Литература: [3], с. 191-202.
3. 7. Резины
Натуральный каучук получается из латекса-сока некоторых тропических растений. По химическому составу каучук представляет собой полимерный углеводород, имеющий состав (С5Н8)n.
Уже при нагреве до температуры 50°С каучук размягчается и становится липким, а при низких температурах он хрупок.
Из-за малой стойкости к действию как повышенных, так и пониженных температур, а также растворителей чистый каучук для изготовления электрической изоляции не употребляется. Для устранения этих недостатков каучук подвергается вулканизации, т. е. нагреву после введения в него серы.
В зависимости от количества серы, добавляемой к каучуку, при вулканизации получают различные материалы: при 1-3% серы - мягкую резину, обладающую высокой растяжимостью и упругостью, а при 30-35% серы - твердую резину (эбонит) - обладающую высокой стойкостью к ударным нагрузкам.
Из синтетических каучуков получили применение бутадионовый каучук, эскапон, бутадиен стирольный, хлоропреновый, бутилкаучук, кремниевые каучуки.
Необходимо изучить свойства и применение эбонита в электротехнике, а также состав резин; влияние составляющих на электрические, механические и тепловые свойства; их достоинства, недостатки и области применения.
Литература: [3], с. 210-214.
3. 8. Лаки, эмали, компаунды
Лаки представляют собой коллоидные растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях. К пленкообразующим веществам относятся смолы, растительные масла, эфиры, целлюлозы, битумы и др. В качестве растворителей применяют бензол, толуол, ацетон, скипидар и т. д. В состав лаков могут также входить пластификаторы и сиккативы. Пластификаторы придают лаковой пленке эластичность. К ним относятся касторовое масло, жирные кислоты льняного масла и другие маслообразующие жидкости. Сиккативы ускоряют процесс высыхания лака.
По своему назначению электроизоляционные лаки делятся на пропиточные, покровные и клеящие.
По способу сушки лаки делятся на две группы: лаки воздушной (холодной) и печной (горячей) сушки.
При изучении темы следует ознакомиться со свойствами и использованием смоляных, масляных, масляно-битумных и эфироцеллюлозных лаков, а также требованиями, предъявляемыми к лакам.
Эмали представляют собой лаки с введенными в них мелкодисперсными веществами - пигментами. В качестве пигментов применяют окислы металлов и их смеси. В процессе высыхания эмалей пигменты вступают в химические реакции с лаковой основой, образуя плотное покрытие с повышенной твердостью. Следует изучить вопрос применения лаков и эмалей.
Компаунды - это электроизоляционные составы, изготовленные на основе битумов, парафина, церезина, полистирола (термопластичные компаунды), а также на основе эпоксидных, полиэфирных и других смол (термореактивные компаунды). В отличие от лаков и эмалей компаунды не содержат летучих растворителей. По назначению компаунды разделяются на пропиточные, заливочные и обмазочные.
Следует ознакомиться с основными характеристиками и областями применения компаундов.
Литература: [3], с. 144-163.
3. 9. Волокнистые материалы
Волокнистые материалы состоят из природных, искусственных или синтетических волокон. К природным относятся бумажные, хлопковые, льняные, асбестовые, шелковые и другие волокна. Группу искусственных волокон составляют ацетатный, медно-ацетатный шелка и стеклянные волокна. Синтетические волокна изготовляют из синтетических смол, капрона, лавсана и др. Волокнистые материалы бывают тканые (всевозможные ткани, ленты) и нетканые (пряжа, бумага, картон).
Бумаги и картоны представляют собой довольно сложно перепутанную систему волокон, в которой может быть и направление преимущественной ориентации. Для изготовления бумаги и картона применяется древесная целлюлоза.
Электроизоляционные бумаги делятся на кабельные, телефонные (для кабелей связи), конденсаторные, приточные, намоточные, микалентные и бумаги для оклейки электротехнической стали.
Электроизоляционные картоны изготовляют тем же способом, что и бумаги, но они имеют большую толщину.
Необходимо обратить внимание на фибру, изготовляемую из бумаги или картона путем их обработки хлористым цинком, на бумаги, изготовляемые из синтетических волокон: лавсана и фенилола, - а также на теплостойкую бумагу, изготовляемую из асбестового волокна.
Следует остановиться на основных характеристиках, получении и областях применения целлюлозных, синтетических и асбестовых бумаг и картонов.
Электроизоляционные лакоткани изготовляют путем пропитки тканей соответствующими лаками. Их классифицируют по типу ткани и пропиточному материалу. Для лакотканей используют хлопчатобумажные, шелковые, капроновые, стеклоткани. Хлопчатобумажные бывают на масляном лаке, полиэфирном и битумно-масляном; шелковые и капроновые - на масляном лаке. Стеклолакоткани выпускают на масляном, битумно-масляном, полиэфирноэпоксидном, кремнийорганическом лаках и на фторопластовой суспензии.
