Факультет
<<  Металлы и сплавы различного назначения Свойства проводниковых материалов  >>
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
ТЕМА № 4 Электроизоляционные материалы ЛЕКЦИЯ № 11 ПАССИВНЫЕ
ТЕМА № 4 Электроизоляционные материалы ЛЕКЦИЯ № 11 ПАССИВНЫЕ
Учебные цели 1. Знать строение и основные свойства полимеров
Учебные цели 1. Знать строение и основные свойства полимеров
Учебные вопросы Введение 1.Свойства полимеров
Учебные вопросы Введение 1.Свойства полимеров
Список рекомендуемой литературы Привалов Е.Е. Электроматериаловедение:
Список рекомендуемой литературы Привалов Е.Е. Электроматериаловедение:
Введение В качестве ЭТМ используют пассивные (электроизоляционные и
Введение В качестве ЭТМ используют пассивные (электроизоляционные и
Электроизоляционные имеют: малую диэлектрическую проницаемость (
Электроизоляционные имеют: малую диэлектрическую проницаемость (
Рисунок 1 – Классификация диэлектриков
Рисунок 1 – Классификация диэлектриков
1. Свойства полимеров Полимер - соединение, в котором молекулы состоят
1. Свойства полимеров Полимер - соединение, в котором молекулы состоят
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
По мере увеличения степени п полиэтилен все более вязкая жидкость, а
По мере увеличения степени п полиэтилен все более вязкая жидкость, а
Пространственные полимеры (ПП) жесткие, а их расплавление происходит
Пространственные полимеры (ПП) жесткие, а их расплавление происходит
Гибкость ЛП зависит от размера макромолекул и природы химической связи
Гибкость ЛП зависит от размера макромолекул и природы химической связи
Полимеры с гибкими макромолекулами регулярного строения могут
Полимеры с гибкими макромолекулами регулярного строения могут
Строение макромолекул определяет электрические свойства полимеров
Строение макромолекул определяет электрические свойства полимеров
Нагревостойкость материалов
Нагревостойкость материалов
Таблица 1 – Свойства неполярных полимеров
Таблица 1 – Свойства неполярных полимеров
Полистирол получают из мономера стирола - (2) Полистирол - легкая
Полистирол получают из мономера стирола - (2) Полистирол - легкая
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет регулярное симметричное строение: (3)
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет регулярное симметричное строение: (3)
Полярные полимеры (ПП)
Полярные полимеры (ПП)
Полиэтилентерефталат (лавсан) - термопластичный полимер с высокой
Полиэтилентерефталат (лавсан) - термопластичный полимер с высокой
Рисунок 1 – Зависимости проницаемости и тангенса угла диэлектрических
Рисунок 1 – Зависимости проницаемости и тангенса угла диэлектрических
Пленки из лавсана для межслойной изоляции обмоток трансформаторов
Пленки из лавсана для межслойной изоляции обмоток трансформаторов
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
2. Порошковые пластмассы и слоистые пластики Композиционные порошковые
2. Порошковые пластмассы и слоистые пластики Композиционные порошковые
Из КПС прессованием делают корпуса ЭУ, измерительных приборов, щитки,
Из КПС прессованием делают корпуса ЭУ, измерительных приборов, щитки,
В гетинаксе пропитывающее вещество и волокнистая основа обладают
В гетинаксе пропитывающее вещество и волокнистая основа обладают
Ситаллы - стеклокристаллические диэлектрики, получаемые путем
Ситаллы - стеклокристаллические диэлектрики, получаемые путем
Рисунок 2 - Зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tg
Рисунок 2 - Зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tg
По техническому назначению ситаллы делят на установочные и
По техническому назначению ситаллы делят на установочные и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
3. Свойства керамических материалов Керамика - диэлектрики с
3. Свойства керамических материалов Керамика - диэлектрики с
Выбором состава получают керамику с заданными диэлектрическими
Выбором состава получают керамику с заданными диэлектрическими
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Изделия из ЭФ получают обточкой, прессовкой, отливкой и выдавливанием
Изделия из ЭФ получают обточкой, прессовкой, отливкой и выдавливанием
В автоматике ЭУ применяют радиофарфор – диэлектрик со стекловидной
В автоматике ЭУ применяют радиофарфор – диэлектрик со стекловидной
Конденсаторная керамика имеет высокую диэлектрическую проницаемость
Конденсаторная керамика имеет высокую диэлектрическую проницаемость
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и

Презентация: «Пассивные диэлектрики». Автор: Привалов Е.Е.. Файл: «Пассивные диэлектрики.ppt». Размер zip-архива: 694 КБ.

