Тепловые свойства электроизоляционных материалов

ТЕПЛОВЫЕ свойства ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.19]

Тепловое старение изоляции 52, 468 Тепловые свойства электроизоляционных материалов 52 Теплоемкость 57, 108 [c.575]

Хрупкие электроизоляционные материалы и изделия, например фарфоровые или стеклянные изоляторы, испытываются на стойкость к тепловым ударам. В результате этих испытаний выявляется их способность выдерживать резкие смены температуры без недопустимого ухудшения основных свойств. [c.165]

Анизотропия свойств графитовых материалов, особенно пироуглерода и пирографита, обеспечивает потребителю широкие возможности их использования например, один и тот же элемент может быть использован и в качестве электропроводного, и в качестве электроизоляционного материала. В зависимости от условий применения графит может быть и хорошим антифрикционным материалом, и материалом с очень сильным износом. В технике высоких температур графит нашел всеобщее признание как одно из самых тугоплавких веществ. Трудно найти такую отрасль промышленности, в которой не было бы потребности в углеграфитовых материалах. В качестве материалов подшипников и вкладышей он используется в машиностроении, судостроении, авиации и др. В качестве конструкционного материала —в высокотемпературных установках, теплообменниках для химической промышленности, в ядерной технике, в создании композиционных материалов для авиации, в ракетной технике, судостроении. Тепловые свойства графита широко используются в высокотемпературных установках, в том числе в МГД-генераторах, а также в ракетной технике. В ракетах, работающих на твердом топливе, графит применяется для деталей соплового аппарата. Поверхность горловины сопла может нагреваться до температуры, которая всего лишь на 55—110 град ниже теоретической температуры вспышки топлива, колеблющейся в пределах 2700—3600°С [173, с. 18—40]. Для ядерных ракет графит является одним из лучших материалов, поскольку он обладает высокой температурой плавления, отличной термостойкостью и хорошей технологичностью [173, с. 41—65]. Все большее значение приобретают углеграфитовые материалы при литье металлов как для тиглей, так и для литейных форм. [c.4]

Для оценки стойкости материала к длительным тепловым воздействиям определяют изменения его свойств при заданных температурах. С целью сокращения времени испытаний обычно материал выдерживают при более высоких температурах, чем температуры эксплуатации, и определяют время, в течение которого свойства сохраняются на требуемом уровне. Полученные результаты экстраполируют к условно выбранному времени длительной эксплуатации (20 ООО ч) и находят температуру, соответствующую этому времени. Выбор исследуемого показателя, изменяющегося во времени, зависит от конкретных условий работы материала. В некоторых случаях за относительный критерий работоспособности принимают сохранение механической прочности, относительного удлинения, электрической прочности. Работоспособность изоляции эмалированных проводов, например, определяют по электрической прочности. Экстраполяцией к 20 ООО ч получают так называе- лый температурный индекс. Для определения температурного индекса эмалированных проводов существуют стандартные методики, в которых указываются условия проведения испытаний и обработки полученных результатов (ГОСТ 10519—76). Определение температурного индекса в соответствии с существующими стандартными методиками занимает значительное время, поэтому иногда стойкость электроизоляционных материалов к тепловым воздействиям оценивают с помощью термогравиметрического метода. [c.14]

Очень большое значение приобрели керамические электроизоляционные материалы, многие из которых имеют высокую механическую прочность, малый tg б, значительную нагревостойкость и другие ценные свойства. По сравнению с органическими электроизоляционными материалами керамика, как правило, более стойка к электрическому и тепловому старению она не дает остаточных деформаций при продолжительном приложении к ней механической нагрузки. [c.200]

Нагревостойкость — способность электроизоляционных материалов и изделий без вреда для них кратковременно и длительно выдерживать воздействие высокой температуры и резких смен температуры. Определяют нагревостойкость по температуре, при которой существенно изменились механические и электрические свойства заметному росту tg6 или снижению р, Ецр, и, тепловому старению макетов изоляции. [c.106]

Для проверки стойкости электроизоляционных материалов к тепловому старению образцы этих материалов длительно выдерживают при сравнительно невысокой температуре, не вызывающей немедленного разрушения материала. Свойства образцов, старевших определенное время, измеряют и сравнивают со свойствами исходного материала (рис. 5-9). [c.108]

