СПбГУАП

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №6

«ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПАССИВНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ»

по курсу: Материаловедение

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА

СТУДЕНТКА ГР.	4410				Акопян Б. К.
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург 2015

1. Цель работы: исследование диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь твердых диэлектриков, помещенных в электрическое поле.

2. Описание лабораторной установки:

Лабораторная установка (рисунок 2.1) состоит из измерителя добротности типа Е7-4, представляющего собой прибор резонансного типа, позволяющий измерять емкость и добротность конденсаторов на частотах от 50 Гц до 30 МГц.

Измеритель состоит из генератора и колебательного контура (рисунок 2.2), образуемого встроенным в прибор образцовым конденсатором переменной емкости и катушкой индуктивности, которая подключается к клеммам на верхней панели прибора, там же находятся клеммы для подключения обкладок конденсатора, между которыми устанавливаются образцы исследуемых твердых диэлектриков, клеммы закрыты крышкой, которая открывается при отпущенном фиксирующем винте. При выполнении измерения верхняя обкладка конденсатора подключается к верхней левой клемме с помощью проводника, а нижняя – к левой нижней клемме.

Измеритель подключен к сети переменного напряжения 220 В частотой 50 Гц.

Рисунок 2.1. Схема лабораторной установки.

Рисунок 2.2. Расположение органов управления на панели измерителя.

3. Описание материалов, изучаемых в работе:

В данной работе изучаются материалы с диэлектрическими свойствами: образцы полимеров, эластомеров и пластиков.

Полимерами называются высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся мономерных (элементарных) звеньев. Вещество принято считать полимером, если его молекулярная масса (М) превышает 5000. Молекулы полимеров называют макромолекулами. Особенностью макромолекулы полимера является цепное строение, при котором ее длина на несколько порядков превышает поперечные размеры. Среди изучаемых материалов к полимерам относится фторопласт - продукт полимеризации фторуглеродов – структурных аналогов углеводородов, в которых молекулы водорода заменены фтором. Связь углерод-фтор является очень прочной, энергия ее разрыва превышает 100 ккал/моль. Атомы фтора обеспечивают высокую химическую и термическую стойкость фторопластов. Применяется фторопласт при производстве нагревательного кабеля, изоляции токопроводящей и нагревательной жилы, применяемого для устройства теплого пола. Также фторопласты являются прекрасным антифрикционным и достаточно термостойким полимером, что позволяет применять его в узлах трения без дополнительной смазки. Из фторопласта также делают прокладки и шайбы, и стыкуемые детали никогда не «прихватывает». Из фторопласта, в частности, делают шланги гидросистем высокого давления — пластмассовая трубка в стальной оплётке. Благодаря высокой химической стойкости из фторопластов изготавливают шланги для перекачки агрессивных жидкостей (концентрированные щёлочи, кислоты), в том числе горячих и под высоким давлением.

Эластомеры - материалы полимерного происхождения, обладающие эластичностью, т.е. способные к большим (до 1000 % и более) обратимым деформациям. Высокая эластичность объясняется свернутым строением макромолекул, которые при растяжении распрямляются, а при снятии нагрузки вновь сворачиваются. Это материалы на основе каучуков, например, эбонит - высоко-вулканизированный каучук с большим содержанием серы (30—50 % в расчёте на массу каучука), обычно тёмно-бурого или чёрного цвета; химически инертен, имеет высокие электроизоляционные свойства, не проявляет высокой эластичности при обычных температурах.

Полезные свойства: хорошо поддаётся механической обработке; негигроскопичный; газонепроницаемый; кислотостойкий; стоек к действию оснований, солей, растительных и животных жиров; хороший электроизолятор. Эбониты разрушаются сильными окислителями, ароматическими и хлорированными углеводородами. Они окисляются на ярком свету, приобретая неприятный зеленоватый оттенок. Применялись как электроизоляторы и кислотостойкие материалы, то есть в производстве электроизоляционных деталей приборов, при гумировании различных ёмкостей для агрессивных жидкостей и так далее. В настоящее время эбониты практически вытеснены пластмассами, превосходящими эбониты по диэлектрическим и химическим свойствам.

Пластики – это материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся при изготовлении из них изделий в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации – в стеклообразном или кристаллическом. Винипласт – жесткая термопластичная непрозрачная, не содержащая пластификатора, пластическая масса на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы, содержащий также термо- и светостабилизаторы, антиоксиданты и другие добавления. Винипласт является хорошим диэлектриком при эксплуатации изделий в пределах +20-80 градусов Цельсия, но следует учитывать, что при нагревании винипластового изделия выше +80 градусов Цельсия наступает резкое падение диэлектрических свойств. Винипласт устойчив к действию кислот, щелочей и алифатических углеводородов, но неустойчив к действию ароматических и хлорированных углеводородов.

Органическое стекло- синтетический полимер метилметакрилата, термопластичный прозрачный пластик. Органическое стекло полностью состоит из термопластичной смолы.

Основные преимущества оргстекла: высокая светопропускаемость — 92 %, которая не изменяется с течением времени, сохраняя свой оригинальный цвет; сопротивляемость удару в 5 раз больше, чем у стекла; при одинаковой толщине оргстекло весит почти в 2,5 раза меньше, чем стекло; устойчиво к действию влаги, бактерий и микроорганизмов, поэтому может использоваться для остекления яхт, производства аквариумов; экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов; механическая обработка осуществляется почти с такой же лёгкостью, как и обработка дерева.