- •3. Диэлектрические материалы
- •3.1. Определение, основные свойства
- •3.1. Графики зависимости диэлектрической проницаемости
- •3.2. Параметры диэлектриков
- •3.2.1. Электрические параметры
- •3.2.2. Тепловые параметры
- •3.2.3. Физические параметры
- •3.3. Обзор диэлектрических материалов.
- •3.4. Функции пассивных диэлектриков в рэа.
- •3.5. Классификация пассивных диэлектриков.
- •3.6. Газообразные диэлектрики.
- •3.7. Жидкие диэлектрики.
- •3.8. Твердеющие диэлектрики.
- •3.9.1. Лаки.
- •3.9.2. Эмали.
- •3.9.3. Компаунды.
- •3.10. Полимеры.
- •3.11.1. Природные полимеры.
- •3.11.2. Линейные полимеры.
- •3.11.3. Полимеры, получаемые поликонденсацией.
- •3.12. Композиционные пластмассы и слоистые пластики.
- •3.13. Полимерные клеи и адгезивы.
- •3.14. Стекла.
- •3.14.1 Способы аморфизации материалов.
- •3.14.2. Общая характеристика стекол.
- •3.14.3. Химический состав и свойства оксидных стекол.
- •3.14.4. Техническое назначение стекол.
- •3.14.5. Кварцевое стекло высокой чистоты.
- •1.10. Стеклокристаллические материалы – ситаллы.
- •3.16. Техническая керамика.
- •3.16.1. Общая характеристика.
- •3.16.2. Виды керамики, применяемые в рэа.
- •3.17. Кварцевое стекло
- •4.2. Прецизионные сплавы
- •5. Магнитные материалы
- •5.1. Классификация веществ по магнитным свойствам
- •5.2. Основные свойства и параметры магнитных материалов
- •5.3. Виды магнитных материалов
- •5.4. Влияние состава, механической и термической обработки на магнитные свойства ферромагнетиков.
- •5.5. Магнитомягкие материалы.
- •5.5.1. Требования к магнитомягким материалам.
- •5.5.2. Классификация магнитомягких материалов.
- •5.5.3. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных магнитных полей.
- •5.5.4. Высококачественные магнитомягкие материалы.
- •5.6. Магнитотвердые материалы.
- •5.6.1. Мтм для постоянных магнитов.
- •5.7. Магнитные материалы специального назначения.
- •5.7.1. Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ппг)
- •5.7.2. Магнитострикционные материалы.
- •5.7.3. Магнитные пленки.
- •5.7.4. Свч ферриты.
3.7. Жидкие диэлектрики.
Материалы, для которых жидкое состояние является нормальным рабочим, называются жидкими. Жидкие диэлектрики используют для заполнения внутреннего пространства конденсаторов, кабелей, силовых трансформаторов. Они хорошо пропитывают пористые картоны, бумагу и при этом существенно повышают их диэлектрическую прочность, выполняют роль теплоотводящей среды.
Жидкие диэлектрики по своей химической природе (рис. 3.7) делятся на естественные (нефтяные масла) и синтетические (хлорированные углеводороды, кремнийорганические и др.).
Характеристики некоторых жидкостей приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.3. Основные параметры жидких диэлектриков.
Наименование |
Плотность, кг/м3 |
ρ, Ом·м |
εr |
tgδ |
ЕПР, МВ/м |
Нефтяные масла: |
|
|
|
|
|
трансформаторное ТК |
880 |
1014-1015 |
2,15 |
0,003 |
18 |
кабельное С-220 |
840 |
1013 |
2,1 |
0,003 |
20 |
конденсаторное |
860 |
1016-1014 |
2,2 |
0,003 |
50 |
Синтетические: |
|
|
|
|
|
совол |
1560 |
1013 |
5,2 |
0,005 |
18 |
совтол-10 |
1540 |
1012 |
– |
0,006 |
20 |
Нефтяные масла получают из нефти путём её ступенчатой перегонки и последующей тщательной очистки. Они являются неполярными диэлектриками и обладают следующими преимуществами:
–сравнительно дёшевы;
–имеют малый тангенс угла диэлектрических потерь и достаточно высокую электрическую прочность (при хорошей степени очистки).
Однако недостаточные пожаро- и взрывобезопасность нефтяных масел, а также их склонность к электрическому старению стали причиной разработки синтетических жидких диэлектриков.
Хлорированные углеводороды получают из различных углеводородов, замещая атомы водорода атомами хлора. Типичный их представитель – совол, являющийся полярным диэлектриком. Замена нефтяных масел на совол при пропитке конденсаторов уменьшает их объём почти в 2 раза. Преимущество совола – в его негорючести. К недостаткам следует отнести сильную токсичность. Из-за ярко выраженной полярности на параметры совола значительно влияют примеси: наличие примесей сказывается на потерях сквозной электропроводности при повышенной температуре, но практически не влияет на tg в области релаксационного максимума потерь (рис. 3.8).
Для уменьшения вязкости совола используют разбавитель – негорючий трихлорбензол. Смесь 90% совола и 10% трихлорбензола называется совтол-10 и применяется он как заливочная и пропиточная жидкость.
3.8. Твердеющие диэлектрики.
К данной группе относятся лаки, эмали, компаунды (рис. 1.2.). Общей чертой этих материалов является образование прочной твердой пленки, способной защищать поверхность изделия или придавать им товарный вид.
Компоненты современной РЭА и её сборочные единицы – радиоэлектронные ячейки – имеют небольшие размеры, почти не содержат механически перемещаемых деталей, часто вскрываемых крышек или отверстий. Это создаёт возможность защищать блоки и ячейки плёнкой, т.е. сплошноё оболочкой из лака, эмали или компаунда. Такой способ защиты и одновременно придания прочности называют бескорпусной герметизацией – “окукливанием”.
Этот способ обладает преимуществами по сравнению с герметизацией в корпусе:
– дешевизна;
– технологичность;
– малые размеры;
– возможность полной автоматизации;
Однако такие оболочки, непосредственно примыкающие к поверхности твердотельного активного прибора или проводника или резистора, могут не только подавлять массообмен между изделием и внешней средой, но и участвовать в нежелательных физико-химических процессах, влияющих на работоспособность РЭА. В этом случае надо учитывать и физическую, и химическую совместимость материалов, что ставит перед конструкторами новые, трудные задачи.
Лаки, эмали и компаунды применяют не только в качестве оболочек компонентов, но и для герметизации крышек корпусов РЭА и её блоков, а также для пропитки намоточных изделий, волокнистых и листовых наполнителей при изготовлении слоистых пластиков. В этом случае их называют пропиточными.