WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 


Pages:   || 2 | 3 |

«В.А. Юзова, А.А. Левицкий МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ Модуль № 2 Пассивные и активные диэлектрики и элементы на их основе Красноярск СФУ ОГЛАВЛЕНИЕ ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное автономное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Сибирский федеральный университет

В.А. Юзова, А.А. Левицкий

МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ

ТЕХНИКИ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Модуль № 2

Пассивные и активные диэлектрики и элементы на их основе

Красноярск

СФУ

ОГЛАВЛЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЕ……………………………………………………………………2 ВВЕДЕНИЕ……………………………...………………………………………...7 ТЕМА 2.1.

Основные физические процессы в диэлектриках ЛЕКЦИЯ 2.1 ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ……………………...9 2.1.1. Понятие поляризации………………………………………...9 2.1.2. Механизмы поляризации…………………………………...10 2.1.3. Классификация диэлектриков в связи с механизмами поляризации………………………………………………………...15 2.1.4. Влияние агрегатного состояния на диэлектрическую проницаемость линейных диэлектриков…………………………16 2.1.5. Вопросы для самопроверки………………………………...19 Литература………………………………………………………...191 ЛЕКЦИЯ 2.2. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ………..20 2.2.1. Сопротивление диэлектрика……………………….………20 2.2.2. Электропроводность газов………………………………….23 2.2.3. Электропроводность жидких диэлектрических материалов………………………………………………………….25 2.2.4. Электропроводность твердых диэлектриков……………...26 2.

2.5. Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков……………………………………………………….31 2.2.6. Вопросы для самопроверки………………………………...34 Литература………………………………………………………...191 ЛЕКЦИЯ 2.3. ПОТЕРИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ И ИХ ПРОБОЙ………..35 2.3.1. Общие сведения о диэлектрических потерях……………...36 2.3.2. Виды диэлектрических потерь……………………………..40 2.3.3. Диэлектрические потери в газах…………………………...43 2.3.4. Диэлектрические потери в жидких диэлектриках………...44 оглавление 2.3.5. Диэлектрические потери в твердых диэлектрических материалах………………………………………………………….45 2.3.6. Понятие пробоя диэлектриков……………………………...48 2.3.7. Механизм пробоя газов……………………………………..49 2.3.8. Пробой жидких диэлектриков……………………………...55 2.3.9. Пробой твердых диэлектриков……………………………..56 2.3.10. Вопросы для самопроверки……………………………….58 Литература………………………………………………………...191 ТЕМА 2.2. Пассивные диэлектрики ЛЕКЦИЯ 2.4. ПОЛИМЕРЫ……………………………………………...58 2.4.1. Реакции образования полимеров…………………………...59 2.4.2. Классификация полимеров и сравнение их основных свойств……………………………………………………………...60 2.4.3. Линейные полимеры………………………………………...62 2.4.4. Композиционные порошковые пластмассы и слоистые пластики…………………………………………………………….67 2.4.5. Получение слоистых пластиков……………………………71 2.4.6. Эластомеры…………………………………………………..72 2.4.7. Дендримеры – новый класс полимеров……………………74 2.4.8. Вопросы для самопроверки………………………………...78 Литература………………………………………………………...191

ЛЕКЦИЯ 2.5. СТЕКЛА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИЗДЕЛИЯХ

ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ…………………………………………….78 2.5.1. Классификация стекол и их основные свойства…………..79 2.5.2. Краткое описание технологии получения стекол…………82 2.5.3. Лазерные стекла……………………………………………...82 2.5.4. Светочувствительные стекла………………………………...83 2.5.5. Стекла для ультразвуковых линий задержки………………...84 оглавление 2.5.6. Оптические и магнитоактивные стекла…………………...85 2.5.7. Стеклянные волоконные и пленочные оптические элементы…………………………………………………………...85 2.5.8. Области применения стекол, получивших наибольшее распространение………………………………………………………89 2.
5.9. Вопросы для самопроверки………………………………...90 Литература………………………………………………………...191 ЛЕКЦИЯ 2.6. СИТАЛЛЫ, КЕРАМИКА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ……...91 2.6.1. Ситаллы и их применение…………………………………..91 2.6.2. Общие сведения о керамических материалах……………..94 2.6.3. Особенности технологического цикла при получении керамик……………………………………………………………..95 2.6.4. Классификация и свойства керамических материалов…...96 2.6.5. Вопросы для самопроверки……………………………….102 Литература………………………………………………………...191 ТЕМА 2.3.

Основные характеристики и типы конденсаторов ЛЕКЦИЯ 2.7. ПАРАМЕТРЫ КОНДЕНСАТОРОВ…………………...103 2.7.1. Применение конденсаторов………………………………103 2.7.2. Общие сведения о конденсаторах………………………..104 2.7.3. Основные параметры конденсаторов…………………….108 2.7.4. Вопросы для самопроверки……………………………….114 Литература………………………………………………………...191

ЛЕКЦИЯ 2.8. СИСТЕМА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

КОНДЕНСАТОРОВ. ТИПЫ КОНДЕНСАТОРОВ……………………115 2.8.1. Действующая отечественная система обозначений……..115 2.8.2. Сокращенные обозначения и основные области применения конденсаторов………………………………………117 2.8.3. Конденсаторы различных типов…………………………..118 оглавление 2.8.4. Вопросы для самопроверки……………………………….130 Литература………………………………………………………...191 ТЕМА 2.4. Композиционные материалы ЛЕКЦИЯ 2.9. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ………………..130 2.9.1. Определение композиционных материалов……………..130 2.9.2. Классификация композиционных материалов…………...133 2.9.3. Критерии конструирования композита…………………...136 2.9.4. Композиционные материалы с металлической матрицей…………………………………………………………..138 2.9.5. Композиционные материалы с неметаллической матрицей…………………………………………………………..140 2.9.6. Вопросы для самопроверки……………………………….146 Литература………………………………………………………...191 ТЕМА 2.5.

Активные диэлектрики и элементы функциональной электроники ЛЕКЦИЯ 2.10. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ……………………………….147 2.10.1. Классификация сегнетоэлектриков……………………...148 2.10.2. Природа сегнетоэлектриков……………………………...149 2.10.3. Свойства сегнетоэлектриков……………………………..151 2.10.4. Механизм поляризации сегнетоэлектриков…………….154 2.10.5. Материалы оксидных сегнетоэлектриков………………158 2.10.6. Вопросы для самопроверки……………………………...163 Литература………………………………………………………...191 ЛЕКЦИЯ 2.11. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИКИ И ПИРОЭЛЕКТРИКИ………...163 2.11.1. Пьезоэффект………………………………………………164 2.11.2. Материалы пьезоэлектриков……………………………..166 2.11.3. Применение пьезоэлектриков……………………………167 2.11.4. Пироэлектрический эффект……………………………...171 2.11.5. Материалы пироэлектриков……………………………...174 оглавление 2.11.6. Применение пироэлектриков…………………………….176 2.11.7. Вопросы для самопроверки……………………………...179 Литература………………………………………………………...191 ЛЕКЦИЯ 2.12. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ, ЭЛЕКТРЕТЫ И ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ……………………………………………………………180 2.12.1. Сегнетоэластики…………………………………………..180 2.12.2. Электреты…………………………………………………183 2.12.3. Жидкие кристаллы………………………………………..186 2.12.4. Вопросы для самопроверки……………………………...190 Литература………………………………………………………...191 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………191

–  –  –

ВВЕДЕНИЕ Теоретический курс по дисциплине «Материалы и элементы электронной техники» изложен в виде подробного конспекта лекций.

Лекции систематизированы по модулям, которые являются самостоятельными и законченными частями единого теоретического курса.

Модульная система обучения составляет основу зачетных единиц, принятую в Государственном автономном образовательном учреждении «Сибирский Федеральный университет» (ГАОУ СФУ). Такой подход к изложению теоретического материала позволяет при необходимости пересматривать, перерабатывать, дополнять модули в отдельности. При этом остальная часть материала остается без изменения. Это даст выигрыш, как в средствах, так и в сроках по обновлению и переизданию материала.

Лекции снабжены планом и вопросами для самопроверки. Для более углубленного изучения теоретической части дисциплины в лекциях даются ссылки на доступные литературные источники. Но в целом по данному конспекту возможно получение теоретических знаний в пределах программы дисциплины «Материалы и элементы электронной техники», читаемой в институте инженерной физики и радиоэлектроники СФУ студентам: по кодификатору ГОС ВПО-2 для специальностей 210108.65 «Микросистемная техника», 210201.65 «Проектирование и технология электронных средств», 210202.65 «Проектирование и технология электронно - вычислительных средств», направлений подготовки бакалавров 210100.62 «Электроника и микроэлектроника», 210200.62 «Проектирование и технология электронных средств», по кодификатору ФГОС ВПО - 3 для направлений подготовки бакалавров 210100.62 «Электроника и наноэлектроника», 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств».