Пассивные диэлектрики

содержание презентации «Пассивные диэлектрики.ppt»
СлайдТекст
1 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и

Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и

эксплуатации электрооборудования Учебная дисциплина ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

2 ТЕМА № 4 Электроизоляционные материалы ЛЕКЦИЯ № 11 ПАССИВНЫЕ

ТЕМА № 4 Электроизоляционные материалы ЛЕКЦИЯ № 11 ПАССИВНЫЕ

ДИЭЛЕКТРИКИ

3 Учебные цели 1. Знать строение и основные свойства полимеров

Учебные цели 1. Знать строение и основные свойства полимеров

2. Знать классификацию и свойства керамических материалов.

4 Учебные вопросы Введение 1.Свойства полимеров

Учебные вопросы Введение 1.Свойства полимеров

2.Порошковые пластмассы и слоистые пластики. 3.Свойства керамических материалов. Заключение

5 Список рекомендуемой литературы Привалов Е.Е. Электроматериаловедение:

Список рекомендуемой литературы Привалов Е.Е. Электроматериаловедение:

Пособие. СтГАУ, АГРУС, 2012. – 196с. Привалов Е.Е. , Гальвас А.В. Электротехнические материалы: Пособие. СтГАУ, АГРУС, 2011. – 192с. Привалов Е.Е. Электроматериаловедение: Лабораторный практикум. Тесты. СтГАУ, АГРУС, 2012. – 196с. 4. Справочники по ЭТМ в 3 томах /Под ред. Ю.В. Корицкого – М.: Энергоатомиздат Т.1,1986 – 308с.;Т.2,1987. – 296с.; Т.3,1988 – 728с.

6 Введение В качестве ЭТМ используют пассивные (электроизоляционные и

Введение В качестве ЭТМ используют пассивные (электроизоляционные и

конденсаторные) и активные диэлектрики. Электроизоляционные - изолируют токоведущие части и отделяют элементы ЭУ, находящиеся под разными потенциалами. Конденсаторные - запасают и отдают в сеть электроэнергию (накопитель). Конденсаторы используют для: разделения цепей постоянного и переменного тока ЭУ; изменения угла фазового сдвига сети и т.д.

7 Электроизоляционные имеют: малую диэлектрическую проницаемость (

Электроизоляционные имеют: малую диэлектрическую проницаемость (

) и большое удельное электрическое сопротивление (?), а конденсаторные - высокую проницаемость ? и небольшой тангенс угла диэлектрических потерь (tg ?). Конденсаторные диэлектрики используют для измерения, усиления, преобразования и запоминания сигналов в ЭУ. На рисунке 1 показана классификация пассивных и активных диэлектриков.

8 Рисунок 1 – Классификация диэлектриков

Рисунок 1 – Классификация диэлектриков

9 1. Свойства полимеров Полимер - соединение, в котором молекулы состоят

1. Свойства полимеров Полимер - соединение, в котором молекулы состоят

из структурно повторяющихся звеньев - мономеров. Полимеризация - реакция образования полимера из мономеров. Этилен (СН2 = СН2) в нормальных условиях находится в газообразном состоянии. Полиэтилен: (1) где п - степень полимеризации, т. е. число молекул мономера, объединяющихся в молекулу полимера.

10 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
11 По мере увеличения степени п полиэтилен все более вязкая жидкость, а

По мере увеличения степени п полиэтилен все более вязкая жидкость, а

при п = 1250 и молекулярной массе 35000 - твердый диэлектрик. Поликонденсация - реакция, связанная с перегруппировкой атомов полимеров и выделением низкомолекулярных веществ. Например, полистирол и поливинилхлорид. Линейные полимеры (ЛП) обладают гибкостью и эластичностью и с ростом Т0С размягчаются и расплавляются.

12 Пространственные полимеры (ПП) жесткие, а их расплавление происходит

Пространственные полимеры (ПП) жесткие, а их расплавление происходит

при высоких Т0С (могут сгорать). На практике ЛП - термопластичные материалы, а ПП - термореактивные. ЛП способны набухать и растворяться с образованием вязких растворов (получают прочные пленки и волокна). ПП с трудом поддаются растворению, а часть из них нерастворима (феноло-формальдегидные и эпоксидные смолы).

13 Гибкость ЛП зависит от размера макромолекул и природы химической связи

Гибкость ЛП зависит от размера макромолекул и природы химической связи

Благодаря гибкости молекулярных цепей в тепловом движении участвуют отдельные участки макромолекулы (сегменты). Чем меньше размер сегментов, тем больше гибкость макромолекулы ЛП. Полимер построен регулярно, если соблюдается дальний порядок расположения звеньев в цепи диэлектрика.

