Электротехнические материалы

Пластические массы (пластмассы) объединяют группу твердых или упругих материалов, которые состоят полностью или частично из полимерных соединений и формируются в изделия методами, основанными на использовании их пластических деформаций.

Основное исходное сырье для производства пластмасс недорого и доступно (продукты переработки нефти, природного газа, поваренной соли, известь, песок и др.). Переработка пластмасс в изделия – относительно несложный и дешевый процесс.

К основным недостаткам пластмасс относят ползучесть, т.е. способность материала медленно деформироваться на холоде под действием постоянных механических нагрузок; сравнительно невысокую теплостойкость; пониженную прочность при переменных нагрузках; быстрое по сравнению с другими материалами старение.

В большинстве случаев пластмассы состоят из связующего вещества и наполнителя. В их состав входят пластификаторы, стабилизаторы и красители.

Волокнистые материалы состоят преимущественно из частиц удлиненной формы – волокон, промежутки между которыми заполнены воздухом у непропитанных материалов и приводными или синтетическими смолами у пропитанных. Преимуществами многих волокнистых материалов являются невысокая стоимость, довольно большая механическая прочность, гибкость и удобство обработки. Недостатки – невысокие электрическая прочность и теплопроводность, более высокая, чем у массивных материалов того же состава, гигроскопичность. Пропитка улучшает свойства волокнистых материалов.

Бумаги и картоны – листовые или рулонные материалы коротковолокнистого строения, состоящие в основном из целлюлозы. Наиболее тонкий и высококачественный вид электроизоляционных бумаг – конденсаторная бумага, применяемая для изготовления диэлектрика конденсатора. Конденсаторную бумагу изготовляют из сульфатной древесной целлюлозы. Применяется простой способ производства борированной целлюлозы, обеспечивающий конденсаторной бумаге резко сниженную зависимость tg от плотности бумаги. По новой технологии выпускается бумага: обычная; специальная, улучшенного качества; с малыми диэлектрическими потерями; с высокой электрической прочностью и малыми потерями.

При использовании конденсаторной бумаги в качестве диэлектрика обычно берут несколько слоев с применением различных пропиточных масс, в качестве которых могут использоваться различные неполярные, полярные, жидкие, полужидкие и твердые пропиточные массы. Применение нескольких слоев обеспечивает перекрытие сквозных отверстий и проводящих включений в отдельных листах. Бумага не является высокочастотным диэлектриком. На переменном токе она используется до частоты 10 кГц.

В ферромагнитных материалах реализуется такая доменная структура, для которой полная свободная энергия системы является минимальной.

Полная свободная энергия состоит из следующих основных видов энергий: магнитостатической, магнитной анизотропии, магнитострикции, обменной.

Минимум магнитостатической энергии, связанной с полями рассеивания или с возникновением полюсов на концах магнита, наблюдается в том случае, когда магнитный поток замкнут внутри материала. Однодоменное состояние является невыгодным, так как это приводит к возникновению магнитных полюсов, которые создают внешнее поле (поле рассеивания). Магнитостатическая энергия уменьшается, если тело состоит из нескольких доменов, и становится равной нулю при образовании замыкающих доменов, магнитный поток замкнут внутри тела, за его пределами магнитное поле равно нулю.

Деление образца на домены ограничивается энергией, затрачиваемой на образование границ между доменами. Линейный размер доменов имеет порядок от 10–2 до 10–5 см. Толщина доменной границы достигает нескольких сотен нанометров.

09Г2 – сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций. Сталь содержит 0,09 % углерода, до 2 % марганца и не менее 1 % кремния.

Сталь применяется для стоек ферм, верхних обвязок вагонов, хребтовых балок, двутавров и других деталей вагоностроения, деталей экскаваторов, элементов сварных металлоконструкций и других деталей, работающие при температуре от -40 до +450 °C. Широко применяется при производстве труб и другого металлопроката.

ШХ9 – сталь конструкционная подшипниковая. Сталь содержит 0,9 % хрома, 0,95 % углерода, до 0,2 % марганца и не менее 0,17 % кремния.

Применяется для производства шариков диаметром до 150 мм, роликов диаметром до 23 мм, колец подшипников с толщиной стенки до 14 мм, плунжеров, втулок плунжеров, нагнетательных клапанов, корпусов распылителей, роликов толкателей и других деталей, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.

Л90 – латунь обрабатываемая давлением. Сплав содержит 90 % меди, 10 % цинка.