Излагаемый материал не претендует на стопроцентную оригинальность. По сравнению с изданными учебниками по материалам электронной техники в предлагаемый конспект введены элементы электронной техники. Основной же целью написания конспекта лекций является систематизация материала, имеющегося, как в широко используемых учебных изданиях, так и в периодических образовательных и научных журналах. Систематизация осуществляется для адаптации материала к разработанной программе дисциплины.

оглавление Конспект лекций в модульном исполнении может быть полезен студентам многих направлений и специальностей, так как позволяет использовать необходимые части, не нагружаясь остальными.

В данном учебном пособии изложен теоретический материал, представленный в виде конспекта лекций объемом 24 часа (12 лекций).

Материал соответствует модулю № 2 программы дисциплины «Материалы и элементы электронной техники». Модуль №2 посвящен пассивным и активным диэлектрикам, а также пассивным элементам. Модуль № 2 содержит пять тем.

При написании конспекта лекций использован многолетний опыт преподавания в Красноярском государственном техническом университете, различных материаловедческих дисциплин, в том числе дисциплины «Материалы и элементы электронной техники».

–  –  –

ТЕМА 2.1.

Основные физические процессы в диэлектриках ЛЕКЦИЯ 2.1

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ

План лекции 2.1.1. Понятие поляризации 2.1.2. Механизмы поляризации 2.1.3. Классификация диэлектриков в связи с механизмами поляризации 2.1.4. Влияние агрегатного состояния на диэлектрическую проницаемость линейных диэлектриков Литература: [1 – 3, 11]

–  –  –

Поляризация диэлектрика заключается в ограниченном смещении или в ориентации связанных зарядов, что приводит к возникновению в нем внутреннего электрического поля, направленного в сторону, противоположную внешнему полю Е. Поэтому поляризацию можно рассматривать как процесс в веществе, характеризуемый тем, что электрический момент некоторого объема этого вещества становится отличным от нуля. Способность диэлектриков поляризоваться оценивают по величине диэлектрической проницаемости.

При работе диэлектриков в знакопеременном поле поляризационные процессы значительно преобладают над процессами электропроводности, т. е. диэлектрик можно рассматривать как емкость.

Практически значение диэлектрической проницаемости находят, определяя, насколько емкость конденсатора увеличилась в результате замены вакуума или воздуха между его пластинами данным материалом:

CД С0, (2.1.1)

–  –  –

Емкость конденсатора с диэлектриком и накопленный в конденсаторе электрический заряд обусловливаются суммой различных механизмов поляризации, присущих данному диэлектрику.

Эквивалентной схемой диэлектрика, в котором проявляются различные механизмы поляризации, служит ряд емкостей, включенных параллельно источнику напряжения U (рис. 2.1.1).

Емкость С0 и заряд Q0 соответствуют собственному полю электродов, если в пространстве между ними имеется вакуум. Все остальные С и Q характеризуют различные механизмы поляризации.

Электронная поляризация (СЭ, QЭ) представляет собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов, молекул и ионов. На рис. 2.1.2 этот вид поляризации показан на модели атомов водорода. Время установления электронной поляризации ничтожно мало и составляет около 10-15 с. Поэтому электронную поляризацию условно называют мгновенной.

Она проявляется на всех частотах электро- и радиотехнического диапазонов.

Электронная поляризация наблюдается у всех видов диэлектриков и не связана с потерями энергии. Величина относительной диэлектрической проницаемости вещества с чисто электронной поляризацией численно равна квадрату показателя преломления света. Поляризуемость частиц вещества (атомов, молекул, ионов) при электронной поляризации не зависит от температуры. Однако величина Э уменьшается с повышением

–  –  –

температуры, что можно объяснить тепловым расширением диэлектрика и уменьшением числа частиц в единице объема.

Рис. 2.1.1. Эквивалентная схема диэлектрика сложного состава с различными механизмами поляризации.

U - источник напряжения; С0 и Q0 - емкость и заряд в вакууме; остальные индексы соответствуют электронной, ионной, дипольно-релаксационной, ионно-релаксационной, спонтанной и структурной поляризациям;

r с соответствующими индексами — сопротивления, эквивалентные потерям энергии при этих механизмах поляризации; Rиз — сопротивление изоляции току сквозной электропроводности через диэлектрик.

–  –  –

Ионная поляризация (Си, Qи) характерна для твердых тел с ионным строением и обусловливается упругим смещением ионов на расстояния, меньшие постоянной решетки. На рис. 2.1.3, изображающем модель кристаллической решетки каменной соли, показано смещение ионов натрия и хлора из узлов решетки: первых—по направлению поля, вторых—в противоположную сторону.

Время установления ионной поляризации - порядка 10-13с..С повышением температуры величина поляризации возрастает, поскольку тепловое расширение, удаляя ионы друг от друга, ослабляет действующие между ними упругих сил.

Для диэлектриков с ионным строением имеет смысл рассматривать температурную зависимость только в пределах твердого состояния, так как при расплавлении ионные соединения становятся проводниками второго рода.

Дипольно-релаксационная поляризация (Сдр, Qдр, rдр) отличается от электронной и ионной тем, что дипольные молекулы, находящиеся в хаотическом тепловом движении, частично ориентируются под действием поля, что и является причиной поляризации. На рис.2.1.4 показано примерное расположение дипольных молекул в отсутствие поля и при его воздействии на диэлектрик. Дипольно-релаксационная поляризация возможна, если молекулярные силы не мешают диполям ориентироваться вдоль поля. С увеличением температуры молекулярные силы ослабевают, что должно было бы усиливать дипольно-релаксационную поляризацию; но одновременно усиливается тепловое хаотическое движение молекул, а это уменьшает ориентирующее влияние поля. В результате с увеличением температуры величина дипольно-релаксационной сначала возрастает, причем это продолжается до тех пор, пока ослабление молекулярных сил сказывается сильнее, чем возрастание хаотического теплового движения.

Затем, когда хаотическое движение, стимулируемое продолжающимся ростом температуры, становится интенсивнее, величина дипольнорелаксационной поляризации начинает падать. Ориентация диполей в направлении поля требует преодоления некоторого сопротивления, а потому дипольно-релаксационная поляризация связана с потерями энергии. Это учтено в схеме, показанной на рис. 2.1.1, где последовательно с емкостью включено активное сопротивление rдр.

–  –  –

Рис.2.1.3. Модель кристаллической решетки каменной соли

Рис. 2.1.4. Примерное расположение дипольных молекул:

а - когда электрического поля нет; б - когда оно наложено.

–  –  –

В вязких жидкостях сопротивление поворотам молекул настолько велико, что при высоких частотах диполи не успевают ориентироваться в направлении поля, в результате чего с увеличением частоты приложенного напряжения дипольно-релаксационная поляризация уменьшается.

После снятия электрического поля ориентация дипольных моментов молекул ослабевает постепенно.

Дипольно-релаксационная поляризация свойственна газам и жидкостям с полярным строением молекул, но может наблюдаться и в твердых полярных веществах. В последнем случае поляризация обычно обусловлена уже не поворотом самой молекулы, а поворотом имеющихся в ней полярных радикалов по отношению к молекуле. Такую поляризацию называют так же дипольно-радикальной. Примером вещества с этим видом поляризации является целлюлоза, полярность которой объясняется наличием гидроксильных групп — ОН и кислорода.

Ионно-релаксационная поляризация (Сup, Qup, rup) наблюдается в ионных диэлектриках с неплотной упаковкой ионов, например в неорганических стеклах и в некоторых кристаллических веществах. В этом случае слабо связанные ионы вещества, подвергаясь под воздействием внешнего электрического поля хаотическим тепловым перебросам, совершают избыточные перебросы в направлении поля и смещаются на расстояния, превышающие постоянную решетки. После снятия электрического поля ионы постепенно возвращаются к центрам равновесия.

Этот механизм поляризации можно отнести к релаксационным, при которых происходит необратимое рассеяние энергии в виде тепла.

Самопроизвольная (спонтанная) поляризация (Сcn, Qcn,, rcn) свойственна только группе твердых диэлектриков ионной структуры, получивших название сегнетоэлектриков (по наименованию сегнетовой соли у которой этот процесс ярко выражен и был обнаружен впервые). Подробнее поляризация сегнетоэлектриков будет рассмотрена в последующих лекциях.

Структурная поляризация ССТ, QСТ, rСТ, считающаяся дополнительным механизмом поляризации, проявляется в твердых телах неоднородной структуры при макроскопических неоднородностях и наличии примесей. Она обнаруживается лишь при низких частотах и связана со значительным рассеянием электрической энергии. Вызывается эта поляризация наличием

–  –  –

В зависимости от того, влияет или не влияет величина напряженности электрического поля на значение диэлектрической проницаемости материала, все диэлектрики подразделяются на линейные и нелинейные.

Различие их свойств можно понять из рис. 2.1.5, на котором показана зависимость заряда от приложенной разности потенциалов (переменной полярности).

Линейные диэлектрики с без инерционными механизмами поляризации (электронной, ионной) и ничтожно малой сквозной проводимостью характеризуются рис. 2.1.5 а, линейные диэлектрики с замедленными (релаксационными) механизмами поляризации – рис. 2.1.5,6. Площадь эллипса пропорциональна количеству энергии, рассеиваемой в диэлектрике за один период изменения напряжения.