В различных случаях применения к электроизоляционным материалам предъявляются самые разнообразные требования. Помимо электроизоляционных свойств, которые были рассмотрены в первых четырех главах настоящей книги, большую роль играют механические, тепловые и другие физико-химические свойства (гл. 5), а также способность материалов подвергаться тем или иным видам обработки при изготовлении из них необходимых изделий. Поэтому для различных случаев применения приходится выбирать и разные материалы. [c.121]

Керамические электроизоляционные материалы при соответствующем выборе состава и технологических процессов изготовления могут иметь высокую механическую прочность, очень малый угол диэлектрических потерь, чрезвычайно высокую диэлектрическую проницаемость, значительную нагревостойкость и другие ценные свойства. По сравнению с органическими электроизоляционными материалами керамика, как правило, более стойка к электрическому и тепловому старению, не дает остаточных деформаций при продолжительном приложении к ней механической нагрузки (в отличие от пластмасс и других органических электроизоляционных материалов). [c.238]

Заканчивая далеко не полное описание областей эффективного использования тепловых труб в современной технике, нельзя не сказать несколько слов о применении тепловых труб в научных исследованиях. Так, например, в Л. 45] свойство изотермичности тепловых труб позволило провести прецизионные исследования свойств электроизоляционных керамических материалов непосредственно в поле облучения активной зоны реактора в строго постоянных температурных условиях. [c.123]

Изменения, происходящие в электроизоляционных материалах и изделиях при действии повышенной температуры, могут быть весьма различными. Так, нагрев может вызвать расплавление, постепенное размягчение (у аморфных веществ), или вообще резкое снижение механической прочности изменение размеров и формы изделия, процессы окисления усиленную полимеризацию, которая приводит к снижению эластичности, появлению жесткости, образованию трещин, или же, наоборот, деструктивный крекинг полимерных молекул. При повышении температуры происходит весьма существенные изменения электроизоляционных свойств. Эти процессы могут быть либо обратимыми (если свойства материала восстанавливаются при охлаждении), либо необратимыми. Некоторые из этих процессов проявляются уже при кратковременном воздействии на материал повышенной температуры, другие же протекают лишь медленно, при длительном нагреве. Во втором случае мы имеем дело с тепловым старением электрической изоляции. Кроме того, иногда для электроизоляционного материала или изделия могут быть вредными быстрые изменения температуры (тепловые импульсы) так, при резком охлаждении или нагревании хрупкий материал (стекло,, керамика) может растрескаться. [c.265]

Находят применение стекловидные эмали, представляющие собой легкоплавкие стекла, покрывающие металлическую поверхность тонким слоем. Широкое применение имеют стеклоэмали для изготовления так называемых трубчатых проволочных сопротивлений, намотанных на керамическую трубку и покрытых слоем стеклоэмали. При подборе соответствующей рецептуры стекла и термообработки полученных из него изде.пий можно достичь в стекле тонкой микрокристаллической структуры, придающей ему ценные свойства высокие механические и электрические свойства, стойкость к тепловым ударам. Эти материалы называют ситаллами (от слов стекло и кристаллы ). Их применяют для установочных изделий, различных изоляторов. Электроизоляционные ситаллы производят из бесщелочных стекол. [c.243]

Резкое снижение эластичности при тепловом старении у ряда органических материалов во многих случаях является наиболее приемлемым критерием нагревостойкости. Это снижение эластичности и появление хрупкости обычно обнаруживаются значительно раньше, чем ухудшение электроизоляционных свойств. Для более резкого выявления картины старения иногда рекомендуется увлажнять образцы после воздействия на них повышенной температуры. При ускоренном определении нагревостойкости лаков и смол механические испытания, как правило, оказываются более чувствительными, чем электрические. [c.173]

По современным научным воззрениям не только органические, но и неорганические неметаллические материалы имеют полимерное строение. Ковалентные, ионные и дисперсионные химические связи в полимерных материалах исключают наличие в объеме тела подвижного электронного газа, образующего металлическую связь и легко переносящего тепловую и электрическую энергию. Поэтому одним из основных отличий неметаллических материалов от металлов, сплавов и графита имеющего также металлическую связь между плоскостями кристаллической решетки) являются их тепло- и электроизоляционные свойства. [c.7]

