Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа
вищого професійного освіти
Нижегородський державний університет імені М. І. Лобачевського
Четвертий факультет дистанційного навчання
РЕФЕРАТ
З дисципліни: В«МатеріалознавствоВ»
На тему: В«Електротехнічні матеріали та їх властивості В»
Виконав: студент 3 курсу,
групи 4-43ЕУ16/1
Р.В.Белов
р. Нижній Новгород 2011р.
Зміст
1. Введення
2. Провідникові матеріали
3. Електроізоляційні матеріали
4. Електроізоляційні лаки і емалі
5. Електроізоляційні компаунди
6. Непросочені волокнисті електроізоляційні матеріали
7. Електроізоляційні лаковані тканини (лакоткани)
8. Пластичні маси
9. Шаруваті електроізоляційні пластмаси
10. Намотані електроізоляційні вироби
11. Мінеральні електроізоляційні матеріали
12. Слюдяні електроізоляційні матеріали
13. Слюдінітовие електроізоляційні матеріали
14. Слюдопластових електроізоляційні матеріали
15. Електрокерамічні матеріали і скла
16. Магнітні матеріали
17. Електротехнічна листова сталь
18. Пермаллои
19. Магнітно-тверді матеріали
20. Ферити
21. Напівпровідникові матеріали та вироби
22. Електровугільні вироби (щітки для електричних машин)
1. Введення
Електротехнічні матеріали являють собою сукупність провідникових, електроізоляційних, магнітних та напівпровідникових матеріалів, призначених для роботи в електричних і магнітних полях. Сюди ж можна віднести основні електротехнічні вироби: ізолятори, конденсатори, проводи й деякі напівпровідникові елементи. Електротехнічні матеріали в сучасній електротехніці займають одне з головних місць. Всім відомо, що надійність роботи електричних машин, апаратів та електричних установок в основному залежить від якості та правильного вибору відповідних електротехнічних матеріалів. Аналіз аварій електричних машин і апаратів показує, що більшість з них відбувається внаслідок виходу з ладу електроізоляції, що складається з електроізоляційних матеріалів.
Не менш важливе значення для електротехніки мають магнітні матеріали. Втрати енергії і габарити електричних машин і трансформаторів визначаються властивостями магнітних матеріалів. Досить значне місце займають в електротехніці напівпровідникові матеріали, або напівпровідники. В результаті розробки і вивчення даної групи матеріалів були створені різні нові прилади, дозволяють успішно вирішувати деякі проблеми електротехніки.
При раціональному виборі електроізоляційних, магнітних та інших матеріалів можна створити надійне в експлуатації електрообладнання при малих габаритах і вазі. Але для реалізації цих якостей необхідні знання властивостей всіх груп електротехнічних матеріалів.
2. Провідникові матеріали
До цієї групи матеріалів відносяться метали та їх сплави. Чисті метали мають малий питомий опір. Винятком є ​​ртуть, у якої питомий опір досить високе. Сплави також володіють високим питомим опором. Чисті метали застосовуються при виготовленні обмотувальних та монтажних проводів, кабелів та ін Провідникові сплави у вигляді дроту і стрічок використовуються в реостатах, Потенціометри, додаткових опорах і т. д.
У підгрупі сплавів з високим питомим опором виділяють групу жаротривких провідникових матеріалів, стійких до окислення при високих температурах. Жаротривкий, або жаростійкі, провідникові сплави застосовуються в електронагрівальних приладах і реостатах. Крім малого питомої опору, чисті метали мають хорошою пластичністю, тобто можуть витягуватися в тонкий дріт, в стрічки і прокочуватися у фольгу товщиною менше 0,01 мм. Сплави металів мають меншу пластичність, але більш пружні і стійкі механічно. Характерною особливістю всіх металевих провідникових матеріалів є їх електронна електропровідність. Питомий опір всіх металевих провідників збільшується з ростом температури, а також в результаті механічної обробки, що викликає залишкову деформацію в металі.
Прокатку або волочіння використовують у тому випадку, коли потрібно отримати провідникові матеріали з підвищеною механічною міцністю, наприклад при виготовленні проводів повітряних ліній, тролейних проводів і пр. Щоб повернути деформованим металевим провідникам колишню величину питомого опору, їх піддають термічній обробці - відпалу без доступу кисню.
3. Електроізоляційні матеріали
електроізоляційні матеріалами, або діелектриками, називають такі матеріали, за допомогою яких здійснюють ізоляцію, тобто перешкоджають витоку електричного струму між якими струмовідними частинами, що перебувають під різними електричними потенціалами. Діелектрики мають дуже велике електричний опір. За хімічним складом діелектрики ділять на органічні і неорганічні. Основним елементів в молекулах всіх органічних діелектриків є вуглець. У неорганічних діелектриках вуглецю немає. Найбільшою нагрівостійкості володіють неорганічні діелектрики (слюда, кераміка та ін.)
За способом отримання розрізняють природні (природні) і синтетичні діелектрики. Синтетичні діелектрики можуть бути створені із заданим комплексом електричних і фізико-хімічних властивостей, тому вони широко застосовуються в електротехніці.
За будовою молекул діелектрики ділять на неполярні (нейтральні) і полярні. Нейтральні діелектрики складаються з електрично нейтральних атомів і молекул, які до впливу на них електричного поля не володіють електричними властивостями. Нейтральними діелектриками є: поліетилен, фторопласт-4 і ін Серед нейтральних виділяють іонні кристалічні діелектрики (слюда, кварц і ін), в яких кожна пара іонів складає електрично нейтральну частинку. Іони розташовуються у вузлах кристалічної решітки. Кожен іон знаходиться в коливальному тепловому русі біля центру рівноваги - вузла кристалічної решітки. Полярні, або дипольні, діелектрики складаються з полярних молекул-диполів. Останні внаслідок асиметрії своєї будови володіють початковим електричним моментом ще до дії на них сили електричного поля. До полярних діелектриків відносяться бакеліт, полівінілхлорид і ін По порівнянні з нейтральними діелектриками полярні мають вищі значення діелектричної проникності, а також трохи підвищену провідність.
За агрегатним станом діелектрики бувають газоподібними, рідкими і твердими. Найбільшою є група твердих діелектриків. Електричні властивості електроізоляційних матеріалів оцінюють за допомогою величин, званих електричними характеристиками. До них відносяться: питомий об'ємний опір, питомий поверхневий опір, діелектрична проникність, температурний коефіцієнт діелектричної проникності, тангенс кута діелектричних втрат і електрична міцність матеріалу.
Питомий об'ємний опір - величина, яка дає можливість оцінити електричне опір матеріалу при протіканні через нього постійного струму. Величина, зворотна питомому об'ємному опору, називається питомою об'ємною провідністю. Питомий поверхневий опір - величина, що дозволяє оцінити електричний опір матеріалу при протіканні постійного струму по його поверхні між електродами. Величина, зворотна питомому поверхневому опору, називається питомою поверхневою провідністю.
Температурний коефіцієнт питомого електричного опору - величина, що визначає зміна питомої опору матеріалу із зміною його температури. З підвищенням температури у всіх діелектриків електричний опір зменшується, отже, їх температурний коефіцієнт питомого опору має негативний знак. Діелектрична проникність - величина, що дозволяє оцінити здатність матеріалу створювати електричну ємність. Відносна діелектрична проникність входить у величину абсолютної діелектричної проникності. Температурний коефіцієнт діелектрично...
