Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

верхностное сопротивление. Янтарь применяется там, где важно иметь высокое сопротивление изоляции неза­ висимо от влажности воздуха (например, для вводов в

электрометрам, электроскопах).

К искусственным (синтетическим) смолам относятся высокомолекулярные соединения, получаемые в резуль­ тате реакции превращения различных веществ.

Битумы — аморфные материалы черного или темнокоричневого цвета, хрупки и имеют характерный ракови­ стый излом. Битумы бывают искусственные (нефтяные) и природные, называемые асфальтами. Температура раз­ мягчения битумов 30—1?0°С. Лучшие электроизолиру­ ющие свойства имеют тугоплавкие битумы. Они исполь­ зуются как исходный материал для изготовления элект­ роизоляционных покровных лаков и электроизоляцион­ ных пропиточных и заливочных компаундов.

Компаунды состоят из битумов, восков, смол, масел и канифоли. Пропиточные компаунды служат для про­ питки обмоток электрических машин и бумажной изо­ ляции силовых кабелей. Заливочные компаунды при­ меняются для заливки соединительных, ответвительных и концевых муфт силовых кабелей, для заполнения боль­ ших полостей в электрических машинах и аппаратах' с целью получения влагонепроницаемого монолитного электроизоляционного покрытия.

§ 52. Твердые электроизоляционные материалы

Твердые электроизоляционные материалы делятся на волокнистые, керамические и стеклообразные.

Волокнистые электроизоляционные материалы: дре­ весина, бумага, картон, фибра, лакоткани, асбест, слои­ стые пластики.

Древесина применяется в электротехнике только для изготовления малоответственных изоляционных деталей: штанг приводов разъединителей, масляных выключате­ лей, рукояток и др.

Бумага, применяемая в электротехнике, делится на конденсаторную, кабельную, пропиточную, намоточную, микалентную и оклеенную. Конденсаторная бумага име­ ет толщину от 0,007 до 0,03 мм и высокую плотность.

Кабельная бумага имеет повышенную толщину (0,08; 0,12; 0,17 мм) и меньшую плотность (0,7—0,8 г/см3) по сравнению с конденсаторной, но обладает высокими ме­

139

ханическими свойствами, она применяется для изоляции силовых кабелей.

Пропиточная и намоточная бумага отличается пони­ женной плотностью 0,6—0,76 г/см3 и поэтому имеет боль­ шую впитываемость. По своим механическим свойствам она уступает обычной кабельной бумаге. Пропиточную бумагу толщиной до 0,12 мм применяют для производ­ ства листового гетинакса.

Микалентная бумага имеет толщину 0,02 мм и отли­ чается большой механической прочностью в продольном направлении. Она-служит для изготовления тонкой кле­ еной слюдяной изоляции (микаленты).

Оклеенная бумага имеет толщину 0,033 мм. Применя­ ют ее для изоляции друг от друга стальных листов при сборке магнитопроводов в электрических машинах и трансформаторах.

Картон электротехнический — тонкий листовой мате­ риал толщиной от 0,1 до 3 мм. Различают два .основных вида электротехнического картона: ЭВ — для работы на воздухе и ЭМ — для работы в масле в качестве прокла­ док, шайб, пазовой изоляции, междуслойной и витковой изоляций при производстве электрических машин и эле­ ктротехнической аппаратуры.

Фибра электрическая марки ФЭ вырабатывается толщиной от 0,6 до 1,2 мм серого, черного и красного цвета в виде листов, прутков и трубок. Основной недо­ статок фибры — высокая гигроскопичность, что при большом увлажнении окружающего воздуха создает большую электролитическую проводимость, поэтому фи­ бру часто заменяют гетинаксом.

Лакоткани — гибкий электроизоляционный материал, получаемый пропиткой хлопчатобумажных, шелковых и стеклянных тканей масляными и масляно-битумными лаками, которые после высыхания образуют на поверх­ ности ткани прочную эластичную пленку, обладающую высокими диэлектрическими свойствами.

Шелковая лакоткань марок ЛШ1, ЛШ2, ЛШС, ЛШС1, ЛШС2 изготовляется из натурального шелка (эксцельсиор) и отличается от хлопчатобумажной мень­ шей толщиной (0,04—0,16 мм), повышенными диэлект­ рическими свойствами и более высоким относительным удлинением при растяжении.

Асбест — волокнистый минерал естественного проис­ хождения, обладающий высокой огнестойкостью

140

(1450°С), малой тепло- и электропроводностью, доста­ точной механической прочностью,' кислото- и щелочеупорностью. Для технических целей асбестовое волокно применяется в качестве тепло- и электроизоляционного материала и фильтров.

Для целей электрической изоляции из асбеста изго­ товляют .пряжу, ленты, ткани, бумагу, картон и другие изделия.

Электротехническая керамика представляет собой глинусодержащие материалы с добавлением окислов ба­ рия, кальция, титана, стронция. К этой группе керамики относятся электротехнический фарфор, стеатит, тиконд и пористая радиокерамика.

Стеклообразные и горные электроизолирующие ма­ териалы. Стекло — это твердый раствор различных си­ ликатов. Механические свойства стекол различны и за­ висят от их химического состава. Все стекла отличаются малой теплопроводностью, высокими оптическими и электроизоляционными свойствами.

|Наилучшими электроизолирующими свойствами об­ ладает кварцевое стекло, которое получается плавлени­ ем горного хрусталя, жильного кварца или чистых квар­ цевых песков при весьма высоких температурах (выше

1700°С).