В книге описываются основы технологии производства электроизоляционных целлюлозных бумаг и картонов в той степени, в какой это необходимо для правильного понимания свойств и применения этих материалов в той илц иной электроизоляционной конструкции. Рассматриваются свойства бумаг и картонов как диэлектриков, а также конкретные области и условия их применения и поведение в эксплуатации. Особое внимание обращено мало освещенным в печати явлениям теплового старения. [c.2]

Резкое снижение эластичности при тепловом старении у ряда органических материалов во многих случаях является наиболее подходящим критерием старения. Это снижение эластичности и появление хрупкости при старении обычно обнаруживаются значительно ранее, чем ухудшение электроизоляционных свойств (даже в том случае, когда исследуется ухудшение электроизоляционных свойств постаревшего образца при увлажнении, что может быть рекомендовано для более резкого выявления картины старения за счет проникновения воды в образующиеся 142 [c.142]

Полимерные материалы, содержащие в качестве упрочняющего наполнителя волокна органического происхождения (синтетические или природные), а в качестве связующего — термопласты различного химического состава, характеризуются достаточно высокими значениями прочности и жесткости при малой кажущейся плотности, что сближает их по удельным значениям прочности и модуля упругости с металлами и стеклопластиками. Органические волокна, введенные в состав термопласта, как правило, не ухудшают его химическую стойкость к различным средам, электроизоляционные свойства и морозостойкость. В то же время существенно уменьшается ползучесть материалов при длительном нагружении, возрастает на несколько порядков длительная прочность, повышается стабильность размеров при тепловом воздействии, увеличивается верхний температурный предел эксплуатации, возрастает стойкость к растрескиванию и т. п. Незначительное различие в коэффициентах линейного расширения наполнителя (синтетическое волокно) и термопласта облегчает протекание релаксационных процессов, обусловливая низкий уровень остаточных напряжений, а, следовательно, большую эксплуатационную надежность по сравнению с пластиками, наполненными минеральными волокнами [6 9, с. 266 27—ЗОЬ [c.203]

Многие практически важные свойства электроизоляционных материалов и систем электрической изоляции при изменении температуры в достаточно широких пределах — как в сторону повышения, так и в сторону понижения — претерпевают существенные изменения, в ряде случаев определяющие самую возможность использования этих материалов или систем изоляции. В большинстве случаев при значительном иовышении температуры сверх нормальной качество электрической изоляции заметно ухудшается по сравнению с ее качеством при нормальной температуре. Это ухудшение может проявляться или практически сразу при повышении температуры, или же постепенно, после длительного нагревания постепенное ухудшение свойств при длительном воздействии повышеппой температуры известно как тепловое старение. Поэтому исключительно важное значение имеет нагревостойкость — способность электроизоляционного материала или электрической изоляции выдерживать без снижения эксплуатационной надежности нагрев до некоторой наивысшей допустимой рабочей температуры как кратковременно, так и длительно [1]. Определение нагревостойкости электроизоляционного материала как его способности без разрушения и без недопустимого ухудшения свойств выдерживать воздействие повышенной температуры в течение времени, сравнимого с нормальным сроком эксплуатации, введено в терминологические стандарты [2, 3]. [c.5]

Существуют и другие критерии длительной нагревостойкости (стойкости к тепловому старению) электроизоляционных материалов. Так, для лаковых пленок, наряду с термоэластичностью (время прогрева лаковой пленки при определенной температуре, после которого на пленке при ее изгибе или удлинении начинают появляться трещины свойство, ранее называвшееся теплостойкостью лаковых пленок), иногда определяют термостабильность (стойкость к нагреву, определяемая по потере веса пленки). Результаты этих определений для различных лаков не обнаруживают корреляции так для глифталевых лаков термоэластичность относительно высока, но термостабильность мала, так как пленки глифталя при нагреве интенсивно выделяют летучие вещества. [c.275]

Необратимое ухудшение качества изоляции лишь при длительном воздействии повышенной температуры вследствие медленно протекающих химических процессов называется тепловым старением изоляции. Старение может проявляться, например, у лаковых пленок и целлюлозных материалов в виде повышения твердости и хрупкости, образования трещин и т. п. Дл япроверкн стойкости электроизоляционных материалов к тепловому старению образцы этих материалов длительно выдерживают при сравнительно невысокой температуре, не вызывающей немедленного разрушения материала, а затем их свойства сравнивают со свойствами исходного материала. При прочих равных условиях скорость теплового старения органических и элементоорганических полимеров значительно возрастает с повышением температуры, подчиняясь общим закономерностям температурного изменения скорости химических реакций (теория Аррениуса—Эйринга). Продолжительность старения т (считая, например, от момента начала снижения механической прочности до момента получения заданной доли ее начального значения) связана с температурой старения Т следующей зависимостью [c.81]

