Žėrutis, žėrutinės izoliacinės medžiagos ir keraminės izotopinės medžiagos

Žėrutis ir žėrutinės izoliacinės medžiagos Žėrutis — tai iš smulkių, tarpusavyje sulipusių plokštelių susidarantis mineralas, randamas tarp uolienų, pasižymintis neįkainuojamomis izoliacinėmis savybėmis: dideliu elektriniu, šiluminiu ir mechaniniu atsparumu, lankstumu, mažu hidroskopiškumu. Naudojamas kaip izoliacinė ir konstrukcinė medžiaga didelės galios ir aukštosios įtampos elektros mašinų, traukos elektros mašinų, mažų dielektrinių nuostolių kondensatorių gamyboje. Svarbiausios žėručio atmainos — tai muskovitas, kurio sudėtis išreiškiama formule Kal2[(OH, F)2AlSi3010] ir flogopitas — KMg3[(F, OH)2AlSi3O10]. Žėručio sudėtyje gali būti geležies, natrio, kalcio ir kt. Elektrinės ir mechaninės muskovito savybės yra geležinės kaip flogopito. Šių medžiagų elektriniai parametrai pateikti 1 lentelėje. Žėrutis yra anizotropinė medžiaga. Jo parametrai statmenąja plokštelių kryptimi yra skirtingi. Lentelėje pateikti žėručio parametrai statmenąja prokštelių kryptimi. Elektriniai, šiluminiai ir mechaniniai parametrai išilgine plokštelių kryptimi daug blogesni. 1 lentelė. Žėručio elektriniai parametrai Žėručio tipas ρ,Ω∙m εr tan δ, esant dažniui 50 Hz 1 KHz 1 MHz Muskovitas 1012-1016 6-8 150∙10-4 25∙10-4 3∙10-4 Flogopitas 1011-1012 5-7 500∙10-4 150∙10-4 15∙10-4 Žėrutis priklauso C šiluminio atsparumo klasei. Jo lydymosi temperatūra — 1145-1400oC, o flogotipui iki 800-900oC, pradeda vanduo ir žėrutis išsipučia, jo mechaninės ir elektrinės savybės blogėja. Priklausomybės tan(t) ir Epr(h) pateiktos 1 ir 2 paveiksluose. Pagrindinės žėručio savybės — mažas elektrinis laidumas ir didelis šilumos laidumas. Jis naudojamas tokiuose mazguose, kur reikia geros elektrinės izoliacijos ir didelio laidumo šilumai. Žėrutis atskiriamas nuo uolienų ir rūšiuojamas rankomis. Pagal plokštelių plotą jis skirstomas į 10, o pagal plokštelių storį į 4 rūšis. Pats stambiausias žėrutis naudojamas grynas, o iš smulkesnio gaminamos žėrutinės igoliacinės medžiagos. Mikanitai. Tai medžiagos, sudarytos iš atskirų žėručio plokštelių, suklijuotų klijuojamuoju laku arba sausąja derva. Prie suklijuotų plokštelių gali būti iš vienos arba iš dviejų pusių priklijuotas audinys ar popierius. Gaminamas kolektorinis, formuojamasis, presuojamasis, įdėklinis, lankstusis mikanitai. Muskovito arba flogopito plokšteles griftaliniu arba silicio organiniu laku priklijavus prie popieriaus, stiklo audinio arba stiklo audinio tinklelio gaunama mikafolija. Tai tvirta, lanksti medžiaga, turinti 45-50% žėručio, gaminama 0,15-0,30 mm storio lakštais arba ritiniais. Jos elektrinis atsparumas Epr = 154-16 MV/m. Naudojama aukštosios įtampos elektros mašinų gamyboje. Žėrutinai ir žėrutiniai plastikai. Iš pačių smuliausių žėručio atliakų gaminami žėrutiniai popieriai. Dvi pagrindinės šių popierių grupės vadinamos žėrutinais ir žėrutiniais plastikais. Kaitinant smulkų muskovitą 900oC temperatūroje, gaunami žėrutinai. Tuomet į muskovito sudėtį įeinantis vanduo atsiskiria, muskovitas išsipučia. Po to jis apdorojamas šarmų ir rūgščių tirpalais ir praplaunas vandeniu. Susidariusi muskovito pulpa leidžiama per popieriaus mašiną ir gaunamas žėrutinas, kurio elektrinis atsparumas Epr = 15-20 MV/m. Žėrutinas yra hidroskopiškastodėl įmirkomas lakuoseklijuojamas ir gaunami kolektoriniai, formuojamieji ir lankstieji žėrutinai. Žėrutinės folijos