- •Министерство образования российской федерации государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования таганрогский государственный радиотехнический университе
- •Введение
- •1. Общие сведения о строении и классификации материалов
- •2. Диэлектрики
- •2.1. Характеристики диэлектриков в постоянных электрических полях
- •2.2. Уравнение Клаузиуса-Моссоти
- •2.3. Диэлектрическая проницаемость сложных диэлектриков
- •2.4. Деполяризующий фактор
- •2.5. Токи абсорбции
- •3. Электропроводность диэлектриков
- •3.1. Виды электропроводности диэлектриков
- •3.2. Электропроводность газов
- •3.3. Электропроводность жидкостей
- •3.4. Электропроводность твердых диэлектриков
- •3.5. Поверхностная электропроводность диэлектриков
- •4. Свойства диэлектриков в переменных полях
- •4.1. Комплексная диэлектрическая проницаемость,
- •Тангенс угла потерь
- •4.2. Виды поляризации диэлектриков
- •Ионная поляризация
- •Электронно-релаксационная поляризация
- •Ионно-релаксационная поляризация
- •Дипольно-релаксационная поляризация
- •Структурная поляризация
- •Резонансные виды поляризации
- •5. Диэлектрические потери и пробой диэлектриков
- •5.1. Виды диэлектрических потерь
- •5.2. Пробои диэлектриков
- •6. Органические диэлектрики
- •6.1. Основы строения и классификация органических диэлектриков
- •6.2. Неполярные высокочастотные полимеры
- •7. Полярные низкочастотные полимеры
- •8. Полярные низкочастотные полимеры
- •8.1. Термореактивные смолы
- •8.2. Низкочастотные термореактивные композиционные пластмассы
- •8.3. Пенопласты и поропласты
- •8.4. Волокнистые электроизоляционные материалы
- •9. Каучуковые материалы
- •10. Кремнийорганические полимеры и диэлектрики на их основе
- •11. Электроизоляционные лаки, эмали, клеи, компаунды
- •12. Неорганические диэлектрики
- •12.1. Слюда и материалы на её основе
- •12.2. Неорганические стёкла
- •13. Радиотехническая керамика
- •Литература
10. Кремнийорганические полимеры и диэлектрики на их основе
Кремнийорганические полимеры по своему строению и свойствам занимают промежуточное положение между органическими полимерами и неорганическими материалами. Они обладают высокой эластичностью, гибкостью, характерной для органических материалов, а также высокой нагревостойкостью, характерной для неорганических материалов. Кремнийорганические полимеры могут быть термопластичными и иметь линейное строение, а также термореактивными с пространственной структурой. Основой этих полимеров является структура:
Где R - органический радикал СН3 - метил, С2Н5 - этил, С6Н5 - фенил и.т.д.
Группа атомов:
Называется силоксановой. Поэтому кремнийорганические полимеры называются полиорганосилоксанами. Свойства этих материалов зависят от типа радикала. Полиорганосилоксаны получают реакциями полимеризации и поликонденсации. Они обладают высокой устойчивостью к действию влаги и температуры, химически инертны, стойки к термическому окислению, так как на поверхности образуется слой SiO2, препятствующий дальнейшему окислению. Полиорганосилоксаны обладают высокой светостойкостью, озоностойкостью, морозостойкостью, термоэластичностью (сохраняют эластичность до 180°С в течение 2000 часов, а органические полимеры - до 1 часа). Срок их службы в 10 раз больше, чем органических полимеров.
Кремнийорганические материалы могут быть получены в виде жидкостей, смол, эластичных каучукообразных продуктов. Жидкости прозрачны, химически инертны, не токсичны, применяются для пропитки конденсаторов. Электрические свойства:
ε= 2.4 – 2.5; tgδ=0,005 – 10-3; ρv =1019 Ом*см; Епр=20.
Кремнийорганические смолы используются для изготовления теплостойких пластмасс, компаундов, лаков, клеев, служат связующим материалом при изготовлении миканитов, стеклотканей, стеклотекстолитов, используются для опрессовки конденсаторов, резисторов, для изготовления панелей, печатных плат, деталей переключателей и.т.д. Усреднённые электрические свойства:
ε= 5 – 10; tgδ=0,003 – 0,4; ρv =1012 – 1014Ом*см; Епр=3 – 15.
Зависимости E и tgδ от температуры для полиэтилена показаны на рис.2
Наличие максимума в зависимостях ε и tgδ в области отрицательных температур говорит о наличии в материале релаксационных видов поляризации. Величины и практически не изменяются с ростом частоты до 107 Гц (tgδ слабо падает). Из смол делаются высокотемпературные кремнийорганические лаки, эмали и клеи.
Кремнийорганические каучуки получаются вулканизацией (без серы) кремнийорганических соединений. Выпускаются резины на основе каучука.
Эти материалы обладают высокой теплостойкостью, влагостойкостью, озоностойкостью, хорошо противостоят старению. Растворяются в ароматических углеводородах, маслах, кислотах и щелочах. Применяются для изготовления прокладок, колпачков, шайб, работающих в диапазоне температур -60 — +200°С.
Для повышения механических свойств в резины вводят наполнители: (TiO2, SiO2, Al2O3, ZnO мел). Резины эластичны до 180°С. Электрические свойства:
ε= 3 – 6; tgδ=0,008 – 0,1; ρv =1013 – 1014Ом*см; Епр=15 – 30.