Elektrotechnische Materialien, deren Eigenschaften und Anwendungen

Datum:

2018-10-20 14:50:32

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Effektive und langlebige Arbeit von elektrischen Maschinen und Anlagen direkt abhängig vom Zustand der Isolierung, die für das Gerät verwendet elektrotechnischen Materialien. Sie zeichnen sich durch eine Reihe von spezifischen Eigenschaften beim einsetzen in die Bedingungen des elektromagnetischen Feldes, und werden in den Geräten unter Berücksichtigung dieser Indikatoren.

Klassifizierung von elektrotechnischen Materialien ermöglicht die Aufteilung auf die einzelnen Gruppen von isolierenden, halbleitenden, проводниковых und magnetischen Materialien, ergänzt durch die wichtigsten Produkte: kondensatoren, Drähten, Isolatoren und fertigen Halbleiter-Elementen.

Materialien funktionieren wie in den einzelnen magnetischen oder elektrischen Feldern mit bestimmten Eigenschaften, und so ausgesetzt werden mehrere Strahlungen gleichzeitig. Magnetische Materialien bedingt unterteilen auf магнетики Stoffe und schwach. In der Elektrotechnik am häufigsten verwendet starken magnetischen Materialien.

elektrische Material

Die Wissenschaft von den Materialien

Material Substanz genannt, gekennzeichnet durch eine von den anderen von der chemischen Zusammensetzung, Eigenschaften und Struktur von Molekülen und Atomen. Die Substanz befindet sich in einem der vier Zustände: gasförmige, Feste, Plasma oder flüssiger. Elektrotechnische und Baumaterialien erfüllen in der Installation einer Vielzahl von Funktionen.

Durchführung von Materialien verwirklichen Getriebe des elektronenflusses, dielektrische Komponenten sorgen für die Isolierung. Anwendung Resistive Elemente wandelt elektrische Energie in Wärme, Werkstoffe bewahren die Form des Erzeugnisses, Z. B. Gehäuse. Elektrotechnische und Werkstoffe erfüllen nicht unbedingt eine, sondern mehrere Verwandte Funktionen, zum Beispiel, Nichtleiter im elektrischen Arbeit Belastung erfährt, was bringt es den Baumaterialien.

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Werkstoffkunde Elektrotechnische – es ist die Wissenschaft, die sich mit der Definition von Eigenschaften, das Studium des Verhaltens der Substanz bei der Einwirkung von Strom, Wärme, Frost, Magnetfeld, etc. Studie untersucht die spezifischen Merkmale, die für die Erstellung von elektrischen Maschinen, Geräten und Anlagen.

Leiter

Dazu gehören die elektrotechnischen Materialien, der wichtigste Indikator ist die ausdrückliche Leitfähigkeit des elektrischen Stroms. Dies geschieht, weil in der Masse der Stoffe ständig präsent Elektronen, die sich schwach mit dem Kern und die freien Träger der Ladung. Sie bewegen sich mit der Umlaufbahn von einem Molekül auf ein anderes und erzeugen Strom. Die wichtigsten проводниковыми Inhalte glauben Kupfer, Aluminium.

Zu den Leitern gehören die Elemente, die einen spezifischen elektrischen Widerstand ρ < 10-5, dabei ist das Material ein guter Wärmeleiter ist mit der Kennziffer 10-8 OHM*M. Alle Metalle gut leiten Strom, der 105 Elemente in der Tabelle nur 25 sind nicht Metallen, wobei aus dieser heterogenen Gruppe 12 Materialien den elektrischen Strom leiten und gelten als Halbleitern.

Die Physik der elektrotechnischen Werkstoffe ermöglicht den Einsatz als Leiter in gasförmigen und flüssigen Zustand. Als Flüssigmetall mit normaler Temperatur gilt nur für Quecksilber, für die ist der Natürliche Zustand. Die übrigen Metalle werden als flüssige Conditioner nur in heißem Zustand. Für Leitern verwenden und leitfähige Flüssigkeit, beispielsweise ein Elektrolyt. Wichtige Eigenschaften von Leitern, die eine Unterscheidung nach dem Grad der elektrischen Leitfähigkeit, werden als Eigenschaften der thermischen Leitfähigkeit und der Fähigkeit zur thermischen Erzeugung.

elektrotechnische Materialien deren Eigenschaften und Anwendung

Dielektrische Materialien

Im Gegensatz zu der Leiter, Dielektrika in der Masse enthält die kleine Anzahl von freien Elektronen länglich. Die wichtigste Eigenschaft des Stoffes ist seine Fähigkeit, die Polarität unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes. Dieses Phänomen erklärt sich dadurch, dass unter der Wirkung der Elektrizität die sich Ladungen bewegen sich in Richtung der einwirkenden Kraft. Offset-Abstand ist umso größer, je höher die Spannung des elektrischen Feldes.