Керамические материалы могут быть весьма разнообразны по свойствам и области применения в электротехнике используют керамические материалы в качестве полупроводниковых (стр. 265) и магнитных (ферр1ггы, стр. 283) материалов. Чрезвычайно большое значение имеют керамические диэлектрические, в частности электроизоляционные, а также сегнетоэлектрические и некоторые другие специальные керамические материалы. Многие керамические электроизоляционные материалы имеют высокую механическую прочность, очень малый угол диэлектрических потерь, значительную нагревостойкость и другие ценные свойства. По сравнению с органическими электроизоляционными материалами керамика, как правило, более стойка к электрическому и тепловому старению, не дает остаточных деформаций при продолжительном приложении к ней механической нагрузки. Металлизация керамики (обычно нанесением серебра методом вжигания) обеспечивает возможность осуществления спайки с металлом, что имеет особое значение для создания герметизированных конструкций. [c.169]

Помимо упомянутых выше ухудшающих качество электрической изоляции изменений, которые проявляются уже в случае кратковременного повышения температуры, при длительном воздействии повышенной, но еще не действующей вредно в течение короткого времени температуры могут наблюдаться нежелательные изменения за счет медленно протекающих химических, процессов, это — так называемое тепловое старение изоляции. У трансформаторного масла старение проявляется в образовании продуктов окисления (см. гл. 3), у лаковых пленок — в повышении жесткости и хрупкости, образовании трещин и отставании от подложки (см. гл. 4) и т. п. Для проверки стойкости электроизоляционных материалов к тепловому старению образцы этих материалов длительно выдерживают в термостатах при заданной температуре свойства старевших определенное время образцов измеряют и сравнивают со свойствами свежего непостарезшего материала. Помимо температуры, существенное влияние на скорость старения могут оказать повышение давления воздуха или концентрации кислорода присутствие озона, являющегося более сильным окислителем, чем кислород, а также различных химических реагентов, ускоряющих или замедляющих старение. При работе органической изоляции без доступа кислорода тепловое старение замедляется. [c.20]

На основе неорганических полимеров могут быть получены электроизоляционные материалы сверхвысокой нагревостойкости (до 600° С и выше). Потребность в таких материалах в настоящее время имеется и различных отраслях, в частности в атомной и космической технике, в магнитных насосах для перекачки жидких металлов, в устройствах, непосредственно преобразующих тепловую и химическую энергию в электрическую и др. В системах изоляции здесь используются также иизкоплавкие и растворимые стекла, керамика, неорганические наполнители и частично кремнийорганические соединения. Помимо обычных требований, предъявляемых к электроизоляционным материалам, к материалам сверхвысокой нагревостойкости предъявляются повышенные требования по тепловым параметрам возможно малый температурный коэффициент расширения, повышенную теплопроводность. За счет достижения сверхвысокой нагревостойкости в ряде случаев приходится мириться с ухудшением некоторых других свойств, например понижением влагостойкости, что определяется природой неорганического полимера, в частности полиалюмофосфата, применяемого как основа пропиточных, покрывных и связующих материалов. [c.245]

В книге рассматриваются физические явления, происходящие в электроизоляционных и других диэлектрических материалах под воздействием электрического поля (электропроводность, поляризация, диэлектрические потери, пробой и др.) параметры, количественно определяющие электрические свойства диэлектрических материалов зависимость этих параметров от различных факторов (температура, влажность, радиация, величина и частота приложенного напряжения и время выдержки под напряжением и Др.) важнейшие общне физические (влажностные, тепловые и лучевые) свойства диэлектрических материалов. [c.2]

Каким же образом мы должны подходить к уточнению понятия допустимой рабочей температуры электрической изоляциии При повышении температуры в электроизоляционных материалах протекает ряд процессов, изменяющих их свойства. Эти процессы, определяемые прежде всего химическим составом и условиями работы изоляции в тепловом поле, могут быть весьма различными. Прежде всего при сохранении высокой механической прочности, неизменности геометрических размеров и формы изделия и т. п. электроизоляционные свойства материала могут ухудшаться настолько, что это само по себе ограничит допустимую рабочую температуру материала. Так, например, обычный электротехнический фарфор и многие стекла три повышении температуры быстро снижают электроизоляционные свойства. Но и механические и другие общие физические свойства диэлектриков [c.269]

