Тепловые свойстваТепловые свойства диэлектриков являются важными эксплуатационными свойствами и характеризуются несколькими параметрами. Нагревостойкость ― способность материала выдерживать повышение температуры и резкую смену температур (термоудары) без ухудшения своих свойств. Нагревостойкость оценивается максимально допустимой рабочей температурой при которой появляются изменения свойств. Для электроизоляционных материалов ГОСТом установлено семь классов нагревостойкости и соответствующая им предельно допустимая рабочая температура (табл. 4.1). Увеличение рабочей температуры сверх максимально допустимой на 8÷ 10°С сокращает срок службы изоляции вдвое. От величины нагревостойкости зависит максимально допустимая рабочая температура в целом.
Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов. Таблица 4.1
Теплопроводность ― один из трёх видов теплопередачи (два других ― конвекция и излучение), приводящий к выравниванию температуры в веществе. При теплопроводности перенос теплоты осуществляется в результате передачи энергии от частиц с большей энергией к частицам с меньшей, при непосредственном контакте горячих частей системы с холодными. Чем больше теплопроводность материала, тем проще конструкция системы охлаждения. Количественно теплопроводность оценивается коэффициентом теплопроводности, который определяется количеством теплоты, прошедшей через единицу площади в единицу времени при градиенте температуры 1 К/м. Диэлектрики имеют теплопроводность намного меньше, чем проводниковые материалы. Тепловое расширение ― это свойство материала изменять свои линейные размеры при нагревании. Тепловое расширение оценивается температурным коэффициентом линейного расширения ТК l. Значения ТК l приведены в справочниках. Холодостойкость (морозостойкость) ― способность электрической изоляции работать при низких температурах (до ~70° С) без недопустимого ухудшения свойств. При низких температурах органические диэлектрики растрескиваются, теряют гибкость, становятся хрупкими, как стекло.
4.2.4. Физико-химические свойства. Химическая стойкость ― это способность электроизоляционных материалов противостоять воздействию химически активных веществ (реагентов): – Растворителей (бензин, спирты, ацетон, бензол, скипидар, жидкие углеводороды, минеральные масла, эфиры); – Окислителей (озон, кислород, хлор, окислы азота); – Разрушающих реагентов (кислоты, щёлочи, растворы солей). Изоляционные материалы могут вступать с ними в химическое взаимодействие и разрушаться. С повышением температуры интенсивность коррозии и химических реакций сильно возрастает. Растворимость ― это способность диэлектриков частично или полностью проникать друг от друга. Это требуется при оценке стойкости электроизоляционных материалов к действию различных жидкостей, подборе растворителей и лаков. Растворимость твёрдых материалов может оцениваться двумя способами: 1) по количеству материала, перешедшего в раствор за единицу времени с единицы поверхности материала; 2) по наибольшему количеству вещества, которое может быть растворено в данном растворителе, т.е. по концентрации насыщенного раствора. Растворимость материалов повышается с повышением температуры. Светостойкость ― это способность материалов сохранять свои эксплуатационные свойства под действием светового облучения. Электромагнитное облучение оптического и ультрафиолетового диапазона могут вызывать фотопроводимость, нежелательные химические изменения, снижать прочность и эластичность изоляционных материалов, старение изоляции. Радиационная стойкость ― это стойкость к ионизирующим излучениям высоких энергий, способность сохранять свои практически важные свойства без существенного ухудшения. Это имеет важные значения для устройств, предназначенных для работы в зонах интенсивного излучения на объектах с ядерными реакторами. Наиболее стойкими к радиации являются металлы и неорганические диэлектрики. Органические диэлектрики имеют самую низкую радиационную стойкость. К ионизирующему излучению относятся: 1) корпускулярное излучение (быстрые и медленные нейтроны, осколки ядер, α – и β – частицы); 2) волновое излучение (γ – лучи, жёсткое и мягкое рентгеновское излучение).
4.3. Твёрдые пассивные органические диэлектрики. Достоинства органических диэлектриков: – технологичны. Легко перерабатываются в нити, волокна, плёнки, ленты. – дешевле неорганических диэлектриков. – широко применяются при производстве электроизоляционных материалов, компаундов, как наполнители Недостатки: – низкая нагревостойкость, влагостойкость, теплопроводность; – высокая пожароопасность, горючесть; – склонность к старению.
4.3.1. Классификация органических диэлектриков. По структуре молекул: § линейные; § пространственные. § По способу синтеза: § поликонденсационные полимеры: § полимеризационные полимеры; По отношению к нагреванию: § термопластичные; § термореактивные.
|