У нелинейных диэлектриков – сегнетоэлектриков зависимость заряда от напряжения имеет вид петли гистерезиса (рис. 2.1.5, в).

Приведенные на том же рисунке зависимости от напряженности электрического поля подчеркивают и другое различие между линейными и нелинейными диэлектриками. Если у конденсаторов с линейным диэлектриком емкость зависит только от геометрических размеров и не меняется с изменением приложенной разности потенциалов, то у конденсаторов с нелинейным диэлектриком она поддается управлению электрическим полем.

Различия в механизмах поляризации, а также особые явления, ей сопутствующие, дают возможность подразделить все диэлектрики на несколько групп.

Нейтральные (неполярные) диэлектрики. К этой группе относятся материалы, обладающие, в основном электронной поляризацией. Это газы, жидкости и твердые вещества в кристаллическом и аморфном состояниях.

Примерами нейтральных диэлектриков могут служить водород, бензол, парафин, сера и полиэтилен.

оглавление Дипольные (полярные) диэлектрики. К числу этих диэлектриков принадлежат материалы, обладающие одновременно и дипольнорелаксационной и электронной поляризациями, например масляноканифольные компаунды, фенолформальдегидные и эпоксидные смолы, целлюлоза, хлорированные углеводороды и некоторые другие органические жидкие, полужидкие и твердые вещества.

Ионные соединения. Эту группу, в которую входят твердые неорганические диэлектрики с ионной, электронной и ионно-релаксационной поляризациями, целесообразно разделить на две подгруппы, существенно различающиеся по своим электрическим характеристикам. К подгруппе диэлектриков с ионной и электронной поляризациями относятся преимущественно кристаллические вещества с плотной упаковкой ионов, например кварц, слюда, каменная соль и корунд (Аl2О3). Диэлектрики с ионной, электронной и ионно-релаксационной поляризациями образуют вторую подгруппу. К ней принадлежат неорганические стекла, кристаллические диэлектрики с неплотной упаковкой частиц в решетке и некоторые керамические материалы, например изоляторный фарфор.

Сегнетоэлектрики. Эту группу составляют диэлектрики, характеризующиеся спонтанной, электронной и ионной поляризациями, например сегнетова соль.

2.1.4. Влияние агрегатного состояния на диэлектрическую проницаемость линейных диэлектриков Значение диэлектрической проницаемости вещества, характеризующее степень его поляризуемости, определяется в первую очередь механизмами поляризации. Однако величина в большой мере зависит и от агрегатного состояния вещества, так как при переходе из одного состояния в другое существенно меняются плотность вещества, его вязкость и изотропность. А у сегнетоэлектриков, являющихся, подобно всем ионным соединениям, диэлектриками только в одном твердом состоянии, значение е может очень резко меняться при термодинамических переходах, связанных с перестройками кристаллической решетки материала.

–  –  –

Диэлектрическая проницаемость газов. Газообразные вещества характеризуются весьма малыми плотностями вследствие больших расстояний между молекулами. Ввиду этого поляризация всех газов незначительна.

Поляризация газов может быть как чисто электронной, так и дипольной (молекулы газа полярны), но и в том, и в другом случае их диэлектрическая проницаемость близка к единице, т.е. 1.

Зависимость диэлектрической проницаемости газа от температуры и давления определяется числом молекул в единице объема, которое пропорционально давлению и обратно пропорционально абсолютной температуре.

Основной газовой средой, с которой приходится иметь дело в электронной технике, является воздух. Воздух при не очень высоких оглавление значениях напряжённости электрического поля представляет собой весьма хороший диэлектрик.

Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков. Жидкие диэлектрики могут быть построены из нейтральных (неполярных) молекул или из дипольных (полярных) молекул. У неполярных жидкостей величина диэлектрической проницаемости определяется наличием только электронной поляризации. Она близка к значению квадрата показателя преломления света и обычно не превышает 2,5.

У жидкостей, содержащих дипольные молекулы, поляризация определяется одновременно электронной и дипольно-релаксационной составляющими. Такие жидкости обладают тем большей диэлектрической проницаемостью, чем больше величина электрического момента диполей и чем больше число молекул в единице объема.

Сильно полярные жидкости, характеризующиеся очень высоким значением диэлектрической проницаемости (например, вода и этиловый спирт), не могут найти практического применения в качестве диэлектриков вследствие большой удельной проводимости.

С температурной и частотной зависимостями диэлектрической проницаемости можно познакомиться в [1].

Диэлектрическая проницаемость твердых диэлектриков. У твердых тел диэлектрическая проницаемость может принимать самые различные числовые значения в соответствии с разнообразием структурных особенностей твердых диэлектриков. В твердых телах возможны все виды поляризации, указанные на рис. 2.1.1.

Диэлектрики, построенные из нейтральных молекул и обладающие только электронной поляризацией, имеют наименьшее значение диэлектрической проницаемости.

Ниже приведены значения диэлектрической проницаемости некоторых нейтральных твердых диэлектриков (при t=200С):

–  –  –

Диэлектрическая проницаемость неорганических стекол лежит в сравнительно узких пределах - примерно от 4 до 20.

С температурной и частотной зависимостями диэлектрической проницаемости твердых диэлектриков также можно познакомиться в [1].

2.1.5. Вопросы для самопроверки

1. Что такое поляризация?

2. Как практически найти величину диэлектрической проницаемости?

3. Какие механизмы поляризации условно относят к мгновенным и почему?

4. Пояснить все известные механизмы поляризации.

5. Какие механизмы поляризации связаны с потерей энергии?

6. Чем отличаются линейные диэлектрики от нелинейных?

7. Что понимают под полярными и неполярными диэлектриками?

8. Как выглядит зависимость электрического смещения D от напряженности электрического поля Е для диэлектриков с без инерционными и релаксационными механизмами поляризации?

9. Какие значения имеет диэлектрическая проницаемость у газообразных, жидких и твердых диэлектриков?

10. Как можно представить модель диэлектрика?

–  –  –

ТЕМА 2.1.

Основные физические процессы в диэлектриках ЛЕКЦИЯ 2.2

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИКОВ

–  –  –

2.2.1 Сопротивление диэлектрика 2.2.2. Электропроводность газов 2.2.3.Электропроводность жидких диэлектрических материалов 2.2.4.Электропроводность твердых диэлектриков 2.2.5. Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков Литература [1 – 4, 11 - 14, 29]

–  –  –

диэлектрика на постоянном напряжении поляризационные токи протекают лишь в короткие промежутки времени после включения и выключения напряжения (рис. 2.2.1). У большинства диэлектриков время существования тока абсорбции не превышает долей секунды, но в некоторых случаях оно может достигать десятков секунд и больше.

Поскольку измерить поляризационные токи практически трудно, сопротивление изоляции обычно рассчитывают как частное от деления

–  –  –

Особенностью электропроводности диэлектриков в большинстве случаев является ее неэлектронный (ионный) характер.

Если твердые и жидкие диэлектрики длительно находятся под напряжением, то ток утечки через них с течением времени уменьшается или увеличивается, как это показано на рис. 2.2.1. Уменьшение тока утечки со временем (кривая I) свидетельствует о том, что электропроводность материала была в большой степени обусловлена ионами посторонних примесей, которые нейтрализовались вблизи электродов. Это явление носит название электрической очистки образца. Увеличение тока со временем (кривая 2) свидетельствует об участии в нем зарядов, являющихся структурными элементами самого материала, и о протекающем в диэлектрике необратимом процессе электрического старения, которое постепенно может привести к разрушению диэлектрика, т.е. его пробою.

Электрическое старение наблюдается в некоторых твердых диэлектриках с ионным строением, например в керамике, содержащей двуокись титана TiO2.

Для сравнительной оценки различных материалов в отношении их объемной и поверхностной электропроводностей, как было указано выше, чаще всего пользуются значениями удельного объемного сопротивления и удельного поверхностного сопротивления.

–  –  –

В системе СИ удельная объемная проводимость выражается в сим м-1 а удельная поверхностная проводимость - соответственно в сим. Полная проводимость твердого диэлектрика, соответствующая его сопротивлению изоляции Rиз, складывается из объемной и поверхностной проводимостей;

поэтому сопротивление изоляции рассчитывают по формуле:

–  –  –

Характер электропроводности диэлектрических материалов обусловливается состоянием вещества: газообразным, жидким или твердым, а также зависит от влажности и температуры окружающей среды, от напряженности поля в образце.

Газы при небольших значениях напряженности электрического поля обладают исключительно малой проводимостью. Ток в газах может существовать только при наличии в них ионов или свободных электронов, которые возникают в результате ионизации молекул газа. Ионизация происходит либо под действием внешних факторов, либо вследствие соударений ионов и электронов, ускоренных электрическим полем, с молекулами газа (ударная ионизация).

К числу внешних факторов, вызывающих ионизацию газа, относятся рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, космические лучи, радиоактивное излучение, а также термическое воздействие (сильный нагрев газа). Электропроводность газа, обусловленная действием внешних ионизаторов, называется несамостоятельной электропроводностью газа.

