где h - коэффициент растворимости, определяемый количеством граммов воды, поглощенным 1см материала при разности давлений в 1мм. рт. ст. (г/см3*мм. рт. ст.); р -давление паров воды (мм рт. ст.).
В полярных материалах из-за сильного взаимодействия полярных радикалов с молекулами воды имеет место некоторое отклонение влагопоглощения, определяемого по закону Генри. Наличие у ряда пластмасс гигроскопических наполнителей (древесной муки, бумаги) приводит к повышенному влагопоглощению.
Изменение содержания влаги в пластмассах вызывает изменение геометрических размеров. При этом из-за неравномерного изменения размеров твердых диэлектриков в них возникают внутренние напряжения, приводящие к короблению, к появлению трещин и к разрушению. Одновременно происходят значительные изменения физико-химических свойств. Образование трещин способствует увеличению проникновения влаги внутрь материала, что ухудшает электрические свойства материалов.
Большой гигроскопичностью и водопоглощаемостью обладают волокнистые материалы. Это хлопчатобумажное и искусственное волокно, натуральный шелк, электроизоляционные бумаги и картоны, ленты и ткани, древесина. Основой большинства этих материалов является целлюлоза, обладающая несимметричными дипольными полярными молекулами и имеющая большое количество капилляров. Одним из широко применяемых видов пластмасс, использующих волокнистые материалы в качестве основы, являются сложные пластмассы (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит и т. п.). Сложным материалам, так же как и многим органическим, свойственно явление сорбции влаги.
Электрические параметры диэлектриков зависят не только от количества поглощаемой влаги, но и от ее распределения в объеме материала. В материалах с волокнистым строением влага распределяется по каналам, замыкающим токоведущие цепи. В большинстве термопластических материалов (полиэтилен, полистирол и др.) влага распределяется в виде разобщенных сферических областей. В некоторых материалах эти области вытягиваются в полости. Таким образом, при одном и том же количестве поглощенной влаги разные материалы будут по-разному менять свои свойства.
Для некоторых материалов процесс обезвоживания (дегидратации) является опасным, так как он может приводить к короблению, к потере прочности, к разрушению и т. д.
Вблизи больших водных поверхностей, часто наблюдается изменение абсолютной влажности окружающей среды. Средние значения абсолютной влажности на уровне земли колеблются от 0,1 г/м в полярных районах до 30 г/м в тропиках. При этом меняются параметры и такого диэлектрика, как воздух (см. рисунок ІІІ.5-6.7.).
Зависимость диэлектрической проницаемости воздуха от температуры и влажности выражается следующей формулой:
где р - давление воздуха, мм рт. ст., е -давление водяных паров, мм рт. ст.; Т – абсолютная температура.
Приведенная формула справедлива при малой влажности или при малом давлении водяных паров.
Следует отметить, что под действием
влаги на изоляционные материалы у них ухудшаются не только физико-химические и
электрические свойства, а также, ускоряется процесс старения и ухудшаются
теплоизоляционные свойства. Известно, что коэффициент теплопроводности воды в
25 раз больше коэффициента теплопроводности воздуха. Поэтому при
проникновении воды в материал она вытесняет из него воздух, что приводит к
росту теплопроводности.
Вторая форма взаимодействия воды с материалом приводит к ускорению процессов коррозии металлов, к гидролизу и способствует распаду некоторых материалов.
Использование технических систем различного назначения на самолетах, космических кораблях, ракетах различного назначения и т. д. требует рассмотрения воздействия изменений параметров окружающей газовой среды, таких как ее: состав, температура, плотность, давление и влажность.
Изменения температуры, давления и влажности с высотой приводят к соответствующим изменениям физико-электрических параметров воздуха (рисунок ІІІ.5-6.7.).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.