Кварцевое стекло отличается очень высоким пробив­ ным напряжением, малой электропроводностью даже при высоких температурах. Это дает возможность ис­ пользовать его в качестве высокочастотного и высоко­ вольтного изолятора в алектрорадиовакуумной промыш­ ленности и приборостроении.

Электротехнические стекла по назначению делятся на конденсаторные, установочные, ламповые, стеклоэмали и стекловолокно.

Слюда является минералом, способным расщеплять­ ся на очень тонкие листочки. Слюда имеет хорошие электроизоляционные свойства, высокую теплостойкость (1250—'1300°С), влагостойкость, механическую проч­ ность, гибкость.

Применяется в электротехнической промышленности для изоляции высоких напряжений, а также в качестве диэлектриков в конденсаторах.

Мрамор, шифер, талькохлорит — горные породы, ко­ торые находят применение в качестве электроизоляци­ онных материалов.

141

Широкое применение в электротехнике имеют пласт­ массы и резина, которые рассмотрены в гл. VIII и X.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.

Свойства пластических масс

Цель работы: ознакомиться с образцами основных видов пластмасс, ■изучить влияние различных наполнителей «а меха­ нические и диэлектрические свойства термореактивных пластмасс.

Задание

4. Изучить образцы основных видов пластмасс, применяемых в

сельскохозяйственном машиностроении и электротехнике.

полнитель — древесная .мука); ■б) образцов из волокнистых пластмасс (волокнит) с наполните­

4. Составить отчет но работе.

Оборудование и материалы

Для выполнения работы необходимо иметь: набор образцов и деталей из термореактивмых и термопластических пластмасс: К-.15-2, Кн18н2, К-Э1-02, К-77-51, текстолит, гетинакс, полистирол, полиэтилен, древесно-слоистые пластики, волокнит, фторопласт, винипласт и др.; твердомер тина ТШ (прибор Бринелля); установку для измерения удельного объемного сопротивления пластмасс; материалы: образцы для испытания на твердость в виде пластин или брусков толщиной не

бригады по 4—5 человек в каждой. Одна бригада изучает образцы и детали из пластмасс, применяемых в сельскохозяйственном машино­ строении и в электротехнике, другая измеряет твердость образцов на твердомере типа ТШ 1(1Бринелля), третья бригада определяет удель­ ное объемное электрическое сопротивление образцов пластмасс на специальной установке. Затем бригады меняются местами.

142

Изучение образцов основных видов пластмасс

На основе «изучения теоретического материала то пластмассам (§§ 39—43), пользуясь табором образцов пластмасс, определите их название, примерный состав и к какому виду они относятся, а изу­ чая детали из пластмасс, обратите внимание на те технические тре­ бования, .которые определили выбор той или иной пластмассы (рабо­ чая среда, температура, три которой работает деталь, матрузки, не­ обходимый коэффициент трения, прозрачность, диэлектрические свой­ ства).

Влияние наполнителя на механические свойства пластмасс

Механические и диэлектрические (свойства пластмасс зависят в большей степени от •наполнители, при этом его количество, вид и ориентация являются определяющими (факторами. Органические на­ полнители, как правило, снижают хрупкость смолы, повышают проч­ ность, но в то же время снижают водостойкость пластмассы и умень­ шают ее термостойкость.

Минеральные наполнители придают пластмассе более высокую теплостойкость и химическую стойкость, улучшают диэлектрические свойства, иногда значительно повышают (механическую прочность пластмасс, особенно стекловолокна.

IB табл. 6 приведены некоторые 'механические характеристики фенолформальдегидных прессматериалов в зависимости от типа нрименяеМ'01го наполнителя.

Определение твердости твердомером ТШ

Измерение твердости пластмасс вдавливанием стального шарика

(метод Брииелля) состоит из следующих этапов:

(1.Подготовка образцов к испытанию. Образцы должны пред­ ставлять собой плоскойараллельную пластину любого очертания, причем размеры образцов должны позволять производить испытание в трех точках, расположенных на расстоянии не менее 7 мм друг от яруга и от краев образца.

(Толщина образца должна 'быть не менее 5 мм, поверхность ров­ ной, без раковин и трещин. Число образцов для испытаний должно

быть не менее трех. Для слоистых и волокнистых пластмасс испы­

тания .нужно проводить на образцах, вырезанных вдоль и поперек волокон.

й. (Определение диаметра шарика, величины нагрузки и времени выдержки. Для определения твердости пластмасс выбирают диаметр

шарика б мм, нагрузку1260иг,время выдержки 60 с.

б. (Подготовка твердомера ТШ к испытаниям (ом. лабораторную работу (№ II).

4. Испытание твердости на приборе ТШ |(ом. лабораторную ра­ боту № il).

(Метод (Бринелля не пригоден для определения твердости образ­

цов,имеющих толщину менее'Sмм, и хрупких пластмасс.

143

электропроводностью, которая обуславливается передвижением сво­ бодных ионов сайюго диэлектрика и ионов примесей. Величина элек­ тропроводности или обратная ей величина— сопротивление является одним из важнейших показателей качества электроизоляционных ма­ териалов.

Для количественной оценки электропроводности материала вве­ дено понятие удельного объемного сопротивления, которое находит­ ся у пластмасс в пределах 1012—1018 Ом-см.

S —площадь электрода, см2; h — толщина образца, см.

Для измерения удельного объемного сопротивления электроизо­ ляционных материалов -наиболее распространен так называемый спо­ соб непосредственного отклонения, при котором ток, проходящий че­ рез образец диэлектрика, непосредственно -определяется по отклонению стрелки 1чу.вств.ительного зеркального 'мапнитно-электрического галь-

144