Elektrotechnische Materialien Isolierende desto näher stehen Sie dem ideal, weniger als Indikator für die Leitfähigkeit, und je weniger ausgeprägt der Grad der Polarisation, die ermöglicht Aussagen über die Verteilung und Zuteilung von Wärmeenergie. Die Leitfähigkeit des Dielektrikums basiert auf die Aktion der unbedeutenden Zahl der freien Dipole, смещающихся in Richtung des Feldes. Nach der Polarisation Dielektrikum bildet eine Substanz mit unterschiedlicher Polarität, das heißt auf der Oberfläche bilden sich zwei unterschiedliche Vorzeichen der Ladungen.

Die Anwendung von Dielektrika die weitgehend in der Elektrotechnik, da werden aktive und passive Eigenschaften des Elements.

Klassifizierung von elektrotechnischen Materialien

Zu aktiven content, mit der eigenen Verwaltung der Eigenschaften, относят:

  • пироэлектрики;
  • электролюминофоры;
  • пьезоэлектрики;
  • сегнетоэлектрики;
  • электреты;
  • Materialien für Emitter im Laser.

Grundlegende elektrotechnische Materialien - Dielektrika mit passiven Eigenschaften, werden als Isolierstoffe und kondensatoren herkömmlichen Typs. Sie sind in der Lage, zu trennen, zwei Phasen des elektrischen Stromkreises voneinander und verhindern, dass die überblendungen von elektrischen Ladungen. MitSie erfolgt durch die Isolierung der stromleitenden Teile, um die elektrische Energie ging nicht in die Erde oder auf das Gehäuse.

Die Trennung von Dielektrika

Auf organische und anorganische Materialien teilen Dielektrika, in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung. Anorganische Dielektrika enthalten in seiner Zusammensetzung von Kohlenstoff, während organische Formen sind das wichtigste Element Kohlenstoff. Anorganische Stoffe wie Keramik, Glimmer, weisen einen hohen Grad erhitzen.

Elektrotechnischen Materialien durch ein Verfahren zur Herstellung unterteilt in Natürliche und künstliche Dielektrika. Die Breite Anwendung von synthetischen Materialien beruht auf der Tatsache, dass der Hersteller leistet verleihen dem Material die gewünschten Eigenschaften.

Nach dem Bau der Moleküle und der molekularen Gitter Dielektrika sind unterteilt in polare und unpolare. Die letzten nennen noch neutral. Der Unterschied besteht darin, dass Atome und Moleküle vor Beginn der Aktion Sie elektrischen Strom besitzen oder keine elektrische Ladung. Zur neutralen Gruppe gehören Polyacetal, Polyethylen, Glimmer, Quarz und andere Polare Dielektrika bestehen aus Molekülen mit einer positiven oder negativen Ladung, ein Beispiel ist Polyvinylchlorid, Bakelit.

Eigenschaft elektrotechnischen Materialien

Eigenschaften von Dielektrika

Ab Dielektrika gliedert sich in gasförmigen, flüssigen und festen. Am häufigsten gelten Feste elektrotechnischen Materialien. Ihre Eigenschaften und Anwendung der Auswertung mit Hilfe von Kennzahlen und Merkmale:

  • Durchgangswiderstand;
  • Dielektrizitätszahl;
  • Oberflächenwiderstand;
  • Der Koeffizient der thermischen Durchlässigkeit;
  • Dielektrische Verluste, ausgedrückt тангенсом Winkel;
  • Festigkeit des Materials unter Einwirkung von Strom.

Durchgangswiderstand abhängig von der Fähigkeit des Materials zu widerstehen Auslaufen darauf Spannungstransformator Werte. Indikator, Reverse spezifischen Widerstand, wird als volumetrische spezifische Leitfähigkeit.

Oberflächenwiderstand bestimmt, der Möglichkeit, Material zu widerstehen DC-Vorgänge auf seiner Oberfläche. Oberflächliche spezifische Leitfähigkeit ist ein Backlink Wert zum vorherigen Wert.

