Газооборазные диэлектрики

Преимуществами газов перед остальными видами электроизоляционных материалов являются высокое удельное электрическое сопротивление, малый тангенс угла диэлектрических потерь, малая, близкая к единице, диэлектрическая проницаемость. Наиболее же ценным свойством газов является их способность восстанавливать электрическую прочность после разряда. Кроме воздуха в качестве электрической изоляции широко используют двух- и трехатомные газы - азот, водород, углекислый газ. Электрические прочности этих газов при нормальных условиях мало отличаются друг от друга и могут с достаточной точностью приниматься равными электрической прочности воздуха. Используются также некоторые соединения фтора. Из соединений широко известен электрический газ (элегаз) – шестифтористая сера SF₆ имеющая электрическую прочность 2,5 по отношению к воздуху. Элегаз обладает низкой температурой кипения, при нормальной температуре он может быть сжат до давления 2 МПа без сжижения. Обладает следующими достоинствами: нетоксичен, химически стоек, не разлагается при нагреве до 800 ⁰С, можно использовать в конденсаторах, кабелях и так далее. Особенно большими преимуществами он обладает при повышенных давлениях.

Основные характеристики механических своймтв материалов.

Важнейшими механическими свойствами материалов являются прочность, пластичность, твердость. Основные прочностные свойства характеризуются пределами прочности, текучести. Пластические свойства относительным удлинением, относительным сужением и ударной вязкостью. Все перечисленные характеристики определяются на стандартных образцах с помощью испытательных машин.

Пределом прочности s_в (кгс/мм²) называется наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, отнесеная к единице площади поперечного сечения образца.

Пределом текучести s_0,2 (кгс/мм²) называется напряжение, при котором остаточная деформация образца при растяжении составляет 0,2 % от его первоначальной длины.

Относительным удлинением d называется отношение приращения длины образца после растяжения к его первоначальной длине:

d = (Dl/l)*100 %.

Относительным сужением Y называется отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после растяжения к первоначальной площади поперечного сечения:

Y = (DF/F)*100 %.

Значение ударной вязкости a_н (кгс/мм²) представляет собой работу удара, затрачиваемую на разрушение образца, отнесенную к единице площади поперечного сечения стандартного образца.

52 Полупроводниковые химические соединения.

Полупроводниковые химические соединения, их условно обозначают формулами А^IV В^IV, А^III В^V, А^II В^VI, буквы А и В обозначают различные химические элементы с соответствующей валентностью. К группе А^III В^V относятся антимонид индия InSb, фосфид галлия GaP. Антимонид индия применяется для изготовления фотоэлементов высокой чувствительности (основанных на использовании различных видов фотоэффекта), датчиков ЭДС Холла и оптических фильтров, термоэлектрических генераторов и холодильников. Фосфид галлия GaP - материал с широкой запрещенной зоной (2,3 эВ), используется для изготовления светодиодов с красным или зеленым свечением в зависимости от вводимых в него примесей. Соединения А^II В^VI, к которым относятся халькогениды цинка, кадмия, ртути, сульфиды, селениды, теллуриды, применяются для изготовления фоторезисторов, высоковольтных датчиков Холла, в инфракрасной технике, для создания промышленных люминофоров и другие. Из сульфидов известны следующие соединения: сернистый свинец (PbS), сернистый висмут (Bi₂S₃), сернистый кадмий (CdS) используются для изготовления фоторезисторов, электролюминофоров.

53 Слоистые пластики.

Широкое применение в электрических машинах, аппаратах, трансформаторах, приборах получили слоистые пластики, преимущественно электроизоляционного назначения. К слоистым пластикам относятся гетинакс и текстолит с разными наполнителями и древеснослоистые пластики.

Органоволокниты

Органоволокниты обладают высокой удельной прочностью в сочетании с хо­рошими пластичностью и ударной вяз­костью. Характерной особенностью органоволокнитов является единая поли­мерная природа матриц и армирующих волокон. Матрица и наполнитель имеют близкие значения температурных коэффициентов линейного расширения, им свойственны химическое взаимодей­ствие и прочная связь. Органоволок­ниты имеют бездефектную и практиче­ски беспористую структуру (пористость 1-3%), хорошую стабильность механи­ческих свойств. Слабым местом при нагружении материала является не столь­ко граница раздела между волокном и матрицей, сколько межмолекулярные связи в самом волокне.

Структура волокна неоднородна. Она состоит из ориентированных макромо­лекул и их совокупности-фибрилл. Большая степень их ориентации в на­правлении оси волокон обеспечивает во­локнам высокие прочность и жесткость при растяжении в этом направлении. Однако неоднородность структуры во­локон обусловливает различные напря­женные состояния в отдельных ее эле­ментах. Между ними возникают напря­жения сдвига, которые приводят снача­ла к расщеплению волокна вдоль оси, а затем к разрушению. Такой механизм разрыва волокон вызывает боль­шую работу разрушения композицион­ного материала в целом. Это характери­зует высокую прочность при статиче­ском и динамическом нагружении. Ор­гановолокниты, особенно с эластичным наполнителем, имеют очень высокую ударную вязкость (600-700 кДж/м2). Слабые межмолекулярные связи являются причиной низкой прочности и жесткости при сжатии. При этом предельная деформация при сжатии определяется не разрушением волокон, а их искривлением. Дополнительное ар­мирование органоволокнитов волокна­ми, затрудняющими это искривление, например, углеродными или борными, повышает прочность при сжатии.

55 Полупроводниковые комплексы.

Полупроводниковые комплексы представляют собой материалы сложного состава, которые в основном применяются при изготовлении термоэлементов, термогенераторов, холодильных устройств. В таблице 3.2 приведены некоторые из них, применяемые в термоэлектрических устройствах.

Таблица 3.2 – Полупроводниковые материалы сложного состава

Материал	Тип электропроводности	Ширина за-прещенной зоны, эВ	Максимальная рабочая температура, 0С	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м×К)
Bi0,4Sb1,6Te3	P	0,19		1,0
Bi2Te2,7Se0,3	N	0,20		1,1
AgSbTe2	P	0,30		0,6
Ge0,3Si0,7	N	1,10		3,8