gaunamos, įmirkant žėrutiną laku ir jį klijuojant ant celiuliogės pamušalo. Daromos ir žėrutinės juostos. Šie gaminiai yra izotropiški ir gali pakeisti mikanitus. Jų trūkumai: didelis hidroskopiškumas, mažas santykinis pailgėjimas prieš trūkį. Smulkios švarios muskovito arba flogopito plokštelės leidžiamos per popieriaus mašiną. Veikiamos kohezijos (sankibos) jėgų, jos susiklijuoja iš naujo ir gaunamas 0,2-0,4 mm storio žėrutinio plastiko popierus, kurio tempimo stiprio riba Iš šio popieriaus, naudojant rišamąją medžiagą, pamušalus ir specialiai apdorojant, gaunami kolektoriniai, įdėkliniai, formuojamieji, lankstieji žėrutiniai plastikai, stiklo žėrutiniai plastikai, žėrutinio plastiko folijos, žėrutinio plastiko juostos. Žėrutinių plastikų mechaninis atsparumas bei atsparumas vainikiniam išlydžiui yra didesnis kaip žėrutinių. Žėrutiniai plastikai yra pagrindinės šiluminio atsparumo klasių B, F ir H izoliacinės medžiagos, naudojamos aukštos įtampos elektros mašinų gamyboje. Plastikas, kurio pagrindas yra susmulkintas žėrutis, o jungiamoji medžiaga – lengvai tirpstantis stiklas, vadinamas mikaleksu. Sumaltas muskovitas sumaišomas su stiklu ir 600 ºC temperatūroje sukepinamas presformoje. Gautos mikaleksinės detalės, papildomai termiškai apdorotos, įgauna didelį šiluminį atsparumą, jas galima mechaniškai apdirbti, šlifuoti ir kt. Mikaleksas naudojamas elektronikoje ir vakuuminėje technikoje. Į mikaleksą galima įpresuoti metalines detales. Mikaleksas brangus, nes jo gamybos technologija sudėtinga. Mikaleksą galima pakeisti specialiomis keraminėmis medžiagomis. Gaminamas ir sintetins izotopinis žėrutis. Nors kai kurios sintetinio žėručio charakteristikos yra geresnės nei flogopido, tačiau jis brangesnis už gamtinį, todėl naudojamas ribotai. Keraminės izotopinės medžiagos Bendrosios žinios. Tai neorganinės medžiagos, iš kurių normalioje temperatūroje galima suformuoti bet kokios formos gaminį, kuris vėliau degamas (deginamas – kietųjų medžiagų kaitinimas aukštoje temperatūroje reikiamoms savybėms gauti). Degant keraminę masę, vyksta sudėtingi fizikiniai cheminiai procesai, suteikiantys gaminiui parinktus parametrus. Keramika naudojama kaip izoliacinė, atspari karščiui medžiaga, kaip magnėtinė, puslaidininkinė medžiaga, turinti pjezoelektrinių bei feroelektrinių savybių ir gana ilgai išlaikanti elektrinį lauką. Atitinkamai parinkus keramikos sudėtį ir gamybos technologiją, galima gauti medžiagą, kurios mechaninis atsparumas yra didelis, mažas tan, didelė santykinė dielektrinė skvarba Keramika atpari karščiui, liekamajai deformacijai, elektriniam bei šiluminiam senejimui. Galima metalizuoti jos paviršių. Keramikos žaliava yra: kaolinas, molis, putnagas, kvarcas, gipsas, kreida, dolomitai. Šios medžiagos suteikia žaliavos masei plastiškumo. Keramikai be minėtų medžiagų naudojami bario, kalcio, titano, stroncio ir kiti oksidai, kurie pagerina keramikos elektrines ir mechanines savybes. Keraminiai gaminiai pagal tris technologines schemas, tačiau pagrindinės operacijos yra tos pačios: 1) žaliavos sumalimas ir sumaišymas atitinkamomis proporcijomis; 2) reikiamos formos gaminio formavimas vienokiu ar kitokiu būdu; 3) gaminio džiovinimas; 4) glazūrivimas (jei reikia); 5) degimas. Visos šios operacijos – tai gana sudėtingi technologiniai procesai: 1) 500-600 ºC temperatūroje kaolinas suyra, iš jo išgaruoja vanduo; 2) 900 ºC temperatūroje iš aliuminio oksido Al ir