Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 7

в 15:23, , рубрики: diy или сделай сам, Блог компании MakeItLab, диэлектрики, материаловедение, Научно-популярное, самоделки, электричество

Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части начинаем разбирать диэлектрики: стеклотекстолит, лакоткань, резину и эбонит.
image

Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Стеклотекстолит

Разновидность текстолита, в которой используется стеклоткань и чаще всего эпоксидная смола. Обычно светло желтого цвета. Широко распространенный композиционный материал, сочетает в себе легкость, прочность, упругость, не гниет, трудногорюч.

В виде листов — основной материал печатных плат, имеет за рубежом название FR-4. достаточно прочный и стабильный для изготовления многослойных печатных плат. Вне формы листов частно именуется fiberglass — стеклопластик.

Примеры применения

Основной материал для изготовления печатных плат. Выпускается уже с заранее наклеенной медной фольгой с одной или с двух сторон, именуется «Стеклотекстолит фольгированный ГОСТ 10316-78».

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 7 - 2
Заготовки печатных плат из 1,5 мм фольгированного стеклотекстолита.

Конструкционный материал. В виде листов различной толщины «Стеклотекстолит конструкционный ГОСТ 10292-74» Оправки катушек, держатели электродов, корпусные элементы.

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 7 - 3
Обрезки листового стеклотекстолита различной толщины. Деталь на переднем плане специально была сломана — на изломе виден текстильный материал.

Электроизоляционный материал. В качестве прокладок, сепараторов, держателей, защитных пластин.

Что стоит добавить

Стеклотекстолит и стеклопластики вообще — очень интересные материалы. Стеклопластиковая арматура при падении на бетонный пол звенит, что говорит о высокой упругости материала. Материал легче стали, при этом во многом сопоставим с ней по прочности.

Материал анизотропен. Так как он слоистый, при нагрузке перпендикулярно слоям он значительно прочнее, чем при нагрузке направленной на разделение слоев. При изготовлении изделий путем формования стеклоткани с эпоксидной смолой это учитывают при выборе направлений укладки ткани.

Материал обманчиво легко обрабатывается. Легко режется ножовкой, пилится напильником, сверлится. Но стеклянные волокна в составе очень быстро изнашивают рабочую кромку инструмента. Обычные сверла из быстрорежущей стали тупятся уже после двух-трёх десятков отверстий, поэтому стеклотекстолит на производстве печатных плат сверлится твёрдосплавными сверлами из карбида вольфрама. Но сверла эти очень хрупкие и сверлить ими возможно только в станке.

Материал разрушается необратимо, этим поведением (как и треском при разрыве волокон) сильно напоминает дерево. Если стальная деталь при превышении нагрузки погнется, то её можно при помощи молотка и какой-то там матери выправить обратно, то стеклопластиковая деталь при превышении нагрузки с треском теряет форму и ремонту не подлежит, только замене.

Стеклотекстолит не гниет, стоек к атмосферным воздействиям (однако может расслаиваться из-за замерзания попавшей в случайные поры воды зимой) и прозрачен для радиоволн. Поэтому из него делают различные обтекатели для антенн, кожухи, корпуса. Оборотная сторона медали — материал не подлежит переработке. Вообще, отправляется на свалку и будет лежать там столетиями.

Изготовление изделий сложной формы — неавтоматизируемый процесс с обилием ручного труда. Правильно разложить ткань, подрезать, расправить складки, нанести смолу, выгнать пузыри воздуха — всё вручную. Поэтому изделия из стеклопластиков, из карбона (ткань из углеродного волокна) дорогие и вряд ли когда-то станут дешевле. Это собственно и поставило крест на стеклопластиковых кузовах авто — долго, дорого их производить и не переработать в металлолом потом, хотя такой кузов почти вечный и не заржавеет. Некоторые изделия получают автоматизированной намоткой стеклонити — газовые баллоны, арматуру.

Лакоткань

Лакоткань — гибкий электроизоляционный материал, состоит из ткани (хлопчатобумажная, синтетическая, стеклоткань) пропитанной эластичным связующим (лаки, смолы). Есть ГОСТ 28034-89 на лакоткани.

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 7 - 4
Кусочек лакоткани. Часто можно встретить в трансформаторах.

Так как слой ткани всего один — лакоткань гибкая и прочная, и зачастую полупрозрачная. Иногда связующее специально делают липким, слои такой ткани хорошо слипаются образуя со временем почти монолитный слой.

Применяется часто для изоляции слоев обмоток в трансформаторах, в обмотках электромоторов, генераторов.

Резина

Эластичный материал, получаемый вулканизацией каучука. Вообще часто резиной называют любой эластичный материал, не акцентируя на разницу в составе, хотя силиконовая резина от изопреновой отличается довольно сильно.

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 7 - 5
Кабель в резиновой изоляции, поликлиновой приводной ремень, уплотнительные кольца — изделия из резины.

До изобретения вулканизации природный каучук был специфическим материалом — липким на жаре, ломким на холоде, непрочным. Открытие вулканизации Гудиером позволило лишить резину природных недостатков. Если в исходное сырьё ввести 1-2% серы, то при нагревании между молекулами каучука образуются мостики через атомы серы, в результате чего резина становится упругой, эластичной. Если ввести много серы (30%), то мостиков будет так много, что резина станет твёрдой, получится материал под названием эбонит. Регулируя степень вулканизации можно регулировать свойства материала в широких пределах.

Примеры применения

Изоляция проводов. Повод в резиновой изоляции обладает рядом преимуществ перед собратом с изоляцией из ПВХ, резина на морозе дубеет не так сильно, не плавится. Нагревательные приборы, не исключающие контакт с питающим проводом, имеют провод из термостойкой изоляции, например, утюги. Удлинитель из провода в резиновой изоляции —
хорошее решение для тяжелых условий эксплуатации. К сожалению медные жилы такого провода очень часто окисляются, что осложняет монтаж.

Уплотнения. Резиновые колечки, прокладки, манжеты, часто не только обеспечивают
герметичность, но и устраняют неприятные люфты и вибрации в изделиях.

Приводные ремни. Гибкие ремни круглого (пассики), квадратного, плоского, клинового,
поликлинового сечений, зубчатые… и множество других форм. Предназначены для передачи вращения в разных механизмах, например от вала электродвигателя на реечный привод выдвижения лотка у DVD дисковода.

Средства защиты от напряжения. Резиновые перчатки, боты, коврики — всё для защиты электрика от удара электрическим током.

Эбонит

Эбонит — представляет собой высоко-вулканизированный каучук с большим (до 30%) содержанием серы, за счет чего, в отличии от привычной резины, обладает твёрдостью. Есть ГОСТ 2748-77 на эбонит.

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 7 - 6
Эбонитовый пруток. Я сточил часть прутка для видимости самого материала.

Примеры применения

Электроизоляционный материал. До широкого распространения синтетических пластиков был в ходу, сейчас полностью вытеснен пластиками, превосходящими его по свойствам.
Поделочный материал — рукоятки ножей, мундштуки трубок, декоративные элементы.

Ссылки на части руководства: 123456

Автор: spiritus_sancti

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля