Электроизоляционные и конденсаторные материалы, страница 13

Клеи минеральные - в эту группу входят жидкое натриевое или калиевое стекло, кремнийорганические клеящие смолы (ЭФ-3, К-58), органосиликатные материалы (Ц-5, В-58, АС-4). Они применяются для склеивания слюды, стеклотекстолита и жаростойкой тепловой и электрической изоляции класса нагревостойкости Н (180^оС) и выше.

Клеи из синтетических смол - наиболее обширная группа. Они могут быть подразделены на 3 типа:

1) клеи на основе поликонденсационных термореактивных смол;

2) на основе полимеризационных смол;

3) на основе эфиров целлюлозы.

По роду растворителей эти клеи разделяются на спирторастворимые, водорастворимые и эмульсионные.

7.5. Неорганические диэлектрики и их свойства

7.5.1.    Слюда и материалы на ее основе

Слюда относится к первым электроизоляционным материалам, нашедшим применение в электро- и радиотехнике. Слюда - весьма распространенный в природе минерал, но богатые месторождения, дающие слюду высокого качества немногочисленны.

Слюда до сих пор широко применяется в электротехнике, в частности в изоляции вращающихся электрических машин. Она обладает высокими электроизоляционными свойствами, в особенности при направлении приложенного электрического поля поперек плоскостей спайности, по которым слюда легко расщепляется на тонкие пластинки ("щепаная слюда"), а также высокой нагревостойкостью.

Химический состав слюды, из-за наличия большого количества примесей, сложен. Однако по виду солей, составляющих основу слюд, их подразделяют на мусковит, являющийся основной алюминиево-калиевой солью алюмокремниевой кислоты (K₂O^. 3Al₂O₃^. 6SiO₂ ^.2H₂O) и флогопит, являющийся основной магниево-калиевой солью алюмокремниевой кислоты (K₂O ^. 6MgO ^. Al₂O₂^. 6SiO₂^. 2H₂O). Характерной особенностью кристаллов слюды является то, что они легко расщепляются на тонкие пластинки по параллельным друг другу плоскостям, называемым плоскостями спайности.

Слюда обладает высокими электроизоляционными свойствами, особенно при приложении электрического поля поперек плоскости спайности. Значение слюд поперек плоскости спайности составляет, r=10¹²…10¹⁴ Ом·м у мусковита и r=10¹¹…10¹² Ом·м у флогопита, коэффициент l=0,45…0,50 Вт/(м·к). Электроизоляционные свойства вдоль плоскости спайности значительно хуже.

Электроизоляционные свойства мусковита выше, чем флогопита, но флогопит более нагревостоек. Из щепаной слюды изготавливаются многослойные слюдяные материалы - миканиты и микафолии, в которых пластинки слюды скреплены соответствующим связующим.

Миканиты применяются, главным образом, как межламельная изоляция коллекторов (коллекторный миканит) и как электроизоляционные прокладки для работы при температуре свыше 600^оС (жаростойкий миканит), например, в изоляции нагревательных элементов электрических утюгов. Миканиты используются и для изолирования полюсных наконечников, катушек, пазов, стержней, трубок и т.п. (гибкий миканит). Прокладочный миканит применяется, главным образом, в качестве электроизоляционных прокладок.

Микафолии используются для изолирования пазовых участков стержней обмоток высоковольтных электрических машин, для изготовления электроизоляционных трубок.

Слюда обладает высокой химостойкостью и теплостойкостью. Максимально допустимая рабочая температура слюд ограничивается тем, что при высоких температурах под влиянием обезвоживания и давления паров воды, выделяющейся внутри кристалла, происходит его расслоение и вспучивание, снижение механической прочности и прозрачности. Температуры вспучивания для мусковитов - 300-600 ^оС, а для флогопитов – 800‑900 ^оС.

Слюда является дефицитным и дорогим материалом. Из измельченных отходов слюды изготовляется слюдинитовая бумага, которая идет для изготовления формовочных и гибких слюдинитов, слюдинитофолия и слюдинитовой ленты, все в больших масштабах применяющихся в изоляции электрических машин. Электроизоляционные слюдинитовые материалы имеют несколько худшие механические свойства и меньшую электрическую прочность, чем электроизоляционные материалы из щепаной слюды; они более склонны к увлажнению. Зато они более однородны и их производство может быть полностью механизировано.