Контрольная работа: Применение материалов в электротехнике

1. Какие процессы отражает диаграмма состояния сплава?

2. Укажите, что называется смолами, на какие группы они подразделяются и для чего применяются в электротехнике. Опишите, какие технико-экономические преимущества имеют синтетические смолы по сравнению с природными

3. Опишите прямой и обратный пьезоэффект, дайте определение пьезоэлектрикам, приведите примеры, опишите их свойства, особенности, составы, применение.

4. Укажите классификацию контактных материалов. Приведите основные требования, предъявляемые к контактным материалам, примеры материалов, применяемых для каждого вида контактов

5. Для нагревательных элементов сопротивления выбраны сплавы МНМц 40-1,5; МНМц 3-12. Расшифруйте эти марки сплавов, укажите к какому классу электротехнических материалов они относятся. Их особенности, преимущества, недостатки и области применения.

Вопрос 1: Какие процессы отражает диаграмма состояния сплава?

Диаграмма состояния сплава представляет собой графическое изображение состояния сплава при изменении его состава, температуры, давления, концентрации элементов. Она показывает устойчивые состояния сплава, при которых компоненты и фазы обладают минимумом свободной энергии. Эти фазы называются равновесными фазами, вследствие чего и диаграммы называют диаграммами равновесия. Равновесные состояния- это устойчивые состояния вещества, обладающие минимумом свободной энергии.

Обычно для построения диаграммы состояния пользуются результатами термического анализа, те строят кривые охлаждения сплава.

Сплав нагревают выше температуры плавления, затем охлаждают до 0. В процессе охлаждения с определёнными промежутками времени фиксируется температура сплава (рис1.а), изменяющаяся вместе с агрегатным состоянием. По полученным данным строим кривую охлаждения в координатах время-температура. Если взять сплавы с различным %-ым содержанием, то диаграмма состояния может быть построена в осях концентрация(х), темп(у) ( рис1. б)

Рис.1

Диаграмма состояния

а) температура от времени охлаждения сплава

б)температура от концентрации веществ сплава

Диаграмма состояния сплава при его кристаллизации показывает изменение его состояния в зависимости от температуры и концентрации при постоянном давлении внешней среды.

Если сплав однокомпонентный, то диаграмма состояния рис.2 а.

Если двухкомпонентный, то рис.2 б

Рис2. а)диаграмма состояния для однокомпонентного сплава

б) диаграмма состояния для двухкомпонентного сплава

По оси х- концентрация А- одного вещества, соответственно В=100-а – другого.

По оси у- температура сплава при его кристаллизации.

Ж- только жидкая фаза

Ж+α-наличие жидкой фазы и некоторой твёрдой фазы определённой концентрации элементов

α - наличие твёрдой фазы.

Ликвидус (по латыни ликва-жидкий)- линия на графике, кот показывает температуру начала кристаллизации сплава.

Солидус (солид-твёрдый)—точки графика, определяющие температуру конца кристаллизации.

Вопрос 2: Укажите, что называется смолами, на какие группы они подразделяются и для чего применяются в электротехнике. Опишите, какие технико-экономические преимущества имеют синтетические смолы по сравнению с природными

Что называется смолами, их виды.

Смолы- обширная группа материалов, кот характеризуются сходством химической природы ( это сложные смеси органических веществ, главным образом высокомолекулярных) и некоторыми общими физическими свойствами.

По происхождению – природные и синтетические.

СМОЛЫ ПРИРОДНЫЕ, вырабатываемые некоторыми растениями сложные по химическому составу вещества; затвердевают на воздухе, растворимы в органических растворителях, нерастворимы в воде. Образуются в основном тропическими растениями (копайский бальзам, шеллак и др.); в умеренной зоне – в основном растениями семейства сосновых (канифоль). Ископаемые природной смолы - копал, янтарь. Применение природной смолы в производстве лаков, политур, клеев и др. сокращается в связи с их заменой синтетическими продуктами.

КАНИФОЛЬ - Хрупкая смола( стекловидное вещество от светло-желтого до темно-коричневого цвета). Входит в состав смолистых веществ хвойных деревьев. Получают из живицы, экстракцией измельченной древесины органическими растворителями или перегонкой сырого таллового масла. Состоит в основном из органических кислот(абиетиновой и др. Растворима в нефтяным маслах, особенно при нагреве и др жидких углеводородах, растительных маслах, спирте, скипидаре. Температура размягчения 50-70 град. На воздухе постепенно окисляется, причем температура размягчения повышается, а растворимость снижается. Канифоль растворённая в нефтяных маслах применяется при изготовлении пропиточных и заливочных кабельных компаундов. Применяют в производстве синтетического каучука, резин, пластмасс, искусственной кожи, лаков и др., в качестве флюса при лужении и пайке металлов, а также для натирания волоса смычков струнных инструментов.

ШЕЛЛАК (нидерл . schellak), воскоподобное вещество, выделяемое тропическими насекомыми из семейства лаковых червецов. Применение ограничено (главным образом для изготовления спиртовых лаков и политур). Хорошо растворим в спирте, не растворим в углеводородах. При 50-60град становится гибким, далее размягчается и расплавляется. При продолжительном нагреве запекается, становясь неплавким и нерастворимым. В электроизоляционной технике используется в виде клеящих лаков.

Копалы применяются в качестве добавки к масляным лакам для увеличения твёрдости плёнок, янтарь для изготовления вводов в приборы, где важно высокое сопротивление изоляции.

Синтетические смолы

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--