6.9. Слюдяні матеріали

* Слюди - група природних матеріалів з шаруватою будо­вою, які залягають в землі з іншими породами.

їх добувають підземним або відкритим способами із застосу­ванням бурильно-вибухових робіт. Кристали слюди вибирають з гірничої маси, очищають, розколюють на пластини і дістають колоту слюду. З неї виготовляють відповідальну ізоляцію в тур­богенераторах, тягових електродвигунах та ін. Внаслідок шаро­вої структури і слабкого зв'язку між пакетами слюда здатна роз­щеплюватися на дуже тонкі (до 0,006 мм), гнучкі, пружні і міцні листочки. З великої групи природних слюд як електроізоляційні матеріали використовують мусковіт і флогопіт.

Мусковіт - породоутворювальний мінерал (K₂О·3Al₂0₃·6Si0₂·2H₂0) переважно сріблястого, інколи із зеленуватим або червонуватим

відтінками. Тонкі листочки мусковіту прозорі. Мусковіт стійкий до дії розчинників і лугів; сірчана і соляна кислоти розкладають його тільки за нагрівання. Мусковіт зберігає свої властивості до температури 500 °С, а за вищих температур тратить хімічно зв'я­зану воду, спучується і різко втрачає електроізоляційні та інші характеристики. Мусковіт плавиться при 1260 - 1300 °С.

Основні характеристики мусковіту: густина близько 2,8 г/см³, водопоглинання 1,3 - 4,5 %, ρ = 10¹² - 10¹⁴ Ом·м для випадку, коли електричне поле перпендикулярне до площин спайності і всього 10⁶- 10⁸ Ом·м вздовж площин спайності;  = 6 - 8; tgδ = 0,0003 -0,0005; Е_міц = 120-190 МВ/м при товщині листочків 0,01 мм; тве­рдість 2,5 - 3,5 (за шкалою Мооса).

Флогопіт - калієвомагнезіальна слюда (K₂О·6MgO·Al₂О₃·6SiO₂·Н₂О) бурого, зеленого та чорного кольорів. Тонкі листочки флогопіту напівпрозорі. Флогопіт має <=Ь нижчу міцність і ^зносостійкість порівняно з мусковітом. Він використовується у виробництві клеє­них листових матеріалів - колекторних міканітів, з яких штампу­ють прокладки для ізоляції мідних пластин у колекторах елект­ричних машин. Завдячуючи порівняно низькому опору стиранню ізоляційні прокладки з флогопіту зношуються однаково з мідни­ми пластинами, що забезпечує нормальну роботу колектора. Ос­новні характеристики флогопіту дещо нижчі ніж у мусковіту. Флогопіт не змінює своїх властивостей до температури 800 °С.

Фторфлогопіт - синтетична слюда з високою нагрівостійкіс-тю (до 1000 °С), низькою здатністю до водопоглинання (0,5 - 2 %) і кращими електричними властивостями, ніж у природної слюди. Питомий електроопір фторфлогопіту в 15 - 20 разів, електрична міцність в 1,5 раза вищі, a tg кута діелектричних втрат у 2 рази менший, ніж у природної слюди.

Міканіти - листові або рулонні матеріали, склеєні з окремих листочків колотої слюди шелачною, гліфталевою та іншими смо­лами або лаками на їх основі. Листочки колотої слюди розклада­ють на столі в один шар, збризкують лаком, накладають другий шар і т. д. аж до повного набору товщини листа, потім лист підда­ють гарячому пресуванню.

Всі види міканітів відрізняються як галуззю застосування, так і складом та технологією виготовлення і умовно позначаються

двома або трьома літерами. Перша літера визначає >тип мікані­ту (К-колекторний, П-прокладний, Ф-форму вальний, Г - гнуч­кий), друга - >вид слюди (М - мусковіт, Ф - флогопіт, С - суміш мусковіту і флогопіту), третя - >тип зв'язуючого (Г - гліфта­лева смола, Ш-шелачна смола, К-кремнійорганічна смола, П- поліефірна смола). Літера А в кінці марки вказує на >знижений вміст зв'язуючого.