silicio dioksido SiO susidaro mulito kristalai; 3) 1200 ºC temperaturoje punagas lydosi, jame ištirpsta dalis kvarco ir susidaro putnago stiklas, kuris užpildo tarpus tarp kristalų ir tarpūsavyje juos stipriai sujungia; 4) ataušęs, virsta kieta medžiaga, susidedančia iš dviejų fazių: stiklinės (amorfinės) ir pusiau kristalinės. Keramika nuo stiklo stipriai skiriasi tuo, kad stikle visi žaliavos komponentai pereina į stiklo fazę, o keramikoje – tik jų dalis, o kita dalis lieka neištirpusi, kristalinė. Norint padidinti keraminių gaminių atsparumą drėgmei ir sumažinti paviršiaus užterštumą, jų paviršius yra glazuruojamas. Dažniausiai naudojamos keraminės medžiagos. 1.Porcelianas. Tai seniausiai pradėta gaminti keraminė medžiaga, kuri iki šiol plačiai naudojama aukštosios ir žemosios įtampos įzoliatorių gamyboje. Porcelianas nepriklauso nė vienam anksčiau minėtų keraminių medžiagų tipui ar klasei. Žaliava nebrangi, gamybos technologija nesudėtinga. Porcelianas susideda iš mulito (3Al) ir kvarco () kristalų, tvirtai sulyditi į stikliškąją medžiagą, gautą išlydžius putnagius. Pagrindiniai porceliano paranetrao tokie: tankis – 2,3-2,5 g/cm³; Kylant temperatūrai šie parametrai blogėja. Tai matyti iš priklausomybių, pateiktų 3 paveiksle. Porcelianas negalėjo patenkinti sparčiai besivystančios aukštųjų dažnių technikos. Reikėjo ieškoti medžiagų, atsparesnių karščiui ir su mažesniais dielektriniais nuostoliais. Kerominės medžiagos buvo kurimos dviem kryptimis: 1) gerinant porceliano savybes; 2) kuriant naujas keramines medžiagas. Buvo sukurta gana daug elektrtechninių, radiotechninių ir specialių keraminių medžiagų: radiotechninis porcelianas, ultraporcelianas, aliuminio oksido keramika, stetitas, didelės santykinės skvarbos kondensatorinė keramika, ferokeramika. 2.Radiotechninis porcelianas. Tai porcelianas, į kurio stikliškąją fazę įeina bario oksidas (BaO). Bario oksidas pagerina porceliano tanδ iki 0,003 ir padidina mechaninį atsparumą. 3.Ultraporcelianas. Toliau tobulinant radiotechninį porcelianą, į jį dedama , todėl pagerėja visi jo elektriniai parametrai, padidėja mechaninis atsparumas. Ultraporceliano MPa; MPa; MPa. 4.Aliuminio oksido keramika. Tai sudėtingai apdorojama medžiaga, 1600 ºC. Elektriniai parametrai ir aukštoje temperatūroje geresni kaip porceliano. Aliuminio oksido keramika pasižymi dideliu mechaniniu atsparumu, jos siekia 150MPa; =10. Šiluminis laidis 10-20 kartų didesnis kaip porceliano. Gaminamas tankios struktūros, beveik grybas aliuminio oksidas polikoras, turintis daug didesnę savitąją varžą. Skirtingai nuo kitos keramikos, jis yra skaidrus ir naudojamas šviesos šaltinių kalboms. 5.Steatitas. Tai talko (3Mg0 keramika su tam tikromis priemaišomis. Steatito elektriniai parametrai yra geri, ypač tanδ (tanδ. Be to, jis mechaniškai atsparus ir degami jo gaminiai mažai suslūgsta. Tuo tarpu porceliano gaminių suslūgimas siekia net %. Steatito gaminiai yra tankios struktūros, todėl jų nereikia glazuruoti. Jis naudojamas aukštųjų dažnių aparatūroje ir aukštųjų įtampų technikoje. 6.Didelės santykinės dielektrinės skvarbos kondensatorinė keramika. Tai didelė turinčios medžiagos, kurių pagrindinė sudėtinė dalis – rutilas (TiO). Rutilo kristalų pagrindinės ašies kryptimi . Rutilo keramika dėl priemaišų ir rutilo kristalų netvarkingo išsidėstymo turi mažesnę santykinę dielektrinę skvarbą (60

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!