Ударная ионизация возникает в газе в тех случаях, когда кинетическая энергия заряженных частиц, приобретаемая под действием электрического поля, достигает достаточно больших значений.

Электропроводность газа, обусловленная ударной ионизацией, носит название самостоятельной. Одновременно с ионизацией происходит обратный процесс – рекомбинация. Явление рекомбинации заключается в том, что часть положительных ионов, соединяясь с отрицательными частицами, образует молекулы.

оглавление Рекомбинация препятствует безграничному росту числа ионов в газе и приводит к тому, что спустя короткое время после начала действия внешнего ионизатора устанавливается определенная концентрация ионов.

На рис. 2.2.3 показан характер зависимости тока в газе от напряжения.

При напряжениях, меньших Uкр. число ионов и электронов можно считать не зависящим от величины напряжения на газовом промежутке. Электрическое поле обусловливает направленность движения заряженных частиц.

Начальный участок кривой до напряжения Uнас, соответствующего току насыщения, определяет область выполнения закона Ома, когда ток пропорционален напряжению, а плотность тока пропорциональна напряженности поля.

По мере возрастания приложенного напряжения скорость направленного движения заряженных частиц увеличивается, степень рекомбинации уменьшается и при некотором напряжении Uнас все ионы и электроны, создаваемые внешними ионизаторами, разряжаются на электродах.

Очевидно, что дальнейшее увеличение напряжения уже не будет вызывать возрастания тока, что соответствует горизонтальному участку кривой рис. 2.2.3 (ток насыщения при напряжениях от Uнас до Uкр).

Рис. 2.2.3. Зависимость тока I от напряжения U для газа.

В нормальных условиях и при расстоянии между электродами, равном 1 см, ток насыщения достигается в воздухе при напряженности поля около 0,6 В/м. Реальное значение величины плотности тока насыщения в воздухе весьма мало и составляет величину порядка 10-15 А/м2. Поэтому воздух можно рассматривать как совершенный диэлектрик до тех пор, пока не создадутся условия для появления ударной ионизации.

–  –  –

При возникновении ударной ионизации появляется самостоятельная электропроводность (выше Uкр на рис. 2.2.3), и с возрастанием напряжения ток вновь начинает увеличиваться.

–  –  –

Электропроводность жидких диэлектриков носит ионный характер.

Она тесно связана со строением молекул жидкости.

В жидкостях, молекулы которых нейтральны, электропроводность определяется наличием диссоциированных на ионы примесей, в том числе влаги.

В жидкостях же, имеющих дипольные молекулы, электропроводность зависит не только от примесей; иногда она вызывается и диссоциацией молекул самой жидкости.

Ток в жидкости обусловливается как передвижением ионов, так и перемещением относительно крупных заряженных коллоидных частиц.

Очистка жидких диэлектриков от содержащихся в них примесей дает заметное повышение их удельного сопротивления, Однако полностью удалить из жидкого диэлектрика способные к диссоциации примеси невозможно, что затрудняет получение электроизоляционных жидкостей с малыми значениями удельной проводимости.

Полярные жидкости всегда имеют повышенную удельную проводимость по сравнению с не полярными (нейтральными). Жидкости с большим дипольным моментом молекул вследствие высокой степени диссоциации отличаются настолько высокой удельной проводимостью, что рассматриваются уже не как жидкие диэлектрики, а как проводники с ионной электропроводностью.

Удельная проводимость любой жидкости сильно зависит от температуры. С ее увеличением вязкость жидкости уменьшается, в связи с чем возрастает подвижность ионов. Одновременно возрастает степень тепловой диссоциации. Оба эти фактора увеличивают удельную проводимость

–  –  –

где A и а—постоянные, характеризующие материал; Т — температура, °К.

Как показывает опыт, при очень больших напряженностях электрического поля (порядка 107-108 В/м) электропроводность жидкостей не следует закону Ома. Это можно объяснить тем, что под влиянием поля происходит увеличение числа движущихся ионов.

2.2.4. Электропроводность твердых диэлектрических материалов.

Электропроводность твердых диэлектрических материалов обусловлена главным образом передвижением ионов. У некоторых материалов при определенных рабочих условиях она может быть вызвана также наличием свободных электронов.

Вид электропроводности устанавливают экспериментально, используя закон Фарадея. Ионная электропроводность сопровождается переносом вещества на электроды. При электронной электропроводности это явление не наблюдается.

В диэлектриках с атомной или молекулярной структурой электропроводность связана только с наличием примесей.

В твердых диэлектриках ионного строения электропроводность обусловлена, в основном, перемещением ионов, освобождаемых под влиянием флуктуации теплового колебания! При низких температурах в свободное состояние переходят слабо закрепленные ионы, в частности ионы примесей. При высоких температурах освобождаются собственные ионы, вырываемые из кристаллической решетки.

В каждом отдельном случае вопрос о механизме электропроводности решается на основании данных об энергии активации носителей заряда. Например, относительно каменной соли известно, что энергия активации ионов натрия при нормальной температуре составляет около 0,85 эВ, энергия активации ионов хлора в три раза больше, а энергия активации электронов равна 6 эВ. Поэтому собственная электропроводность NaCI обусловлена движением ионов натрия.

Удельная проводимость при температуре Т выражается зависимостью

–  –  –

где q-заряд носителя, k (кулон);

nT - концентрация носителей, т. е. число их в единице объема (1м3);

- подвижность, м2 / (В·с);

- удельная проводимость, сим/м.

При этом предполагается, что концентрация носителей nT и 1T не подвижность зависят от напряженности электрического поля, т. е.

скорость их перемещения T пропорциональна напряженности поля:

T 1T E м/с Подвижность электронов на много порядков больше подвижности ионов. В двуокиси титана, например, подвижность электронов составляет около 10-4 м2/(Вс), тогда как подвижность ионов в алюмосиликатной керамике всего лишь 10-13 - 10-16 м2/(Вс), Поэтому концентрация электронов в диэлектрике с электронной электропроводностью в 109—1012 раз меньше концентрации носителей в диэлектрике с ионной электропроводностью (при одинаковом заряде носителей и одинаковом значении проводимости).

При ионной электропроводности число диссоциированных ионов находится в экспоненциальной зависимости от температуры:

–  –  –

Эп - энергия перемещения диссоциированного иона, определяющая переход его из одного междуузлия в другое.

Подставляя nT и 1T в формулу (2.2.6) для удельной проводимости и объединяя постоянные n, q и 1п одним коэффициентом В, имеем

–  –  –

В телах кристаллического строения с ионной решеткой электропроводность связана с валентностью ионов. Кристаллы с одновалентными ионами обладают большей удельной проводимостью, чем кристаллы с многовалентными ионами. Так, у NаС1 удельная проводимость значительно выше, чем у Мg0 или АI2О3.

В монокристаллах удельная проводимость неодинакова по разным направлениям. Так, в кварце удельная проводимость в направлении, параллельном главной оси, примерно в 1000 раз больше, чем в направлении, перпендикулярном к этой оси. Для большинства ионных кристаллов коэффициент b в формулах (2.2.9) и (2.2.13) близок к величине 10000.

В кристаллических телах с молекулярной решеткой (сера, парафин) проводимость мала и определяется только примесями.

Высокомолекулярные соединения (полимеры) обладают проводимостью, сильно зависящей от таких факторов, как химический состав и наличие примесей, степень полимеризации (фенолформальдегидная смола), степени вулканизации (эбонит). Органические диэлектрики с симметричным оглавление строением молекул (например, фторопласт-4) отличаются очень малой проводимостью.

У неорганических стекол электропроводность самым тесным образом связана с химическим составом, что дает возможность в ряде случаев получать заранее заданную величину удельной проводимости.

Твердые пористые диэлектрики резко увеличивают свою удельную проводимость в случае увлажнения, пусть даже самого незначительного.

Высушивание материалов повышает их электрическое сопротивление, но с переносом высушенных материалов во влажную среду величина сопротивления вновь уменьшается.

Степень изменения электрических свойств при увлажнении зависит не только от количества воды, проникшей в поры материала. Если поглощенная влага способна образовывать нити или пленки, пронизывающие изоляцию между электродами на всю или почти всю ее толщину, то даже весьма малые количества поглощенной влаги чрезвычайно резко ухудшают электрические свойства изоляции. Если же влага распределяется по объему материала в виде отдельных, не соединяющихся между собой, малых включений, то она влияет на электрические свойства материала менее существенно.

Наиболее заметное снижение удельного объемного сопротивления под влиянием влажности наблюдается у пористых мате риалов, содержащих растворимые в воде примеси, создающие электролиты с высокой проводимостью.

Уменьшению влагопоглощения и влагопроницаемости пористых электроизоляционных материалов способствует их пропитка. Необходимо, однако, иметь в виду, что пропитка целлюлозных волокнистых материалов и других пористых органических диэлектриков лишь замедляет увлажнение материала и не влияет на величину после длительного воздействия влаги (рис. 2.2.5); это объясняется тем, что молекулы пропиточных материалов, будучи по своим размерам намного больше молекул воды, не в состоянии сделать поры материала полностью непроницаемыми для влаги, а в наиболее мелкие поры они вообще не могут попасть.