14 Полимеры с гибкими макромолекулами регулярного строения могут

Полимеры с гибкими макромолекулами регулярного строения могут

образовывать кристаллическую фазу. Аморфные полимеры характеризуются отсутствием трехмерного дальнего порядка в расположении макромолекул. Органические полимеры - соединения, у которых главная цепь состоит из углерода или комбинации углерода с кислородом, азотом, серой и фосфором.

15 Строение макромолекул определяет электрические свойства полимеров

Строение макромолекул определяет электрические свойства полимеров

Все химические связи углерода с другими элементами диэлектрика полярные. Если молекула имеет симметричное строение, то суммарный дипольный момент равен нулю. Диэлектрики с несимметрично звеньями полимерных молекул – дипольные и обладают гигроскопичностью. Высокомолекулярные углеводороды с симметричными молекулами неполярные.

16 Нагревостойкость материалов

Нагревостойкость материалов

Органические полимеры работают в ЭУ при Т ниже 100°С. С ростом Т происходит быстрое тепловое старение диэлектрика. Основная проблема - создание гибких и эластичных нагревостойких полимеров. Все неполярные полимеры обладают малой диэлектрической проницаемостью и потерями, высокой электрической прочностью и удельным сопротивлением (таблица 1).

17 Таблица 1 – Свойства неполярных полимеров

Таблица 1 – Свойства неполярных полимеров

18 Полистирол получают из мономера стирола - (2) Полистирол - легкая

Полистирол получают из мономера стирола - (2) Полистирол - легкая

бесцветная жидкость. Стирол полимеризуется при хранении на холоде. К стиролу добавляют стабилизаторы для предотвращения самопроизвольной полимеризации.

19 Политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет регулярное симметричное строение: (3)

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) имеет регулярное симметричное строение: (3)

ПТФЭ обладает нагревостойкостью (около 300°С) и стойкостью к действию химических реагентов. ПТФЭ не горит, не растворяется в растворителях, негигроскопичен и не смачивается водой и другими жидкостями.

20 Полярные полимеры (ПП)

Полярные полимеры (ПП)

У линейных полимеров (ЛП) сильно выражена дипольно-релаксационная поляризация. ЛП имеют низкие изоляционные свойства. ПП являются поливинилхлорид (ПВХ) и органическое стекло. ПВХ - твердый продукт полимеризации винилхлорида (благодаря сильным полярным связям, жесткий и негибкий). Для эластичности в ПВХ добавляют пластификаторы.

21 Полиэтилентерефталат (лавсан) - термопластичный полимер с высокой

Полиэтилентерефталат (лавсан) - термопластичный полимер с высокой

механической прочностью и температурой размягчения (дипольный диэлектрик). Из лавсана делают диэлектрические волокна и пленки (изоляция ЭУ). Обработку размягченного нагревом материала производят в атмосфере нейтрального газа (азота). Свойства лавсана характеризует рисунок 1.

22 Рисунок 1 – Зависимости проницаемости и тангенса угла диэлектрических

Рисунок 1 – Зависимости проницаемости и тангенса угла диэлектрических

потерь лавсана от температуры и частоты

23 Пленки из лавсана для межслойной изоляции обмоток трансформаторов

Пленки из лавсана для межслойной изоляции обмоток трансформаторов

имеют рабочую Т = (- 60 … +150)°С и толщину 6,5мкм. Недостатки. ПП по сравнению с НП имеют на два порядка большее значение параметра tg ? и малое удельное сопротивление ?. Следствие полярности диэлектрика – сильная зависимость поверхностного сопротивления от влажности.

24 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
25 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
26 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
27 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
28 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
29 2. Порошковые пластмассы и слоистые пластики Композиционные порошковые

2. Порошковые пластмассы и слоистые пластики Композиционные порошковые

пластмассы (КПС) состоят из связующего вещества (искусственные смолы) и наполнителей (кварцевый песок, стеклянное волокно). В массу КПС добавляют пластификаторы и красители. Наполнитель удешевляет КПС и улучшает механические характеристики. Кварцевый песок улучшает электрические свойства пластмасс, а кремнийорганические смолы повышают нагревостойкость до 300°С.

30 Из КПС прессованием делают корпуса ЭУ, измерительных приборов, щитки,

Из КПС прессованием делают корпуса ЭУ, измерительных приборов, щитки,

рукоятки, штепсельные разъемы. Слоистые пластики (СП) разновидность КПС, где наполнитель листовые волокнистые материалы. СП - гетинакс и текстолит. Гетинакс получают прессовкой бумаги, которая пропитана феноло-формальдегидной смолой). Слоистое строение гетинакса дает анизотропные свойства (электрическая прочность вдоль слоев в 7 раз ниже, чем поперек диэлектрика).

