- •3. ЭтектротехническИе материаЛы и их классификация
- •3.1. Строение материалов
- •3.2. Диэлектрические материалы
- •3.2.1. Жидкие диэлектрики
- •3.2.2. Твердые диэлектрики
- •3.3. Проводниковые материалы
- •Изменить нумерацию 4. Сплавы цветных металлов
- •4.1. Алюминий и его сплавы
- •4.1.1. Деформируемые сплавы алюминия
- •Состав и механические свойства сплавов аМц и аМг
- •Химический состав и механические свойства сплавов после закалки и старения
- •4.1.2. Порошковые сплавы алюминия
- •4.1.3. Литейные сплавы алюминия
- •Характеристика некоторых литейных алюминиевых сплавов
- •4.2. Медь и ее сплавы
- •4.2.1. Латуни
- •4.2.2. Бронзы
- •4.2.3. Сплавы меди с никелем и другими металлами
- •5. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы
3. ЭтектротехническИе материаЛы и их классификация
Материалы, используемые для изготовления любого электрооборудования можно разделить на две большие группы: конструкционные и электротехнические.
Конструкционные материалы (КМ) используют для изготовления несущих конструкций, вспомогательных деталей и узлов, которые несут не только механические нагрузки, но и электрические: корпуса для электрооборудования, шасси, для монтажа электросхем, шкалы, органы управления и т. п.
Электротехнические материалы (ЭТМ) применяют для производства элементов и деталей электросхем, осуществляющих прохождение электрического тока, его электрическую изоляцию, генерацию, усиление, выпрямление, модуляцию и т. п. Для этого необходимы: провода, кабели, волноводы, изоляторы, резисторы, магниты, трансформаторы, генераторы, диоды, транзисторы и т. п.
Любая по сложности электрическая схема состоит из элементов, изготовленных из четырех основных классов ЭТМ: диэлектрических, полупроводниковых, проводниковых и магнитных.
Диэлетрические материалы обладают способностью поляризоваться под действием приложенного электрического поля и подразделяются на:
пассивные диэлектрики (диэлектрики) используют для создания электрической изоляции токопроводящих частей – являются материалами электроизоляционными. В электрических конденсаторах они служат для создания определенной электрической емкости; в данном случае важную роль играет их диэлектрическая проницаемость, чем она выше, тем меньше габарит и вес конденсаторов;
активные диэлектрики применяют для изготовления активных элементов и деталей электрических схем. Эти детали служат для генерации, усиления, модуляции, преобразования электрического сигнала (пьезоэлектрики, люминофоры, электрооптические материалы, жидкие кристаллы и др.).
Полупроводниковые материалы по величине удельной электропроводности занимают промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Их характерная особенность – зависимость электропроводности от интенсивности внешнего энергетического воздействия: напряженности энергетического поля, температуры, давления, освещенности и т. п. Эта их особенность заложена в основу работы полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов, термисторов, тензадатчиков и др.
Проводниковые материалы подразделяются на четыре подкласса: материалы высокой проводимости, сверхпроводники и криопроводники, материалы высокого (заданного) сопротивления и контактные материалы.
Материалы высокой проводимости необходимы, чтобы электрический ток проходил с минимальными потерями. К ним относятся металлы: серебро, медь, алюминий и их сплавы. Из них изготавливают провода, кабели и другие токопроводящие части электроустановок.
Сверхпроводниками являются материалы, у которых при температурах ниже критической сопротивление электрическому току становится равным нулю. Криопроводники – материалы высокой проводимости, работающие при криогенных температурах (– 195С).
Проводниковыми материалами высокого сопротивления являются металлические сплавы, образующие твердые растворы. Из них изготавливают резисторы, термопары, электронагревательные элементы.
Контактные материалы идут на изготовление скользящих и разрывных контактов, они разнообразны по своему составу и строению. Это и металлы высокой проводимости и тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал, молибден и др.) повышенной стойкостью к воздействию электрической дуги, образующейся при разрыве контактов.
К магнитным материалам относят ферромагнетики и ферриты. Их магнитная проницаемость имеет высокие значения и зависит от напряженности внешнего магнитного поля и температуры. Магнитные материалы применяют для концентрации магнитного поля в сердечниках катушек индуктивности, дросселях, в качестве магнитопроводов.
Они способны сильно намагничиваться даже в слабых полях, некоторые из них сохраняют намагниченность после снятия внешнего магнитного поля. К наиболее широко используемым магнитным материалам относятся железо, кобальт, никель и их сплавы.