Der Koeffizient der thermischen Durchlässigkeit spiegelt den Grad der änderung des spezifischen Widerstands nach der Erhöhung der Temperatur des Stoffes. In der Regel mit Zunehmender Temperatur verringert sich der Widerstand, damit der Wert des Koeffizienten negativ wird.

Dielektrizitätszahl bestimmt die Anwendung der elektrotechnischen Materialien in übereinstimmung mit der Fähigkeit des Materials erstellen электроемкость. Indikator für die relative Permeabilität des Dielektrikums ist im Begriff der absoluten Permeabilität. Die änderung der Kapazität der Isolierung wird dem bisherigen Indikator des Koeffizienten der thermischen Durchlässigkeit, die gleichzeitig zeigt die Zunahme oder Abnahme der Kapazität mit der änderung der Temperatur.

Der Tangens des Winkels der Verluste des Dielektrikums spiegelt den Grad der Verlustleistung der Schaltung bezüglich des Materials des Dielektrikums, durch die Wirkung des elektrischen Wechselstromes.

Elektrotechnischen Materialien zeichnen sich durch Aufzeichnung der elektrischen Festigkeit, die bestimmt die Möglichkeit der Zerstörung der Substanz unter der Wirkung der Spannung. Bei der Ermittlung der mechanischen Festigkeit gibt es eine Reihe von Tests zur Festlegung der Metrik die Grenze der Haltbarkeit auf die Kompression, Dehnung, Biegung, Torsion, beim Aufprall und Spalten.

Physikalische und Chemische Kennwerte Dielektrika

In диэлектриках enthält eine bestimmte Anzahl freigesetzte Säuren. Die Menge Kaliumhydroxid in mg, die erforderlich für die Beseitigung von Verunreinigungen in 1 G Substanz, trägt den Titel Säurezahl von. Säuren zerstören organische Materialien, haben eine negative Wirkung auf die isolierenden Eigenschaften.

Eigenschaft von elektrotechnischen Materialien ergänzt Viskosität oder Reibung, zeigen den Grad der Fließfähigkeit eines Stoffes. Viskosität unterteilt in bedingte und kinematische.

moderne elektrotechnische Materialien

Der Grad der Wasseraufnahme hängt von der Masse des Wassers, впитанной Test Element Größe Tage nach dem Auffinden im Wasser bei einer bestimmten Temperatur. Diese Eigenschaft weist auf die Porosität des Materials, die Verbesserung der Metrik verschlechtert die Dämmeigenschaften.

Magnetische Materialien

Leistungsbewertung der magnetischen Eigenschaften tragen den Titel magnetischen Eigenschaften:

  • Absolute magnetische Permeabilität;
  • Relative magnetische Permeabilität;
  • Thermische Koeffizient magnetische Permeabilität;
  • Maximale Energie des magnetischen Feldes.

Magnetische Materialien sind unterteilt in harte und weiche. Die weichen Elemente zeichnen sich durch geringen Verlusten bei dem Rückstand der Größe der Magnetisierung des Körpers vom aktuellen Magnetfeld. Sie sind mehr durchlässig für magnetische Wellen, haben eine geringe Koerzitivkraft und eine höhere Sättigung Induktion. Verwenden Sie bei der Einrichtung von Transformatoren, elektromagnetische Maschinen und Mechanismen, magnetische Abschirmungen und andere Geräte, wo Sie brauchen, um die Magnetisierung mit kleinen fehlende Energie. Dazu gehören Sky электролитное Eisen, Eisen – armco, пермаллой, Elektro-Stahl in Platten, Nickel-Eisen-Legierungen.

Solide Materialien zeichnen sich durch erheblichen Verlusten beidem Rückstand der Grad der Magnetisierung von einem externen Magnetfeld. Nachdem einmal magnetische Impulse, solche elektrotechnischen Materialien und Produkte magnetisiert, und für eine lange Zeit behalten die gespeicherte Energie. Sie haben eine große Koerzitivkraft und eine große Kapazität Restzucker Induktion. Elemente mit diesen Eigenschaften wird für die Herstellung von stationären Magneten. Den Vertretern der Elemente dienen Legierungen auf Eisen-Basis, Aluminium, Nickel, Kobalt, Silizium-Komponenten.