К числу пропитанных волокнистых материалов относятся также лакированные гибкие трубки, основой которых являются хлопчатобумажные, шелковые, лавсановые чулки или чулки из стеклопряжи. Линоксиновые трубки изготовляются из хлопчатобумажной или шелковой ткани, многократно покрытой масляным лаком. Лавсановые трубки покрываются масляным, пентаглифталевым или эпоксидным лаком. Для трубок из стеклопряжи используется пентаглифталевый или кремнийорганический лак.
Следует ознакомиться с областями применения лакотканей, электроизоляционных и стекловолокнистых трубок.
Литература: [3], с. 163-181.
3. 10. Минеральные диэлектрики
Слюда - природный минерал с характерным слоистым строением, позволяющим расщеплять кристаллы на тонкие листочки до 0, 005 мм. Из довольно большой группы природных слюд в качестве электроизоляционных материалов применяют калиевую слюду мусковит и калиево-магнезиальную слюду флогопит.
Следует ознакомиться с областями применения мусковита и флогопита.
Миканиты получают путем склеивания листочков щепаной слюды с помощью клеящих смол (шеллачной, глифталевой, масляно-глифталевой) или лаков на основе этих смол. В зависимости от назначения различают коллекторный, прокладочный, формовочный и гибкий миканиты.
Микофолий является разновидностью формовочного материала миканита. Он имеет подложку из бумаги. Стекломикофолий имеет подложку из стеклоткани.
Микалента представляет собой гибкий миканит. Ее получают путем наклеивания на подложку (шелк, микалентная бумага, стеклоткань) одного слоя щепаной слюды.
Слюда и материалы на ее основе имеют высокую стоимость и большую трудоемкость изготовления. Этих недостатков лишены слюдяная бумага, слюдиниты и слюдопласты.
При освоении темы необходимо изучить свойства и применение слюды и материалов на ее основе.
В настоящее время в электронной технике используется также фторфлогопит - синтетическая слюда, получаемая путем кристаллизации из расплавленной шихты.
Фторфлогопит обладает более высокой химической, радиационной стойкостью, нагревостойкостью. Он много дороже природной слюды. Фторфлогопит применяется для изготовления штампованных деталей, могущих работать в интервале температур от -200 до +800°С, а также для изготовления микалекса, обладающего более высокими свойствами, чем микалекс на природной слюде.
Литература: [3], с. 215-230.
3. 11. Стекло и керамика
Стекла - это аморфные неорганические материалы, представляющие собой результат переплавки различных исходных материалов. Главную часть большинства стекол составляет окись кремния SiO (кварц). Необходимо изучить состав стекол, способы получения, характеристики, а также классификацию стекол.
Керамика представляет собой неорганическую массу, из которой изготовляют изделия различной формы, подвергаемые обжигу при высокой температуре. Различают изоляторную, конденсаторную и сегнетоэлектрическую керамику.
К изоляторной керамике относятся фарфор и стеатит. Для производства фарфора применяют следующие компоненты: пластичные глинистые материалы (каолин и пластичные огнеупорные глины), отощающие материалы (кварц и фарфоровый бой), плавни (полевой шпат и пегматит), плавни для глазури (мел, доломит). Глинистые материалы придают массе пластичность, отощающие снижают усадку, деформацию и растрескивание. Плавни снижают температуру обжига.
Необходимо ознакомиться с основными электротехническими, механическими и тепловыми характеристиками фарфора. Из фарфора изготовляют самые разнообразные электрические изоляторы: линейные, подвесные, телеграфно-телефонные, стационарные, аппаратные, а также установочный фарфор (ролики, детали штепсельных розеток, ламповых патронов и др.).
Стеатит отличается от электрофарфора повышенной механической прочностью и лучшими электрическими характеристиками. Стеатитовая масса включает в себя тальк, углекислый барий или углекислый кальций и глинистые вещества.
Конденсаторная керамика отличается большими значениями диэлектрической проницаемости и используется для изготовления конденсаторов. Основным ее компонентом является двуокись титана. Используются также соединения двуокиси титана с окислами кальция, магния, цинка и небольшими добавками глинистых веществ.
Среди керамических материалов особое место занимает титанат бария, который является сегнетоэлектриком. Он отличается очень большой диэлектрической проницаемостью, величина которой зависит от напряженности электрического поля и температуры. Кроме того, титанит бария обладает пъезоэффектом. Перечисленные свойства позволяют широко использовать сегнетокерамику в электронной аппаратуре.
При изучении темы необходимо ознакомиться со способами изготовления керамических деталей, их свойствами и применением.