Файл: 111111100010010010.docx

ε= 5 – 10; tgδ=0,003 – 0,4; ρ_v =10¹² – 10¹⁴Ом_*см; Е_пр=3 – 15.

Зависимости E и tgδ от температуры для полиэтилена показаны на рис.2

Наличие максимума в зависимостях ε и tgδ в области отрицательных температур говорит о наличии в материале релаксационных видов поляризации. Величины и практически не изменяются с ростом частоты до 10⁷ Гц (tgδ слабо падает). Из смол делаются высокотемпературные кремнийорганические лаки, эмали и клеи.

Кремнийорганические каучуки получаются вулканизацией (без серы) кремнийорганических соединений. Выпускаются резины на основе каучука.

Эти материалы обладают высокой теплостойкостью, влагостойкостью, озоностойкостью, хорошо противостоят старению. Растворяются в ароматических углеводородах, маслах, кислотах и щелочах. Применяются для изготовления прокладок, колпачков, шайб, работающих в диапазоне температур -60 — +200°С.

Для повышения механических свойств в резины вводят наполнители: (TiO₂, SiO₂, Al₂O₃, ZnO мел). Резины эластичны до 180°С. Электрические свойства:

ε= 3 – 6; tgδ=0,008 – 0,1; ρ_v =10¹³ – 10¹⁴Ом_*см; Е_пр=15 – 30.

11. Электроизоляционные лаки, эмали, клеи, компаунды

Лаками называют коллоидные растворы плёнкообразующих веществ в быстроиспаряющихся растворителях. Коллоидные растворы состоят из некристаллизующихся частичек, которые по размерам значительно превосходят молекулу. Плёнкообразующими называют вещества, которые в процессе испарения растворителя и реакции полимеризации или поликонденсации, а также окисления, затвердевают и образуют эластичную плёнку. Плёнкообразующими веществами являются природные и синтетические смолы, растительные высыхающие масла (льняное, тунговое).

Растворители получают путём перегонки нефти, каменного угля, дерева или путём химических реакций. Это бензин, керосин, уайт-спирит, бензол, толуол, ксилол, этиловый спирт, ацетон, скипидар, сероуглерод.

Для придания лаковой плёнке эластичности в раствор добавляют пластификаторы - касторовое масло, трикрезилфосфат и другие. Для ускорения сушки в лак добавляют сиккативы - катализаторы, получаемые сплавлением окислов кобальта, марганца, свинца с канифолью.

Для разбавления загустевших лаков в них вводят разбавители, отличающиеся от растворителей более медленным испарением - керосин, уайт-спирит, скипидар.

По назначению лаки подразделяются на пропиточные, покровные, клеящие и специальные (для изоляции проводов ПЭЛ, ПЭВ и др.)

По составу лаки делятся на масляные, масляно-битумные, смоляные, эфироцеллюлозные, кремнийорганические. По способу сушки - на лаки горячей и холодной сушки.

Эмали представляют собой лаки, в которые введены пигменты (красители) - окись цинка, окись титана, окись магния, железный сурик и другие. Пигменты улучшают твёрдость покрытия, нагревостойкость, влагостойкость, дугостойкость.

Эмали применяются с целью создания на поверхности уже пропитанных изделий (например, обмотки трансформаторов) защитной влагостойкой, маслостойкой плёнки, для декоративных целей.

Компаундами называются смеси и сплавы смол, битумов, воскообразных веществ, масел. Компаунды применяются как пропиточный, заливочный, клеящий материал. Они не содержат растворителей, могут быть термопластичными и термореактивными.

Выпускается около 70 марок лаков, эмалей и компаундов. Наибольшую нагревостойкость (до 1000°С) имеют кремнийорганические лаки, клеи, эмали и компаунды. Каждый лак, эмаль, клей, компаунд имеет свою технологию нанесения и сушки.

12. Неорганические диэлектрики

12.1. Слюда и материалы на её основе

Слюда встречается в природе в виде кристаллов, способных легко расщепляться на пластинки (по плоскостям спайности). По химическому составу слюда делится на мусковит (K₂O_*3Al2O_3*6SiO_2*2H₂O) и флогонит (K₂O_*3Al2O_3*6MgO_*6SiO_2*2H₂O).

Мусковит обычно бесцветен или имеет красноватый, зеленоватый и другие оттенки. Флогонит обычно янтарного цвета, золотистый, коричневый,чёрный. По электрическим свойствам мусковит лучше флогонита, он более прочен, твёрд, гибок и упруг.