Магнитодиэлектрики

Es ist eine gemischte Materialien, auf 75-80% Zusammensetzung enthält magnetisches Pulver, der Rest der Masse gefüllt organischem высокополимерным Nichtleiter. Bei FERRITE und магнитодиэлектриков erhöhte Werte des spezifischen Widerstands Surround, kleine VORTEX-Verlust-Spannung, was zulässt, Sie in der Hochfrequenz-Technik. FERRITE haben eine Stabilität von Indikatoren bei verschiedenen Frequenz-Feldern.

Einsatzgebiet ferromagneten

Verwenden Sie am effektivsten für die Erstellung von Trafo-Kern Spulen. Die Verwendung des Materials erheblich Magnetfeld des Transformators, wobei, ohne änderung der Aussage der Stromstärke. Solche Einsätze FERRITE ermöglichen die Einsparung von Elektrizität beim Betrieb des Gerätes. Elektrotechnische Materialien und Geräte nach dem ausschalten des externen magnetischen Exposition behalten die magnetische Indikatoren, und unterstützt das Feld in einem benachbarten Raum.

isolierende elektrotechnische Materialien

Die Elementaren Ströme nicht gehen nach dem ausschalten des Magneten, so wird ein Standard-Dauermagnet, die effektiv funktioniert mit Kopfhörern, Mobiltelefonen, Messgeräten, Kompasse, Plattenfirmen Geräten. Sehr beliebt in der Anwendung von permanent-Magnete, nicht leitfähige Strom. Erhalten Sie Ihre Verbindung von Eisen mit verschiedenen anderen Oxiden Oxide. Magnetisches Eisenerz bezieht sich auf ферритам.

Halbleiter-Materialien

Diese Elemente, die den Wert der Leitfähigkeit, die sich im Zeitraum dieses Indikators für Leiter und Nichtleiter. Die Leitfähigkeit dieser Materialien hängt von der Symptome von Verunreinigungen in der Masse, die äußeren Richtungen und Auswirkungen von inneren Mängeln.

Eigenschaft von elektrotechnischen Materialien der Gruppe von Halbleitern spricht über deutliche Unterschied der Elemente voneinander durch strukturelle Gitter, Zusammensetzung, Eigenschaften. Abhängig von den angegebenen Optionen, die Materialien Gliedern sich in 4 Arten:

  1. Elemente, aus denen sich die Atome der gleichen Art: Silicium, Phosphor, Bor, Selen, Indium, Germanium, Gallium, etc.
  2. Die Materialien, die in der Zusammensetzung der metallischen Oxyde ü Kupfer, Cadmium OXID, Zink, etc.
  3. Die Materialien, die Sie in die Gruppe антимонид.
  4. Material Organik ü Naphthalin, Anthrazen usw.

Je nach Kristallgitter, Halbleiter unterteilen auf polykristalline Materialien und Mono-Elemente. Eigenschaft elektrotechnischen Materialien können teilen Sie Sie auf nichtmagnetische und schwach. Unter magnetische Komponenten unterscheiden Halbleiter, Leiter und nichtleitenden Elemente. Klare Zuordnung schwierig durchzuführen, da viele Materialien unterschiedlich Verhalten unter wechselnden Bedingungen. Zum Beispiel die Arbeit von einigen Halbleitern bei niedrigen Temperaturen vergleichbar mit der Wirkung von Isolatoren. Dieselben Dielektrika bei Erwärmung arbeiten, wie Halbleiter.

Lieferung von elektrischen Materialien

Verbundwerkstoffe

Die Materialien, die in nicht nach dem funktionieren und nach dem Bestand, genannt Verbundwerkstoffen, es ist auch elektrotechnische Materialien. Deren Eigenschaften und Anwendung aufgrund der Kombination der bei der Herstellung verwendeten Materialien. Beispiele sind Blatt Glasfaser-Komponenten, GFK, Mischungen von elektrisch leitfähigen und refraktären Metallen. Anwendung der gleichwertigen Mitteln zu identifizieren, die stärken des Materials und wenden Sie an Ihren Bestimmungsort. Manchmal eine Kombination von zusammengesetzten Komponenten ergibt ein völlig neues Element mit anderen Eigenschaften.

