Контрольная работа: Применение материалов в электротехнике
Отливки , изготовляемые из эпоксидных смол имеют γ=1,2-1,3 г/куб.см, σв.р=55-130мПа, НRС 100-110 ед.
Термостойкие смолы представляют собой линейные или сшитые полимеры, имеющие высокую Т стеклования и способность выдерживать на воздухе продолжительный нагрев до Т=316 град без заметных измений структуры. Это как правило полиамиды конденсационарного типа, армированные стекловолокном, применяются для изготовления обтекателей радиолокационных антенн, деталей механизмов, работ в условиях повышенной Т. Эти материалы имеют при Т=316град σв.р=300мПа
Вопрос 3: Опишите прямой и обратный пьезоэффект, дайте определение пьезоэлектрикам, приведите примеры, опишите их свойства, особенности, составы, применение
Прямой пьезоэлектрический эффект- возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях.
Обратный пьезоэлектрический эффект- появление механических деформаций под действием электрического поля
Первое исследование пьезоэлектрического эффекта осуществлено П. Кюри (1880) на кристалле кварца. Пьезоэлектрический эффект обнаружен более чем у 1500 веществ- Пьезоэлектрических материалов.
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ, вещества с ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами. Пьезоэлектрическими материалами являются некоторые монокристаллы (кварц, дигидрофосфаты калия и аммония, сульфат лития), а также поликристаллические твердые растворы после поляризации в электрическом поле (пьезокерамика).
Пьезоэлектрический эффект наблюдается у всех сегнетоэлектриков и у многих пироэлектриков.
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ , вещества, обладающие в определенном интервале температур самопроизвольной (в отсутствие электрического поля) электрической поляризацией, сильно зависящей от внешних условий. К сегнетоэлектрикам относятся сегнетова соль, титанат бария (BaTiO3), дигидрофосфаты калия (KH2PO4) и аммония, ниобат лития (LiNbO3) и др. Известно несколько сотен сегнетоэлектриков, в т. ч. сегнетокерамика. Применяются главным образом как пьезоэлектрические преобразователи в детекторах электромагнитных излучений, а также в различных конденсаторах.
ПИРОЭЛЕКТРИКИ (от греч . pyr - огонь), кристаллические диэлектрики, на поверхности которых при изменении температуры появляются электрические заряды. Т.е ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСТВО -это возникновение электрических зарядов на поверхности пироэлектриков при их нагревании или охлаждении.
Пироэлектриками могут быть лишь нецентросимметричные кристаллы. Все пироэлектрики являются пьезоэлектриками (но не обратно), некоторые пироэлектрики обладают сегнетоэлектрическими свойствами. Типичный пироэлектрик - турмалин. ТУРМАЛИН , минерал подкласса кольцевых боросиликатов. Твердость 7,5; плотность 3,0-3,4 г/см3. Образует столбчатые кристаллы, радиально-лучистые агрегаты (т. н. турмалиновые солнца). Применяются также синтетические турмалины.
ПЬЕЗОМАГНЕТИЗМ, намагниченность (слабый ферромагнетизм) антиферромагнетиков; возникает под действием внешнего давления вследствие упругой деформации их кристаллической решетки. Обнаружен в CoF2, MnF2 и т.д.
Применение пьезоэлектриков: ПЬЕЗОКВАРЦ , минерал, прозрачные монокристаллы кварца, которые благодаря присущему им эффекту пьезоэлектричества могут быть использованы в радиотехнике. Применяются также синтетические пьезокварцы.
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, преобразователи механических и акустических колебаний в электрические и обратно, основанные на пьезоэлектрическом эффекте. Используются в качестве мощных источников ультразвука, излучателей и приемников звука, микрофонов и гидрофонов, звуковых резонаторов, фильтров, датчиков механических напряжений. Применяются в акустоэлектронике и сейсмических исследованиях.
ПЬЕЗОМЕТР (от греч . piezo - давлю, сжимаю и ...метр), прибор для измерения сжимаемости газов, жидкостей и твердых тел. Пьезометрами называют также устройство для измерения линейной деформации твердых тел.
ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКАЯ СКВАЖИНА , буровая скважина, предназначенная для постоянного наблюдения в какой-либо части нефтяной залежи, водоносного горизонта за изменением пластового давления.
Вопрос 4: Укажите классификацию контактных материалов. Приведите основные требования, предъявляемые к контактным материалам, примеры материалов, применяемых для каждого вида контактов
Контактные материалы прим для изготовления различного вида контактов электрических цепей. Эти контакты подразделяют на разрывные, скользящие и неподвижные.
Разрывные контакты подразделяют на слабонагруженные и высоконагруженные.
Слабонагруженные контакты изготовляют из золота, серебра, платины, палладия и их сплавов с медью; они отличаются низким переходным Эл. сопротивлением с повышенной стойкостью против окисления.
Высоконагруженные контакты изготовляют из вольфрама, молибдена, их сплавов и порошковых композиций
Скользящие контакты изготовляют из палладиево- серебряно- медных (никелевых) сплавов марок ПдСрМ36-4; ПдСрН13-2-11,8, где цифры означают содержание в % 2-го и 3-го элементов. Эти материалы должны отличаться высоким сопротивлением свариванию, чтобы избежать приваривания друг к другу при прохождении тока. Часто применяют композиции из порошков меди или серебра с добавкой графита, препятствующего свариванию контактов. К этой группе сплавов относят сплавы марок МГ3, МГ5,СГ3,СГ5, и т.д. Здесь цифры обозначают наличие графита в %.
Неподвижные контакты(Зажимные) изготовляют из сплавов, отличающихся низкими значениями переходного Эл сопротивления, высокими антикоррозионными св-вами и способностью не образовывать на поверхности контакта оксидных плёнок. В ответствен корабельных системах чаще всего применяют палладиево- иридиевые сплавы марки ПДИ10; платинорутениевые сплавы марки ПлРу8; Платиноникелевые сплавы марки ПЛН4,5 и тд. Здесь цифры обозначают наличие второго элемента в %
Вопрос5: 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.
Это проводниковые материалы высокого электрического сопротивления (уд Эл. Сопротивление 1*10 в минус 5 до 1,5*10 в минус 6. Используется для преобразования тока в тепло- применяется в Эл. нагревательных элементах, в реостатах, катушек сопротивлений, термопар, например элементы Эл. печей.
Обычно у таких материалов нарушена кристаллическая решётка за счёт внедрения в неё атомов легирующих элементов, а также за счёт способности некоторых материалов повышать амплитуду колебаний атомов при нагрузке.(это чаще всего медные сплавы, легированные никелем, железом, фольфрамом, молибденом и т.д., которые делят на группы в зависимости от рабочей температуры. Константан относится к первой группе. (500град – для изготовления точных элементов сопротивлений корабельных электротехнических устройств).
МНМц 40-1,5;- КОНСТАНТАН (от лат . constans - постоянный, неизменный), сплав Cu (основание) с Ni (40%) и Mn (1,5%), относящийся к сплавам с высоким удельным электрическим сопротивлением, слабо зависящим от температуры. Обладает высокой нагревостойкостью (Т рабочая- до 500град.) Изготовляют реостаты, элементы измерительных приборов невысокой точности, элементы нагревательных приборов, термопары.
Недостаток- высокое значение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) при работе в паре с медью, поэтому не применяется в электроизмерительных приборах высокой точности.
МНМц 3-12. сплав Cu (основание) с Ni (3%) и Mn (12%)