Необходимо иметь в виду, что электроизоляционные, механические, тепловые, влажностные и другие свойства диэлектриков заметно изменяются в зависимости от технологии получения и обработки материалов, наличия примесей, условий испытания и т.п. Поэтому численные значения параметров материалов во многих случаях следует рассмат]эивать лишь как ориентировочные. [c.127]

Комплексные методы. Характерной особенностью современных полимерных композиционных материалов (стеклопластиков, боро-пластиков, углепластиков, асбопластиков, пенопластов и др.) является существенная неоднородность структуры, обусловленная неравномерным распределением наполнителя и связующего, анизотропия свойств, существование специфических только для этих материалов различных дефектов, высокая удельная прочность, значительные величины звуко-, тепло- и электроизоляционных свойств. Поэтому выбор наиболее эффективного комплекса методов и средств неразрушающего контроля этих материалов с учетом особенностей их структуры и свойств представляется актуальной задачей. Перенесение эффективных неразрушающих методов и средств контроля для металлов на композиционные материалы будет неправильным в связи со специфичностью свойств и структуры композиционных материалов. Так для металлов (стали, алюминий, титан, сплавы и т. д.) наиболее эффективным являются высокочастотные ультразвуковые (I мГц и выше), электромагнитные, рентгеновские, тепловые методы. Однако для полимерных композиционных материалов данные методы не будут эффективными. [c.103]

Электроизоляционные свойства кремнийорганических полимеров высоки даже при повышенных температурах. Кремнийорганические соединения обладают малой гигроскопичностью и практически не смачиваются водой. Более того, покрытие этими соединениями целлюлозных материалов, пластических масс, керамики создает гидро-фобизацию обрабатываемых материалов, т. е. снижает их смачиваемость, делая их водоотталкивающими. Однако кремнийорганические материалы сравнительно дороги. Кроме того, они, как правило, имеют низкую механическую прочность (даже в исходном состоянии, до теплового старения), обладают плохой адгезией к большинству других материалов и низкой маслостойкостью. [c.183]

В электротехнической практике весьма принято раз-целение материалов изоляции электрических машин и аппаратов на классы нагревостойкости. Подклассом нагревостойкости подразумевается группа материалов или выполнений изоляции электрических машин, для которых может быть установлена определенная наибольшая длительно допустимая рабочая температура при эксплуатации машины или аппарата. Материал, отнесенный к тому или иному классу нагревостойкости, должен не давать нежелательных изменений свойств как при кратковременном нагреве (не размягчаться, не возгораться, не снижать трезмерно свои электроизоляционные свойства и т. п.), гак и при тепловом старении при данной температуре за гремя эксплуатации данной машины или аппарата. Нако-чец, включение материала в данный класс нагревостойкости тодразуме вает и то, что при характеризующих нормальную [c.129]

Резкое снижение эластич ности (при тепловом старении у целого ряда органических материалов во многих случаях является Весьма наглядным и легко определяемым критерием старения. Снижение эластичности и появление хрупкости при старении обычно обнаруживается значительно ранее, чем ухудшение электроизоляционных свойств (даже в том случае, когда исследуется ухудшение электроизоляционных свойств постаревшего образца при увлажнении, что может быть рекомендовано для более резкого выявления картины старения из-за проникновения воды в образук>щиеся трещины). Часто при явно прогрессирующем тепловом старении лаков, смол и т. п. механические иопытания оказьвваются более чувствительными, чем электрические. В процессе старения может наблюдаться даже частичное улучшение электроизоляционных свойств за счет дополнительной полимеризации так, пробивное напряжение лаковых пленок при тепл0(В0м старении в подавляющем большинстве случаев сначала несколько возрастает, проходит через максимальное значение и уже затем начинает уменьшаться — сперва медленно, а при образовании первых трещин — весьма быстро. [c.276]

Малое тепловое расширение и стойкость по отношению к расплавленным металлам, таким как алюминий, платина и сплавы с высоким содержанием никеля, делают циркон особенно интересным материалом для покрытий. Его электроизоляционные свойства ниже, чем у А12О3 или ВеОз, но достаточны хорошие в условиях низких температур. [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...