Filmmaterialien

Den Größten Anwendungsbereich in der Elektrotechnik erobert Folien und Bänder, wie die elektrotechnischen Materialien. Eigenschaften Sie unterscheiden sich von anderen Dielektrika Flexibilität, ausreichende mechanische Festigkeit und hervorragende isolierende Eigenschaften. Die Dicke der Erzeugnisse variiert je nach Material:

  • Protektoren machen dick 6-255 µm, Bänder produzieren 0,2-3,1 mm;
  • Polystyrol-Produkte in Form von Bändern und Folien produzieren Dicke von 20 bis 110 µm;
  • Polyethylen-Bänder machen dick 35-200 mm, einer Breite von 250 bis 1500 mm;
  • PTFE-Folien sind mit einer Dicke von 5 bis 40 µm, Breite vorsehen 10-210 mm.

Klassifizierung von elektrotechnischen Materialien aus Folien können wir unterscheiden zwei Arten: gezielte und неориентированные Folie. Das erste Material wird am häufigsten.

Die Lacke und die Emaillen für elektrische Isolierung

Lösungen Substanzen bilden beim erstarren der Folie, ist eine moderne elektrotechnische Materialien. Zu dieser Gruppe gehören Bitumen, trocknende öle, Harze, Cellulose-Ester oder die Verbindung und Kombination dieser Komponenten. Die Umwandlung einer viskosen Komponente im Isolator tritt aus der Masse nach Verdampfung des Lösungsmittels der aufgetragenen, und die Bildung einer dichten Folie. Nach der Methodedas auftragen der Folie in die klebenden, пропиточные und Deckung.

grundlegenden elektrotechnischen Materialien

Пропиточные Lacke verwenden für Wicklungen von elektrischen Anlagen mit dem Ziel, zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und Widerstand gegen Feuchtigkeit. Abdeckende Lacke schaffen die Obere Schutzschicht von Feuchtigkeit, Frost, öl für die Oberfläche der Wicklungen, Kunststoffe, Isolierung. Die klebenden Komponenten sind in der Lage, eine Verklebung der Platte des Glimmers mit anderen Materialien.

Compounds für elektrische Isolierung

Diese Materialien werden flüssig Lösung zum Zeitpunkt der Nutzung mit anschließender застыванием und отвердеванием. Die Stoffe sind dadurch gekennzeichnet, dass in der Zusammensetzung nicht enthalten Lösungsmittel. Compounds gehören auch zur Gruppe der "elektrotechnischen Materialien". Die Arten sind Sie Pagel und пропиточные. Die erste Art wird für die Verfüllung von Hohlräumen in Kupplungen Kabel, und die zweite Gruppe verwendet für die Imprägnierung der Wicklungen des Motors.

- Compounds zu produzieren Thermoplastische, erweichen Sie nach der Erhöhung der Temperatur, und термореактивными, standhaft Form erhalten Erhärtung.

Imprägnierte Faserige Dämmstoffe

Für die Herstellung solcher Materialien verwenden die organischen Fasern und künstlich hergestellten Bestandteile. Natürliche Pflanzenfasern Seide, Leinen, Holz überarbeiten in Materialien organischen Ursprungs (Faser, Stoff, Pappe). Die Luftfeuchtigkeit solcher Isolatoren variiert zwischen 6-10%.

Organische Materialien aus Synthetik (Nylon) Feuchtigkeit enthalten nur 3 bis 5%, die gleiche Sättigung mit Feuchtigkeit und anorganischen Fasern (Glasfaser). Anorganische Materialien unterscheiden sich durch die Unfähigkeit zu einem Brand mit erheblichen erhitzen. Wenn die Materialien Imprägnieren Lacken oder Lacken, die Brennbarkeit erhöht. Lieferung von elektrotechnischen Materialien produziert das Unternehmen für die Herstellung von elektrischen Maschinen und Geräten.

Летероид

Eine Dünne Faser ist in den Blättern und rollte in eine Rolle für den Transport. Es wird als Material für die Herstellung von Dichtungen Isolierung, geformte Dielektrika, Waschmaschinen. Das Papier mit imprägniertem Asbest und асбестовый Pappe machen aus хризолитового Asbest, Harnstoff ihn auf der Faser. Asbest hat Widerstand zur alkalischen Milieu, sondern zerfällt im sauren.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass mit der Anwendung von modernen Materialien für die Isolierung von elektrischen Geräten deutlich erhöht Ihre Lebensdauer. Für Gehäuse-Installationen verwenden die Materialien mit den ausgewählten Features, die die Möglichkeiten für die Präsentation der neuen funktionellen Technik mit verbesserter Leistung.


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