31 В гетинаксе пропитывающее вещество и волокнистая основа обладают

В гетинаксе пропитывающее вещество и волокнистая основа обладают

полярными свойствами (прочность мала 30МВ/м). Из фольгированного гетинакса (ФГ) делают компактные печатные схемы для низкочастотных цепей автоматики ЭУ. ФГ - гетинакс, покрытый фольгой толщиной (0,035…0,05)мм. Рисунок печатной схемы для устройств автоматики получают путем избирательного травления.

32 Ситаллы - стеклокристаллические диэлектрики, получаемые путем

Ситаллы - стеклокристаллические диэлектрики, получаемые путем

кристаллизации стекол. Недостаток. Произвольный процесс местной кристаллизации (исключают вводом добавок с однородной кристаллической структурой). Достоинство. Механическая прочность не меняется при нагревании до Т = 800°С. Диэлектрические потери зависят от свойств остаточной стекловидной фазы. Зависимости параметров ? и tg ? от частоты f для ситаллов показаны на рисунке 2.

33 Рисунок 2 - Зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tg

Рисунок 2 - Зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tg

и проницаемости ? ситалла от частоты f

34 По техническому назначению ситаллы делят на установочные и

По техническому назначению ситаллы делят на установочные и

конденсаторные. Установочные ситаллы - подложки интегральных микросхем и дискретных пассивных элементов. Конденсаторные ситаллы обладают повышенной прочностью по сравнению с керамическими конденсаторными ЭТМ. Конденсаторные и установочные ситаллы применяют в схемах автоматики ЭУ.

35 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
36 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
37 3. Свойства керамических материалов Керамика - диэлектрики с

3. Свойства керамических материалов Керамика - диэлектрики с

разнообразными свойствами, их объединяет общность технологического цикла при производстве. Слово «керамика» произошло от греческого «керамос», что значит «горшечная глина». Керамические материалы (КМ) делят на электротехнические и конденсаторные. Электротехническую получают обжигом формовочной массы заданного химического состава.

38 Выбором состава получают керамику с заданными диэлектрическими

Выбором состава получают керамику с заданными диэлектрическими

свойствами. КМ обладают механической прочностью и нагревостойкостью (устойчивы к старению). Электротехнический фарфор (ЭФ) - КМ для производства изоляторов и элементов ЭУ. Фарфор состоит из кристаллической, аморфной и газовой фаз (свойства зависят от химического и фазового состава, структуры и технологии изготовления). Компоненты ЭФ - каолин, глина, кварц.

39 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
40 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
41 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
42 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
43 Изделия из ЭФ получают обточкой, прессовкой, отливкой и выдавливанием

Изделия из ЭФ получают обточкой, прессовкой, отливкой и выдавливанием

через отверстия нужной конфигурации. Глазурование ЭФ защищает поверхность от загрязнения (легко очищается). Глазурь увеличивает механическую прочность и уменьшает ток утечки по поверхности. Изоляционные свойства ЭФ при Т = 200С позволяют использовать его на низких частотах, т.к. угол диэлектрических потерь растет при увеличении Т0С, что затрудняет применение при высоких Т0С и частотах.

44 В автоматике ЭУ применяют радиофарфор – диэлектрик со стекловидной

В автоматике ЭУ применяют радиофарфор – диэлектрик со стекловидной

фазой и добавкой оксида бария, который уменьшает потери и проводимость. Ультрафарфор улучшенный радиофарфор с высокой механической прочностью и теплопроводностью. Высокоглиноземистая керамика состоит из оксида алюминия (глинозема). Характеристики: нагревостойкость до Т = 1600°С, высокое удельное сопротивление и малый tg ? при повышенных Т0С; высокие теплопроводность и прочность.

45 Конденсаторная керамика имеет высокую диэлектрическую проницаемость

Конденсаторная керамика имеет высокую диэлектрическую проницаемость

Основа низкочастотной керамики - титанат бария и твердые растворы на его основе. Достоинство. Высокая диэлектрическая проницаемость керамики (до 8000). Недостатки. Низкая температурная стабильность диэлектрика, сильная зависимость от частоты и напряженности электрического поля.

46 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и
«Пассивные диэлектрики»
http://900igr.net/prezentacija/obschestvoznanie/passivnye-dielektriki-223394.html
cсылка на страницу
Урок

Обществознание

85 тем
Слайды