При больших напряженностях электрического поля необходимо учитывать возможность появления в диэлектриках электронного тока. Этот ток, быстро возрастая с увеличением напряженности поля, вызывает отступления от закона Ома.

–  –  –

При полях, превышающих 107-108 В/м, т. е.

близких к пробивным, зависимость удельной проводимости от напряженности поля выражают эмпирической формулой Пуля:

–  –  –

Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков обусловлена увлажнением поверхности диэлектрика, а также ее загрязнением твердыми проводящими частицами. Вода отличается, как указывалось выше, значительной удельной проводимостью. Достаточно на поверхности оглавление диэлектрика появиться тончайшему слою влаги, чтобы возникла заметная проводимость.

Поскольку сопротивление адсорбированной пленки влаги связано с природой материала, на поверхности которого она находится, поверхностную электропроводность обычно рассматривают как свойство самого диэлектрика. Адсорбция влаги на поверхности диэлектрика находится в тесной зависимости от относительной влажности окружающей среды.

Поэтому величина относительной влажности является решающим фактором, определяющим значение удельной поверхностной проводимости диэлектрика. Особенно резко поверхностное сопротивление уменьшается при величинах относительной влажности, превышающих 50-60%.

Удельная поверхностная проводимость тем ниже, чем меньше полярность молекул вещества и чем чище его поверхность. Присутствие загрязнений на поверхности относительно мало сказывается на удельной поверхностной проводимости не смачивающихся водой диэлектриков, но сильно влияет на проводимость смачивающихся диэлектриков.

Все материалы, в зависимости от того, как взаимодействие с влагой меняет их удельное поверхностное сопротивление, можно подразделить на три группы: нерастворимые в воде диэлектрики, частично растворимые в воде диэлектрики и диэлектрики, имеющие пористую структуру.

Нерастворимые в воде диэлектрики в свою очередь делятся на две подгруппы:

а) не смачивающиеся водой - диэлектрики с нейтральными и слабо полярными молекулами (парафин, полистирол, янтарь, сера);

б) смачивающиеся водой - диэлектрики с сильно полярными молекулами и диэлектрики с ионным строением (канифоль, некоторые виды плотной керамики и др.).

Все материалы первой подгруппы характеризуются высоким удельным поверхностным сопротивлением, мало зависящим от влажности окружающей среды. У материалов второй подгруппы, находящихся во влажной среде, удельное поверхностное сопротивление ниже, чем у материалов первой подгруппы, но все же может быть достаточно большим при условии полного отсутствия загрязнений на их поверхности.

К группе частично растворимых в воде диэлектриков относится большинство технических стекол. Таким материалам свойственно более оглавление низкое удельное поверхностное сопротивление, в значительной мере зависящее от влажности.

К диэлектрикам, имеющим пористую структуру, относятся волокнистые материалы (органические и не органические), мрамор и некоторые пластические массы. Пористость структуры этих материалов приводит к тому, что во влажной среде они обнаруживают большую удельную проводимость, в том числе и поверхностную.

Зависимость удельного поверхностного сопротивления материалов этих трех групп от относительной влажности окружающей среды показана на рис. 2.2.6.

Сильное влияние загрязнения поверхности некоторых диэлектриков первой и второй групп на величину их удельного поверхностного сопротивления показано в табл. 2.2.1.

Чтобы повысить удельное поверхностное сопротивление, прибегают к очистке поверхности материалов путем их промывки водой или растворителями, прокаливания при 600—700°С и т.д.

–  –  –

Поверхность изделий, не впитывающих воду, лучше всего очищать продолжительным кипячением в дистиллированной воде.

Пропитка поверхностных слоев деталей парафином или церезином не обеспечивает достаточно устойчивых значений s при высокой влажности, поскольку названные защитные покрытия, будучи влагопроницаемыми, не предотвращают проникновения влаги в микропоры поверхности изделий.

–  –  –

Покрытие керамики и стекол кремнийорганическими лаками значительно повышает величину поверхностного сопротивления изделий во влажной среде. Таким образом, зависимость удельной поверхностной проводимости от влажности объясняется наличием на поверхности диэлектрика гигроскопических и диссоциирующих на ионы веществ. Влага, адсорбируемая поверхностью, способствует их выявлению. Если эти вещества случайно попали на поверхность диэлектрика, то, удалив их, можно при любой влажности воздуха получить высокие значения удельного поверхностного сопротивления. Если эти вещества являются составной частью материала, то с увеличением влажности его удельное поверхностное сопротивление будет сильно снижаться.

2.2.6. Вопросы для самопроверки

1. Записать формулу для сопротивления диэлектрика на постоянном токе

2. Как измеряют сопротивление изоляции.

3. Пояснить зависимость тока утечки в диэлектриках от времени.

4. В каких единицах измеряют удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления оглавление

5. Чем отличаются удельное объемное и удельное поверхностное сопротивления.

6. Каков механизм электропроводности в газообразных, жидких и твердых диэлектрических материалах.

7. Пояснить физические процессы, происходящие на различных участках зависимости тока от напряжения для газообразных диэлектриков.

8. В чем различия в электропроводности в полярных и неполярных жидких диэлектриках.

9. Как влияет на удельную электропроводность жидких диэлектриков температура.

10. В чем особенности удельной проводимости в кристаллических материалах.

11.Как влияет влажность на удельную проводимость твердых диэлектриков.

12.Как снизить удельную поверхностную электропроводность твердых диэлектриков.

ТЕМА 2.1.

Основные физические процессы в диэлектриках ЛЕКЦИЯ 2.3.

ПОТЕРИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ И ИХ ПРОБОЙ

–  –  –

2.3.1. Общие сведения о диэлектрических потерях 2.3.2. Виды диэлектрических потерь 2.3.3. Диэлектрические потери в газах 2.3.4. Диэлектрические потери в жидких диэлектриках 2.3.5. Диэлектрические потери в твердых диэлектрических материалах 2.3.6. Понятие пробоя диэлектриков 2.3.7. Механизм пробоя газов 2.3.8. Пробой жидких диэлектриков 2.3.9. Пробой твердых диэлектриков.

–  –  –

Энергия электрического поля, выделяющаяся в диэлектрике, превращается в тепловую энергию. Вызванный этим нагрев диэлектрика может заметно изменить и даже полностью нарушить его электроизоляционные свойства и привести к тепловому пробою.

При постоянном напряжении, приложенном к диэлектрику, диэлектрические потери Ра обусловлены явлением сквозной электропроводности и могут быть определены из выражения U2 Pa R из, (2.3.1) При переменном напряжении существенную роль в образовании диэлектрических потерь играют, помимо потерь, вызванных явлением сквозной электропроводности, еще и затраты электрической энергии на установление поляризации. Качество диэлектрика на переменном напряжении характеризуют удельными потерями (т.е. мощностью, выделяющейся при данной рабочей частоте в единице объема диэлектрика), углом диэлектрических потерь или тангенсом угла диэлектрических потерь.

Углом диэлектрических потерь называется угол, дополняющий до 90° угол сдвига фаз между напряжением, приложенным к диэлектрику, и протекающим в нем током. В идеальном диэлектрике угол равен нулю. Чем больше рассеиваемая в диэлектрике мощность, тем больше угол диэлектрических потерь.

Тангенс угла диэлектрических потерь tg непосредственно входит в формулу для определения величины рассеянной в диэлектрике мощности, в связи с чем этой характеристикой в практике пользуются наиболее часто.

Рассмотрим схему, эквивалентную диэлектрику, который обладает потерями. Эта схема должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы расходуемая в ней активная мощность равнялась мощности, рассеиваемой в диэлектрике, а ток был бы сдвинут относительно напряжения на тот же угол.

Чтобы решить поставленную задачу, надо диэлектрик с потерями представить либо идеальным конденсатором с параллельно включенным активным сопротивлением (параллельная схема), либо конденсатором с оглавление последовательным сопротивлением (последовательная схема). Такие эквивалентные схемы, конечно, не объясняют механизма диэлектрических потерь и носят чисто условный характер. Параллельная и последовательная схемы диэлектрика с диаграммами токов и напряжений представлены на рис.

2.3.1. Обе схемы будут эквивалентны друг другу, если при равенстве полных сопротивлений Z1=Z2=Z окажутся соответственно равными их активные и реактивные составляющие. Это условие соблюдается, если углы сдвига тока относительно напряжения равны и значения активной мощности одинаковы.

Рис. 1-22. Параллельная (а) и последовательная (б) эквивалентные схемы диэлектрика с потерями и векторные диаграммы для них.

