Керамика.

Керамика – твердый плотный материал, который получают спеканием неорганических солей с минералами и оксидами металлов.

В качестве исходных материалов используют непластичные кристалообразующии компоненты.

К кристаллообразующим компонентам относят неорганические соли (хлористый алюминий, хлористое железо, хлористый магний и др.), минералы (кварц, глинозем и тальк), а также карбонаты.

К пластичным компонентам относят различные глинистые материалы. Глина является необходимым компонентом при изготовлении большинства изделий из керамики.

Керамические материалы представляют собой многофазовую систему, состоящую из кристаллической, аморфной или стекловидной и газовой фаз.

Кристаллическая фаза является основной; стекловидная представляет прослойки стекла, которые связывают кристаллическую фазу; газовая присутствует в керамике в виде пор, микротрещин, которые приводят к снижению механических и электрических свойств материала.

Процесс производства керамических изделий состоит из следующих основных этапов: приготовление керамической массы, формирование изделий, сушка, ожиг.

Керамические материалы обладают нагревостойкостью, влагостойкостью, механической прочностью, высокими диэлектрическими свойствами стабильностью и надежностью параметров при эксплуатации, возможностью получения заранее заданных электрофизических параметров материала.

Керамические материалы разнообразны по свойствам и области применения. В зависимости от назначения изготавливают керамические материалы следующих типов: конденсаторная керамика (высокочастотная и низкочастотная), установочная керамика (высокочастотная и низкочастотная)

Каждый тип керамики подразделяют на 10 классов.

 

5.3.4. Слюда и материалы на её основе.

Слюда представляет собой природный кристаллический электроизоляционный материал, который легко расщепляется на тонкие пластинки по параллельным друг другу плоскостям. Эти плоскости называются плоскостями спайности.

Слюда обладает высокими электроизоляционными свойствами, нагревостойкостью, механической прочностью, гибкостью, резко выраженной анизотропией.

Слюда встречается в природе в виде кристаллов, включенных в горные породы, и составляет 3,8% массы земной коры. Однако богатые промышленные месторождения немногочисленны.

Присутствующая в минерале вода является кристаллизационной водой, входящие в состав кристаллической решетки. выделяясь при нагревании, кристаллизационная вода вызывает вспучивание слюды и увеличение ее толщины из-за расслаивания по плоскостям спайности.

При этом слюда теряет свою прозрачность, резко снижаются ее диэлектрические и механические свойства.

Известно более 30 разновидности слюды, однако для диэлектрической изоляции применяют только мусковит и флогопит.

Мусковит- прозрачен, примеси окрашивают его в светлые тона(зелёный, розовый).

Мусковит имеет хорошие электроизоляционные свойства (лучшие чем у флогопита), высокую механическую прочность(выше чем у флогопита), твердость, гибкость, упругость, стабильность свойств во времени, температуру начала обезвоживания и резкого ухудшения свойств 500...600С.

Из лучших сортов мусковита производят конденсаторную слюду.

Флогопит- имеет темный цвети более высокую нагревостойкость (рабочая температура до 1000С), но по изоляционным свойствам уступает мусковиту.

Слюду применяют также в виде штампованных фасонных изделий для крепления и электрической изоляции внутренней арматуры в электронных лампах, в качестве тепловой защиты цоколей мощных электрических ламп накаливания, в качестве наполнителя в нагревостойких органических пластмассах.

Кроме минеральной (природной) применяется синтетическая слюда (фторологопит) в котором атомы воды замещены фтором. Эту слюду получают в результате выращивание кристаллов из расплавленной шихты, содержащей кварцевый песок, оксиды алюминия и магния, фтористые соединения калия и магния. Фторологопит обладает более высокими электрическими параметрами, чем природная слюда, более нагревостоек, химически устойчивее обычного флогопита, не вспучивается при нагревании и выдерживает смену температуры от -70 до +1000 С.

Из-за сравнительно высокой стоимости синтетическая слюда ограничена в применении.

Слюдяные электроизоляционные материалы изготавливают на основе пластинок щипаной природной или синтетической слюды. К ним относят миканиты, слюдиниты, слюдокерамика, прессмика, микалекс.

Миканиты - это слоистые материалы, в которых отдельные пластины слюды склеивают между собой лаком или органическим связующим веществом. Иногда эти материалы прессуются.

Коллекторный миканит-это прессованная слюда флогопит с добавкой небольшого количества связующего вещества, в качестве которого используют лак на основе синтетической смолы. Применяется в электрических машинах для изоляции коллекторных пластин.

Прокладочный миканит содержит большое количество связующего вещества по сравнению с коллекторным (15...25%), обладает меньшей плотностью и более широкими допусками по толщине. Применяется в качестве твердых прокладок электрических машинах.

Формовочный миканит изготавливается в виде листов толщиной 0,1...0,5мкм. Он должен хорошо формоваться при температурных и механических нагрузках в процессах изготовления и сохранять принятую форму после соответствующей термообработки. Применяется для изготовления различных фланцев, каркасов катушек, изолирующих коллекторных пластин.

Гибкий миканит должен формоваться и изгибаться в отличие от формовочного при нормальной температуре. Выпускается в рулонах и листах толщиной 0,15...0,60мм. Применяется для междувитковой и пазовой изоляции электрических машин.

Жароупорный миканит получают на основе слюды флогопит и нагревостойкого связующего вещества (жидкого стекла, фосфорнокислого аммония). Применяется для изоляции нагревательных приборов.

Слюдиниты по сравнению с миканитами более монолитны и однородны по толщине, имеют более высокую рабочую температуру и электрическую прочность.

Микалекс - высококачественный изоляционный материал, не гидроскопичен, огнестоек, может быть подвержен сложной технологической обработке и запрессовке металлических стержней. Его получают из порошкообразной слюды.