Мусковит: ε= 6.8 – 8.4; tgδ=3*10^-4; ρ_v =10¹⁴ – 10¹⁶Ом_*см; Е_пр=120. теплостойкость 500-600°С.

Флогонит: ε= 5.5 – 6.7; tgδ=5*10^-4; ρ_v =10¹³ – 10¹⁴Ом_*см; Е_пр=120. теплостойкость (800-900)°С.

Эти характеристики справедливы для случая, когда поле перпендикулярно плоскости спайности. Если поле прикладывается вдоль плоскости спайности, электрические характеристики значительно хуже.

При температурах, превышающих теплостойкость, из слюды начинает выделяться входящая в неё вода, слюда теряет прозрачность, ухудшаются механические и электрические свойства.

Средний выход слюды из породы составляет 1-2%. Слюда-сырец подвергается ручной разборке, раскалывается на пластины, дефекты по краям обрезают. Такую полуочищенную слюду раскалывают на более тонкие (до 5мм) пластины и подвергают разбраковке.

По назначению слюда делится на конденсаторную, конструкционную (изготавливаются детали радиоламп), щипанную (из неё изготавливают миканит (пластина слюды склеивается с глифталевым и кремнийорганическим лаками), молотую (из неё изготавливается микалекс (получается горячим прессованием порошкообразной слюды и легкоплавкого стекла).

Микалекс (изготавливается из мусковита) выпускается в виде листов, стержней, хорошо отрабатывается, обладает высокой теплостойкостью, влагостойкостью. Он используется для изготовления держателя мощных радиоламп, панелей, воздушных конденсаторов, каркасов катушек, плат переключателей. Миканит используется при изготовлении фасонных изделий, конструкционных деталей, выпускается гибкий миканит на бумажной основе.

Из слюды выпускается также слюдиниты. При этом отходы слюды измельчаются, нагреваются до 800°С, обрабатываются сначала щелочью, затем кислотой. Получается масса, которую наносят на какую-либо подложку.

Слюдиниты применяются там же, где и миканиты.

Чистая слюда, неполярный диэлектрик, ε' и tgδ не меняются до частот в сотни МГц.

Разработана технология получения искусственной слюды путём выращивания кристаллов из расплава шихты. Она обладает большей теплостойкостью и лучшими электрическими свойствами, чем природная.

12.2. Неорганические стёкла

Стёкла получаются путём варки исходных материалов в печах. Сырьём служат песок SiO₂, сода В₂О_ЗСО_З, поташ К₂СО_З, известняк СаСО_З, бура

Na₂B₄O₇, сурик, каолин, полевой шпат и другие. Сырьевые материалы измельчаются, отвешиваются в нужных соотношениях, тщательно перемешиваются и загружаются в печь. Здесь шихта плавится, летучие составные части (Н₂О, СО₂, SО_З) удаляются, а оставшиеся окислы химически реагируют между собой, образуя стекломассу, которая поступает на изготовление изделий. Изделия подвергаются обжиму для устранения механических напряжений, возникающих при быстром охлаждении изделий.

Быстрое охлаждение необходимо для того, чтобы стекло не успело закристаллизоваться. При обжиге изделие нагревают до температуры ниже температуры плавления на 100-200°С и затем медленно охлаждают.

Стёкла – аморфные термопластические вещества. Известны стёкла оксидные и халькогенидные. Основой оксидных стёкол являются окислы SiO₂, B₂O₃, P₂O₅, GeO₂, As₂O₅ и другие. Халькогенидные стёкла – сплавы на основе сульфидов, селенидов теллуридов металлов. Халькогенами называют аналоги кислорода в 6 группе системы Менделеева - S, Se, Те, а их соединения с металлами называют халькогенидами (например, 4As₂Se₃*As₂Te₃; As₂Se₃*Sb₂Se₃).

Оксидные стёкла кроме стеклообразующих окислов содержат также окислы щелочных элементов Na₂O, K₂O, щёлочноземельных элементов СаО, ВаО (снижают температуру плавления), а также окислы PbO, ZnO, A1₂O₃.

Стёкла на основе SiO₂ называют силикатными, а на основе В₂О_З боратными. В радиотехнических устройствах наибольшее распространение получили силикатные стёкла, которые по электрическим свойствам делятся на три группы:

1) щёлочные стёкла с содержанием окислов Na₂O, K₂O, незначительным содержанием окислов тяжёлых металлов; это оконные стёкла, стёкла пирекс, нонекс, фурко, колбочное, марок №7, 12, 14, 20, 71, 707, К-5, К8 и др.;