Для параллельной схемы из векторной диаграммы получаем:

(2.3.2) (2.3.3)

Для последовательной схемы:

(2.3.4)

–  –  –

(2.3.5) Приравнивая друг другу выражения (2.3.3) и (2.3.5), а так же (2.3.2) и (2.3.4), находим соотношения между Ср. и СS, и между R и r:

(2.3.6) (2.3.7) Для доброкачественных диэлектриков можно пренебречь значением tg по сравнению с единицей в формуле (2.3.5) и считать C P C S C Выражения для мощности, рассеиваемой в диэлектрике, в этом случае будут также одинаковы для обеих схем:

–  –  –

где U - напряжение, В; -угловая частота, сек-1, С -емкость, Ф.

У диэлектриков с большими потерями емкость при переменном напряжении становится условной величиной, зависящей от выбора той или иной эквивалентной схемы. Отсюда и диэлектрическая проницаемость материала с большими потерями при переменном напряжении также условна.

Сопротивление R.в параллельной схеме, как следует из выражения (2.3.6), во много раз больше сопротивления r. Угол потерь от выбора схемы не зависит.

Определив каким-либо методом при некоторой частоте параметры эквивалентной схемы исследуемого диэлектрика (Ср и R или СS, и г), мы в общем случае не можем считать полученные значения емкости и сопротивления присущими данному конденсатору и пользоваться этими величинами для расчета угла потерь при любых других частотах. Такой оглавление расчет допустим только в том случае, если эквивалентная схема имеет определенное физическое обоснование. Так, например, если известно, что в данном диэлектрике потери в широком диапазоне частот определяются только затратами энергии на сквозную электропроводность, то угол потерь конденсатора с таким диэлектриком можно вычислить по формуле (2.3.2) для любой частоты, лежащей в этом диапазоне.

Потери в таком конденсаторе определяются выражением U2 Pa R, (2.3.9) Если потери в конденсаторе или изоляторе обусловлены главным образом сопротивлением подводящих и соединительных проводов, а также сопротивлением самих электродов (обкладок), то для расчета можно применить последовательную схему, и рассеиваемая мощность будет возрастать пропорционально квадрату частоты:

Pa U 2Ctg U 2 2C 2 r, (2.3.10)

Из последнего выражения следует весьма важный практический вывод:

у конденсаторов и изоляторов, предназначенных для работы на высокой частоте, сопротивление электродов, соединительных проводов и переходных контактов должно быть по возможности мало.

Однако в большинстве случаев потери в конденсаторе или изоляторе нельзя полностью объяснить ни первым, ни вторым из приведенных выше факторов, и тогда необходимо характеристики изделия определять именно при той частоте, при которой оно будет использовано.

Из выражений (2.3.8) и (2.3.10) вытекает, что вопрос о диэлектрических потерях приобретает наибольшее значение для материалов, используемых в установках высокого напряжения, в высокочастотной аппаратуре и особенно в высоковольтных высокочастотных устройствах, поскольку величина диэлектрических потерь пропорциональна квадрату приложенного к диэлектрику напряжения и частоте его изменения.

Материалы, предназначенные для применения в указанных условиях, должны отличаться малой величиной угла потерь и диэлектрической проницаемости, так как в противном случае мощность, рассеиваемая в оглавление диэлектрике, достигнет недопустимо больших значений, что угрожает диэлектрику разрушением из-за перегрева. Но даже если напряжение, приложенное к диэлектрику, не достаточно велико для того, чтобы диэлектрические потери могли вызвать недопустимый перегрев, то и тогда большие диэлектрические потери отнюдь не безразличны. Так, например, диэлектрик с большими диэлектрическими потерями, будучи использован в колебательном контуре, ухудшает его добротность.

2.3.2. Виды диэлектрических потерь

Изучение физической природы и особенностей диэлектрических потерь позволило подразделить их на три основных вида:

а) потери сквозной электропроводности; б) поляризационные (релаксационные) потери; в) ионизационные потери.

Потери сквозной электропроводности. Этот вид потерь обнаруживается в диэлектриках, имеющих заметную объемную или поверхностную электропроводность. Если при этом потери других видов несущественны, то частотные зависимости Рa и tg, могут быть получены на основе использования параллельной эквивалентной схемы замещения реального диэлектрика. Диэлектрические потери этого вида не зависят от частоты приложенного напряжения. Тангенс диэлектрических потерь tg уменьшается с частотой по гиперболическому закону. Величину тангенса угла диэлектрических потерь при заданной частоте f можно вычислить по формуле 1,8 1010 tg, (2.3.11) f если известны значения р (Ом·м) и, измеренные: первое на постоянном токе, второе при данной частоте.

Потери сквозной электропроводности возрастают с температурой по экспоненциальному закону вида

–  –  –

Тому же закону подчиняется и температурная зависимость tg, так как можно считать, что реактивная мощность от температуры практически не зависит.

Поляризационные (релаксационные) потери. Эти потери обусловлены активными составляющими поляризационных токов и характеризуются наличием взаимосвязанных максимумов в частотной и температурной зависимостях тангенса угла диэлектрических потерь, определяемых временем релаксации.

Наличие этих максимумов можно объяснить механизмом дипольнорелаксационной поляризации вязких жидкостей и полужидких веществ.

Дипольные молекулы, следуя за изменением электрического поля, поворачиваются в вязкой среде и вызывают потери электрической энергии на трение с выделением тепла. Если жидкость настолько вязка, что молекулы не успевают следовать за изменением поля, то дипольно-релаксационная поляризация практически отсутствует, тангенс угла диэлектрических потерь при этом мал. Он будет также мал, если вязкость жидкости весьма мала и ориентация молекул происходит практически без трения. При средней вязкости значение tg может быть велико, а при некоторой вязкости оно достигает максимума.

Положение этого максимума определяется из условия 0, (2.3.13)

- угловая частота приложенного напряжения; 0 - время где релаксации.

Время релаксации зависит от вязкости жидкости и, следовательно, от ее температуры.

При повышении частоты максимум tg смещается в область более высокой температуры. Это находится в соответствии с формулой (2.3.13), так как большее значение частоты требует меньшего значения времени релаксации, необходимого для получения максимума угла потерь, а для уменьшения времени релаксации необходимо снижение вязкости, т. е.

повышение температуры.

оглавление Изложенное выше иллюстрируется рис. 2.3.1, а. Изображенные на нем зависимости tg в измененном масштабе будут справедливы и для Рa.

На рис. 2.3.1,6 показаны максимумы частотной зависимости tg при двух температурах. При этом еще раз подчеркивается различие в частотных зависимостях tg и Ра (на рисунке кривая Ра приведена только для температуры T2). Потери возрастают с частотой до тех пор, пока поляризация успевает следовать за изменением поля. Когда же частота становится нa столько большой, что дипольные молекулы уже не успевают полностью ориентироваться в направлении поля и tg падает, то потери Ра становятся постоянными в соответствии с формулой (2.3.8).

–  –  –

Ионизационные потери. Механизм этих потерь, свойственных диэлектрикам в газообразном состоянии, мы изучим ниже, при рассмотрении того, какое влияние на диэлектрические потери оказывает агрегатное состояние вещества.

2.3.3. Диэлектрические потери в газах.

Природа потерь в диэлектрических материалах различна в зависимости от состояния вещества: газообразного, жидкого, твердого.

Если напряженность поля лежит ниже значения, необходимого для развития ударной ионизации молекул газа, то диэлектрические потери в нем очень малы. В этом случае газ можно практически рассматривать как идеальный диэлектрик.

Источником диэлектрических потерь газа может быть в основном только электропроводность, так как ориентация дипольных молекул газов при их поляризации не сопровождается диэлектрическими потерями. Как известно, все газы отличаются весьма малой электропроводностью, и тангенс угла диэлектрических потерь у них ничтожно мал, особенно при высоких частотах.

Удельное объемное сопротивление газов составляет порядка 1016 Ом·м,

-8 1, а tg при f=50 Гц (при отсутствии ионизации)–менее 4·10.

При высоких напряжениях и чаще всего в неоднородном поле, когда напряженность его в отдельных местах начинает превышать некоторое критическое значение, молекулы газа ионизируются. Они ионизируются в результате неупругих столкновений с электронами и ионами, накопившими под воздействием поля достаточную кинетическую энергию. При этом кинетическая энергия заряженных частиц часто расходуется на ионизацию молекул.

При высоких частотах и напряжении, превышающем ионизационное значение, потери в газах возрастают настолько, что может произойти разогрев изделий с газовой изоляцией и их разрушение.

Ионизационные потери могут быть дополнительным механизмом диэлектрических потерь для твердого диэлектрика, содержащего газовые включения. Ионизация газа в таких включениях особенно интенсивно происходит при радиочастотах. На рис. 2.3.2. показано влияние наличия газовых включений на характер изменения tg с увеличением напряжения.

При возрастании напряжения свыше UП (начало ионизации) tg растет; при оглавление UU1, когда газ во включениях уже ионизирован и энергия на процесс больше не затрачивается, tg уменьшается.

Кривую tg = F(U) часто называют кривой ионизации.

Ионизация газа, заполняющего закрытые поры в твердой изоляции, нередко приводит к ее пробою.

Ионизация воздуха сопровождается образованием озона и окислов азота, что вызывает химическое разрушение органической изоляции, содержащей газовые включения. Тепло, выделяющееся вследствие ионизационных потерь, особенно опасно для неорганических диэлектриков с

–  –  –

закрытыми порами, так как может вызвать местный перегрев изделий и их разрушение.