Колекторний міканіт - листовий твердий матеріал у вигляді штампованих і шліфованих пластин, які застосовуються для ізоляції одна від одної мідних пластин у колекторах електричних машин. Виготовляється склеюванням шелачною або гліфталевою смолами листочків колотого флогопіту і дворазовим гарячим пресуванням при 155 °С. На відміну від інших видів міканіту у ньому найменший вміст зв'язуючого (не більше 4-6 %). Електричні характеристики колекторного та інших видів міканіту наведені в табл. 6.2.

Таблиця 6.2 Електричні властивості міканітів

Прокладний міканіт - листовий твердий матеріал, який засто­совують для різного виду електроізоляційних прокладок, шайб та ін. Виготовляють його склеюванням колотого мусковіту, фло­гопіту або їх суміші гліфталевими, шелачними або кремнійорга-нічними смолами з наступним пресуванням при температурі 150 °С. У прокладних міканітах вміст слюди становить 80 - 95 %. Випускається міканіт у листах товщиною 0,15 - 5 мм.

Формувальний міканіт отримують такою ж технологією, як і прокладний міканіт. Порівняно з прокладним формувальний мі­каніт має трохи пухку структуру для поліпшення умов отриман­ня з нього за гарячого пресування електротехнічних виробів скла­дної форми, яка зберігається при остиганні відпресованих виро­бів. Формувальний міканіт застосовують для виготовлення коле­кторних манжет, каркасів котушок, трубок та інших фасонних виробів. Гнучкий міканіт - листовий матеріал, який отримують склеюванням оливогліфталевими лаками колотого мусковіту чи флогопіту. Застосовується як пазова, міжвиткова і підбандажна ізоляція в електричних машинах і служить матеріалом для виго­товлення різноманітних гнучких прокладок. Для підвищення ме­ханічних харак-теристик деякі види гнучкого міканіту обклею­ють з двох боків мікастрічковим папером.

Гнучкий скломіканіт обклеюється з одного або двох боків безлужною склотканиною для підвищення механічної міцності і гну­чкості матеріалу. Міканіти на шелачних і гліфталевих смолах можуть тривало експлуатуватися за температур до 130 °С, міка­ніти на поліефірних і епоксидних смолах - до 155 °С, а на кремні-йорганічному зв'язуючому - до 180 °С.

Мікафолій складається з одного або кількох шарів колотого мус­ковіту або флогопіту, наклеєних на густий телефонний папір тов­щиною 0,05 мм. Як зв'язуюче використовують гліфталевий, оливо-гліфталевий та інші лаки. Випускають мікафолій у вигляді рулонів завширшки 500 мм і більше та в листах розміром 500 х 1000 мм і товщиною 0,15; 0,2 і 0,3 мм. З мікафолію гарячим пресуванням виготовляють трубки для ізоляції болтів і шпильок та інші фасон­ні вироби, які можуть працювати за температур до 130 °С.

Мікастрічка виготовляється наклеюванням в один шар лис­точків колотої слюди на тонкий мікастрічковий папір або скляну тканину. Зв'язуючими є оливо-бітумні або оливо-гліфталеві лаки, а у виробництві скломікастрічки - нагрівостійкі кремнійорганічні лаки. Для збереження гнучкості мікастрічку зберігають у гер­метично закритих металевих коробках.

Слюдинітові та слюдошарові матеріали виготовляють з дріб­них відходів слюди (скрапу). Для поліпшення електричних і меха­нічних властивостей слюдинітових паперів у слюдяну пульпу

вводять кремнійорганічні, гліфталеві та інші смоли. Слюдинітові матеріали більш рівномірні за товщиною і більш однорідні порів­няно з міканітами, але менш міцні та вологостійкі. Зі слюдиніто­вого паперу виготовляють такі ж електроізоляційні матеріали, як із колотої слюди. За нагрівостійкістю слюдинітові матеріали, за­лежно від зв'язуючого, належать до В, F і Н класів. Підвищену нагрівостійкість мають склослюдинітові стрічки на кремнійорга-нічному зв'язуючому.