromos energia hővé alakítása (ellenálló anyagokban) . Általában az anyag több funkciót lát el. Például egy dielektrikum szükségszerűen valamilyen mechanikai igénybevételt szenved, vagyis szerkezeti anyag.

Anyagtudomány- olyan tudomány, amely az anyagok összetételét, szerkezetét, tulajdonságait, az anyagok viselkedését különféle hatások (termikus, elektromos, mágneses stb.) hatására, valamint ezen hatások kombinációját vizsgálja.

Elektrotechnikai anyagtudomány- Ez az anyagtudománynak az elektrotechnikai és energetikai anyagokkal foglalkozó ága, i.e. az elektromos berendezések tervezéséhez, gyártásához és üzemeltetéséhez szükséges sajátos tulajdonságokkal rendelkező anyagok.

Az anyagok meghatározó szerepet játszanak az energiaszektorban. Például a nagyfeszültségű vezetékek szigetelői. Történelmileg a porcelán szigetelőket találták fel először. Előállításuk technológiája meglehetősen bonyolult, szeszélyes. A szigetelők meglehetősen terjedelmesek és nehezek. Megtanultuk az üveggel való munkát – megjelentek az üvegszigetelők. Könnyebbek, olcsóbbak, a diagnózisuk valamivel könnyebb. És végül a legújabb találmányok a szilikongumi szigetelők.

Az első gumi szigetelők nem voltak túl sikeresek. Felületükön idővel mikrorepedések keletkeztek, amelyekben felhalmozódott a szennyeződés, vezető pályák keletkeztek, majd áttörtek a szigetelők. A szigetelők viselkedésének részletes vizsgálata a nagyfeszültségű vezetékek (VL) vezetékeinek elektromos mezőjében külső légköri körülmények között lehetővé tette számos olyan adalék kiválasztását, amelyek javították az időjárási ellenállást, a szennyezéssel szembeni ellenállást és az elektromos kisülések hatását. Ennek eredményeként a könnyű, tartós szigetelők egész osztálya jött létre a különböző szintű működési feszültségekhez.

Összehasonlításképpen, az 1150 kV-os légvezetékek függesztő szigetelőinek súlya a támaszok közötti távközben lévő vezetékek tömegéhez hasonlítható, és több tonnát tesz ki. Ez szükségessé teszi további párhuzamos szigetelősorok felszerelését, ami növeli a támaszték terhelését. Erősebb, tehát masszívabb támasztékokat kell használni. Ez növeli az anyagfelhasználást, a támasztékok nagy súlya jelentősen megemeli a beépítés költségeit. Referenciaként a telepítés költsége az elektromos vezeték kiépítési költségének legfeljebb 70%-a. A példa bemutatja, hogy egy tervezési elem hogyan hat a tervezés egészére.

Így az (ETM) minden áramellátó rendszer műszaki és gazdasági mutatóinak egyik meghatározó tényezője.

Az energiaszektorban használt fő anyagok több osztályba sorolhatók - ezek a vezető anyagok, a mágneses anyagok és a dielektromos anyagok. Közös bennük, hogy feszültség, tehát elektromos tér hatására működnek.

A vezetőképes anyagokat anyagoknak nevezzük, amelyek fő elektromos tulajdonsága a más elektromos anyagokhoz képest erősen kifejezett elektromos vezetőképesség. Technológiai felhasználásuk elsősorban ennek a tulajdonságnak köszönhető, amely a normál hőmérsékleten a nagy elektromos vezetőképességet határozza meg.

Elektromos áramvezetőként szilárd és folyékony anyagok, megfelelő körülmények között gázok egyaránt használhatók. Az elektrotechnikában használt legfontosabb szilárd vezető anyagok a fémek és ötvözeteik.

A folyadékvezetők közé tartoznak az olvadt fémek és különféle elektrolitok. A legtöbb fém olvadáspontja azonban magas, és csak a körülbelül mínusz 39 °C olvadáspontú higany használható folyékony fémvezetőként normál hőmérsékleten. Más fémek folyadékvezetők magas hőmérsékleten.

A gázok és gőzök, beleértve a fémgőzöket is, nem vezetnek alacsony elektromos térerősség mellett. Ha azonban a térerősség meghalad egy bizonyos kritikus értéket, ami biztosítja az ütközés és a fotoionizáció kialakulását, akkor a gáz elektronikus és ionos elektromos vezetőképességű vezetővé válhat. Az erősen ionizált gáz, amikor az elektronok száma megegyezik az egységnyi térfogatra jutó pozitív ionok számával, egy speciális vezető közeg, az úgynevezett plazma.

Az elektrotechnikában használt vezetőanyagok legfontosabb tulajdonságai az elektromos és hővezető képességük, valamint a hő-EMF előállításának képessége.

Elektromos vezetőképesség egy anyag elektromos áram vezetõ képességét jellemzi (lásd -). A fémekben az áram áthaladásának mechanizmusa a szabad elektronok elektromos tér hatására történő mozgásának köszönhető.

Félvezető anyagoknak nevezzük azokat az anyagokat, amelyek vezetőképességükben a vezetőképes és a dielektromos anyagok között közepesek, és amelyek megkülönböztető tulajdonsága a vezetőképesség rendkívül erős függése a szennyeződések vagy egyéb hibák koncentrációjától és típusától, valamint a legtöbb esetben a külső energiahatásoktól (hőmérséklet). , megvilágítás stb.). . P.).

A félvezetők közé tartozik az elektronikus elektromos vezetőképességű anyagok nagy csoportja, amelyek ellenállása normál hőmérsékleten nagyobb, mint a vezetőké, de kisebb, mint a dielektrikumé, és 10-4 és 1010 Ohm cm közötti tartományba esik. A félvezetők nem közvetlenül az energiaszektorban használják, de a félvezető alapú elektronikai alkatrészeket széles körben használják. Ez bármilyen elektronika az állomásokon, alállomásokon, diszpécser irodákban, szolgáltatásokban stb. Egyenirányítók, erősítők, generátorok, átalakítók. Ezenkívül szilícium-karbid alapú félvezetőket használnak nemlineáris túlfeszültség-csillapítók előállítására a távvezetékekben (OPN).

Dielektromos anyagok

A dielektromos anyagokat olyan anyagoknak nevezzük, amelyek fő elektromos tulajdonsága a polarizáció képessége, és amelyekben lehetséges az elektrosztatikus tér megléte. A valódi (műszaki) dielektrikum minél közelebb áll az ideálishoz, annál kisebb a fajlagos vezetőképessége, és annál gyengébbek az elektromos energia disszipációjához és hőtermeléséhez kapcsolódó lassú polarizációs mechanizmusok.

Dielektromos polarizáció A benne lévő előfordulást, amikor a dielektrikum molekuláit alkotó töltött részecskék elmozdulása miatt makroszkópikus önelektromos mező kerül a külső térbe. A dielektrikum, amelyben ilyen tér keletkezik, polarizáltnak nevezzük.

A mágneses anyagokat olyan anyagoknak nevezzük, amelyeket úgy terveztek, hogy mágneses térben működjenek, és ezzel a mezővel közvetlenül kölcsönhatásba lépjenek. A mágneses anyagokat gyengén mágnesesre és erősen mágnesesre osztják. A gyengén mágneses anyagok közé tartoznak a diamágnesek és a paramágnesek. Erősen mágneses ferromágnesekre, amelyek viszont lehetnek mágnesesen lágyak és mágnesesen kemények.

Kompozit anyagok

A kompozit anyagok több komponensből álló anyagok, amelyek különböző funkciókat látnak el, és az alkatrészek között interfészek vannak.