2.3.4. Диэлектрические потери в жидких диэлектриках В нейтральных жидкостях, не содержащих примесей с дипольными молекулами, диэлектрические потери обусловлены только электропроводностью. А поскольку электропроводность нейтральных чистых жидкостей чрезвычайно мала, то низки и их диэлектрические потери.

Примером может служить тщательно очищенное от примесей нефтяное конденсаторное масло, tg которого при комнатной температуре и рабочей частоте 106 Гц составляет всего 0,0004—0,0008.

оглавление Полярные жидкости в определенных температурных и частотных условиях могут обладать заметными потерями, обусловленными не только электропроводностью, но и дипольно-релаксационной поляризацией.

В вязких жидкостях при переменном напряжении, особенно при высоких частотах, дипольно-релаксационные потери значительно превосходят потери, обусловленные электропроводностью.

У маловязких жидкостей при низких частотах дипольнорелаксационные потери незначительны и могут быть меньше потерь сквозной электропроводности. При радиочастотах дипольно-релаксационные потери даже при малой вязкости велики и преобладают над потерями электропроводности.

2.3.5. Диэлектрические потери в твердых диэлектрических материалах.

Твердые вещества обладают разнообразным составом и строением, по этому в них возможны все виды диэлектрических потерь.

В веществах молекулярной структуры диэлектрические потери зависят от вида молекул. В веществах, состоящих из неполярных молекул и не имеющих примесей, диэлектрические потери ничтожно малы. К таким диэлектрикам относятся сера, парафин, неполярные полимеры – полиэтилен, политетрафторэтилен, полистирол и др. Малые потери у названных веществ делают их применимыми в качестве высокочастотных диэлектриков.

Диэлектрики молекулярной структуры с полярными молекулами представляют собой главным образом органические вещества, широко используемые в технике. К ним принадлежат, в частности, материалы на основе целлюлозы (бумага, картон и др.), полярные полимеры (полиметилметакрилат - органическое стекло), полиамиды (капрон и др.), каучуковые материалы (эбонит), фенолформальдегидные смолы (бакелит и др.), эфиры целлюлозы (ацетилцеллюлоза и др.). Все они из-за присущей им дипольно-релаксационной поляризации обладают большими потерями, особенно при радиочастотах.

Диэлектрические потери в этих диэлектриках связаны с температурой; при некоторых температурах обнаруживаются максимум и минимум потерь и дальнейшее возрастание потерь после минимума, вызванное сквозной электропроводностью.

оглавление С увеличением частоты напряжения, воздействующего на диэлектрик, температурный максимум потерь смещается в область более высоких температур. Соответственно этому и частотный максимум tg наблюдается при более высоких частотах, если рабочая температура диэлектрика повышается.

Максимальные диэлектрические потери наблюдаются при температурах, соответствующих росту степени поляризации диэлектрика, а в частотной зависимости максимальное значение tg наблюдается на участке релаксационного спада диэлектрической проницаемости.

В веществах кристаллической структуры диэлектрические потери связаны с особенностями упаковки ионов в решетке. Так, при плотной упаковке ионов и отсутствии примесей, искажающих решетку, диэлектрические потери весьма малы. С повышением температуры в этих веществах обнаруживаются потери сквозной электропроводности. Сказанное относится к многочисленным кристаллическим неорганическим соединениям, широко используемым в современном производстве электротехнической керамики, например к корунду, входящему в состав ультрафарфора. Примером соединений такого рода является также каменная соль, чьи чистые кристаллы обладают ничтожными потерями. Но уже малейшие примеси, искажающие ее решетку, резко увеличивают диэлектрические потери.

Для диэлектриков кристаллической структуры с неплотной упаковкой ионов характерна ионно-релаксационная поляризация, вызывающая повышенные диэлектрические потери. Многие из веществ с такой структурой входят в составы керамических материалов: изоляторного фарфора, огнеупорной керамики и т. д.

В неорганических стеклах диэлектрические потери связаны с явлением ионно-релаксационной поляризации и наличием электропроводности.

Рассматривая механизм диэлектрических потерь в стеклах, следует различать:

а) потери, мало зависящие от температуры и возрастающие прямо пропорционально росту частоты (tg не зависит от частоты) ;

б) потери, заметно возрастающие с температурой по закону экспоненциальной функции и мало зависящие от частоты (tg уменьшается с возрастанием частоты).

оглавление Потери первого вида обусловлены релаксационной поляризацией и сильно выражены во всех технических стеклах. Кварцевое стекло обладает весьма малыми релаксационными потерями. Введение в плавленый кварц небольшого количества окислов заметно увеличивает диэлектрические потери, так как нарушает внутреннюю структуру стекла и вызывает появление слабо связанных ионов.

Потери второго вида вызываются передвижениями слабо связанных ионов и должны рассматриваться как потери сквозной электропроводности.

Такие потери проявляются обычно при температурах выше 50—100° С.

В веществах неоднородной структуры диэлектрические потери зависят от свойств и количественного соотношения компонентов.

К твердым веществам этого типа, используемым в технике в качестве диэлектриков, относятся материалы, в состав которых входит не менее двух компонентов, механически смешанных между собой.

К неоднородным диэлектрикам относится прежде всего, керамика.

Любой керамический материал представляет собой сложную многофазную систему. В составе керамики различают кристаллическую фазу, стекловидную фазу и газовую фазу (газы в закрытых порах).

Диэлектрические потери в керамике зависят от характера и количественного соотношения кристаллической и стекловидной фаз. Газовая фаза в керамике вызывает повышение диэлектрических потерь при высоких напряженностях поля вследствие развития ионизации. Потери бывают высокими также в том случае, если в процессе производства в керамическом изделии образуются полупроводящие включения с электронной электропроводностью. Такое же увеличение потерь в керамике вызывается адсорбированной влагой при наличии открытой пористости.

К числу неоднородных материалов следует отнести и слюду, обладающую слоистой структурой. Наличие полупроводящих прослоек воды в слюде вызывает увеличение tg при переменном напряжении низкой частоты.

К диэлектрикам с неоднородной структурой следует отнести также пропитанную бумагу. Такая бумага содержит помимо волокон целлюлозы еще и пропитывающее вещество того или другого состава. Диэлектрические потери пропитанной бумаги определяются электрическими свойствами обоих компонентов и их количественным соотношением.

оглавление К неоднородным диэлектрикам, применяемым в радиоэлектронике, относятся пластические массы с различными наполнителями, слоистые пластмассы, каучуковые материалы с наполнителями, пористая изоляция, содержащая воздух и примеси влаги.

В сегнетоэлектриках диэлектрические потери связаны с явлением спонтанной поляризации. Поэтому при температурах ниже точки Кюри, когда возникает спонтанная поляризация, потери в сегнетоэлектриках значительны. Они возрастают с частотой приложенного напряжения. При температурах выше точки Кюри потери в сегнетоэлектриках заметно ниже.

Старение сегнетоэлектрика со временем сопровождается некоторым изменением потерь.

2.3.6. Понятие пробоя Каждый диэлектрик, находясь в электрическом поле, теряет свойства изоляционного материала, если напряженность поля превысит некоторое критическое значение. Это явление носит название пробоя диэлектрика.

Значение напряжения, при котором происходит пробой диэлектрика, называется пробивным напряжением, а соответствующее значение напряженности поля – электрической прочностью диэлектрика.

Пробивное напряжение обозначается Uпр и измеряется чаще всего в киловольтах.

Электрическая прочность определяется величиной пробивного напряжения, отнесенного к толщине диэлектрика h в месте пробоя, т. е.

выражается пробивной напряженностью поля

–  –  –

Воздух – изоляционная среда, в которой используется разнообразная микроэлектронная аппаратура.

В тех случаях, когда аппаратура работает вблизи земной поверхности, следует рассматривать физические процессы в воздухе при нормальном атмосферном давлении; однако радиоэлектронике приходится считаться и со свойствами воздуха как при значительном его разрежении, так и при его повышенном давлении.

Пробивная напряженность воздуха в нормальных условиях невелика по сравнению с пробивной напряженностью большинства жидких и твердых диэлектриков. Пробой воздуха, как и других газов, следует рассматривать как следствие развития процессов ударной и фотонной ионизации.

Механизм пробоя газа. Пробой газа носит электрический характер и заключается в скачкообразном повышении проводимости при достижении напряженностью поля определенной величины Eпр.

Небольшое количество содержащихся в газе положительных и отрицательных ионов и электронов, находящихся, как и нейтральные молекулы газа, в беспорядочном тепловом движении, при наложении поля получает некоторую добавочную скорость и начинает перемещаться в направлении поля. При этом заряженная частица газа приобретает дополнительную энергию Э Eql ср, (2.3.15) где Е— напряженность поля, q – заряд, lср – среднее расстояние, пройденное заряженной частицей без столкновения, т.е. длина свободного пробега.

Добавочная энергия заряженных частиц передается при столкновениях молекулам. Если эта энергия достаточно велика, то происходит либо ионизация молекул, т. е. их расщепление на электроны и положительные ионы, либо возбуждение, связанное с переходом электронов на более удаленную орбиту.

Возможность ионизации определяется условием

–  –  –

Э ЭИ, (2.3.16) причем Э Э ЭТ, где Эт—тепловая энергия электрона или иона, которая при нормальной температуре обычно невелика ( Эт Э ). Поэтому можно считать, что для ионизации необходимо выполнение неравенства

–  –  –

Энергия ионизации Эи различных газов лежит в пределах от 4 до 25 эВ.

Ударная ионизация начинается при определенной величине напряженности поля Е, поскольку при заданном давлении газа и заданной температуре значения q и lср постоянны для каждого газа. Эта напряженность поля Е называется начальной напряженностью.

Основная ионизация осуществляется электронами, так как длина свободного пробега у них почти на порядок выше, чем у громоздких по размерам ионов и, в соответствии с выражением (2.3.15), они набирают под воздействием поля большую, чем ионы, энергию.

На развитие разряда в газах оказывает влияние явление вторичной эмиссии электронов с катода, заключающееся в том, что положительные ионы высвобождают электроны из металла, бомбардируя поверхность катода.

В ряде случаев электрон, разогнанный полем, может не ионизировать молекулу, а привести ее в «возбужденное состояние», т.е.

вызвать изменение в движении электронов, связанных с молекулой. В следующий момент эта «возбужденная» молекула отдает свою избыточную энергию в форме излучения, испускает фотон и приходит в первоначальное состояние. Фотон поглощается какой-либо другой молекулой, которая при этом может ионизироваться. Поскольку скорость излучения велика, такая внутренняя фотонная ионизация газа приводит к особо быстрому развитию в разрядном промежутке каналов с повышенной проводимостью газа.

На рис. 2.3.3представлена схема, поясняющая, почему электропроводящий канал (стример) растет быстрее, нежели продвигается оглавление электронная лавина. На этом рисунке лавины условно изображены в виде заштрихованных конусов, а пути фотонов показаны волнистыми линиями.

Внутри каждого конуса, изображающего лавину, газ ионизируется ударами электронов, а новоотщепленные электроны, разгоняемые полем, ионизируют встречаемые ими частицы газа. В результате число электронов, движущихся к аноду, и число положительных ионов, направляющихся к катоду, нарастают лавинообразно.

В А

–  –  –

Начала волнистых линий исходят из молекул, которые были «возбуждены» ударом электрона и вслед за тем испустили фотон. Двигаясь со скоростью 3·108 м/c, фотоны обгоняют лавину и в каком-то месте, которое изображено концом волнистой линии, ионизируют частицу газа.

Отщепленный здесь электрон, устремляясь к аноду, порождает новую лавину далеко впереди первой лавины. Таким образом, пока первая лавина вырастает, скажем, на величину малой стрелки АВ, намечающийся канал повышенной проводимости газа, т. е. стример, распространяется на величину большой стрелки СD.

На следующем этапе отдельные лавины в стримере, нагоняя друг друга, сливаются, образуя сплошной канал ионизированного газа. Так возникает пробой газа.

Чем больше величина напряжения, приложенного к газовому промежутку, тем быстрее развивается пробой. Если длительность воздействия напряжения очень мала, то пробивное напряжение повышается.

Это повышение обычно характеризуют коэффициентом импульса оглавление U пр.имп, (2.3.18) U пр где Uпр. имп – пробивное напряжение при данном импульсе, Uпр – пробивное напряжение при постоянном или переменном (частотой 50 Гц) напряжении.

Коэффициент импульса в резко неоднородных электрических полях доходит до 1,5.

Механизм пробоя газа существенно зависит от степени однородности электрического поля, находящегося между электродами.

Пробой газа в однородном поле. Однородное поле можно получить между плоскими электродами с закругленными краями, а также между сферами большого диаметра при малом расстоянии между ними. В таком поле длительность подготовки пробоя газа (для промежутка в 0,01 м) составляет 107-108 секунд при достижении напряжения строго определенной величины, зависящей от температуры газа и его давления. Между электродами внезапно возникает искра, которая затем переходит в дугу, если источник напряжения имеет достаточную мощность. Появление искры при известном расстоянии между электродами используют для определения величины приложенного напряжения (измерение высоких напряжений при помощи шаровых разрядников).

Зависимость электрической прочности воздуха от расстояния между электродами показана на рис.2.3.4.

В нормальных условиях (760 мм рт. ст. и 20°С) электрическая прочность воздуха при расстоянии между электродами по рядка 0,01 м составляет около 3,2 106 В/м.

При малых расстояниях между электродами электрическая прочность заметно увеличивается. Это парадоксальное, на первый взгляд, явление можно объяснить трудностью формирования разряда ввиду уменьшения вероятности столкновения электронов с молекулами газа в малом разрядном промежутке.

В случае переменного напряжения указанное выше значение электрической прочности относится к амплитудным величинам и соответствует пробою при частоте 50 Гц.

Электрическая прочность газа в сильной степени зависит от плотности газа, т. е. от давления, если температура постоянна. На рис. 2.3.4 оглавление представлена зависимость начального пробивного напряжения от произведения давления р газа на расстояние между электродами H, получившая наименование закона Пашена; следует отметить наличие минимума, отвечающего определенному для данного газа значению произведения р·Н.

Минимальные значения пробивных напряжений газов лежат в пределах 280-420 В (для воздуха – около 300 В).

При больших давлениях длина свободного пробега электронов в газе мала и, как следует из формулы (2.3.7), электрическая прочность газа повышена. С уменьшением давления вначале наблюдается падение электрической прочности, как это видно из рис. 2.3.5 (если расстояние между электродами остается неизменным); когда же давление доходит до некоторого предела ниже атмосферного давления, электрическая прочность начинает снова возрастать. Это возрастание объясняется уменьшением числа молекул газа в единице объема при сильном разрежении и снижением вероятности столкновений электронов с молекулами. При высоком вакууме пробой можно объяснить явлением вырывания электронов из поверхности катода (холодная эмиссия). Высокую электрическую прочность вакуума широко используют в технике (например, при конструировании вакуумных конденсаторов для больших напряжений высокой частоты, при создании миниатюрных электровакуумных приборов).

Пробой газа в неоднородном поле. Неоднородное поле возникает между двумя остриями, между острием и плоскостью, между проводами или электродами антенн передатчиков, между сферическими поверхностями, если последние удалены друг от друга на расстояние, превышающее радиус сферы, и т. д.

Особенностью пробоя газа в неоднородном поле является возникновение частичного разряда в виде короны в местах, где напряженность поля достигает критических значений, и дальнейший переход короны в искровой разряд и дугу при возрастании напряжения.

Особенностью пробоя газа в неоднородном поле является возникновение частичного разряда в виде короны в местах, где напряженность поля достигает критических значений, и дальнейший переход короны в искровой разряд и дугу при возрастании напряжения.

–  –  –

При несимметричных электродах в виде иглы и плоскости величина напряжения, при котором происходит пробой, зависит от того, на каком из электродов (на игле или на плоскости) находится положительный полюс. В случае положительной полярности иглы пробой наступает при меньшем напряжении, чем в случае обратной полярности (рис.2.3.6). Объясняется это следующими причинами. Ионизация газа при любой полярности на электродах происходит в районе иглы, где существуют наибольшие напряженности электрического поля.

Поскольку подвижность ионов мала по сравнению с подвижностью электронов (из-за того, что масса первых значительно больше массы вторых), то около иглы образуется «облако» из положительно заряженных ионов. При положительной полярности на игле (рис. 2.3.6,а) этот объемный заряд служит продолжением иглы, увеличивает неоднородность поля и сокращает протяженность разрядного промежутка.

–  –  –

Рис. 2.3.6. Модель объемного заряда в разрядном промежутке при положительной полярности на игле (а) и на плоскости (б).

Пробой наступает при меньшем напряжении, нежели в противоположном случае (рис. 2.3.6,6), когда объемный заряд частично нейтрализует и экранирует иглу с отрицательной полярностью от электрода с положительной полярностью.

–  –  –

Жидкие диэлектрики отличаются значительно более высокими значениями электрической прочности, чем газы в нормальных условиях.

Постоянными примесями жидкостей являются вода, газы и мельчайшие механические частички. Наличие примесей сильно затрудняет выяснение механизмов пробоя жидких диэлектриков. Поскольку получить предельно чистые жидкости весьма трудно, основные положения теории электрического пробоя применяют к жидкостям, максимально очищенным от примесей.

При высоких значениях напряженности электрического поля может происходить вырывание электронов из металлических электродов и разрушение молекул жидкости заряженными частицами, подобно тому, как это наблюдается в газах. При этом повышенную электрическую прочность жидких диэлектриков по сравнению с газообразными легко объяснить резко уменьшенным значением длины свободного пробега электронов.

Исходя из представлений тепловой теории, пробой технически чистых жидкостей связывают с частичным пере ревом жидкости и вскипанием ее в местах наибольшего количества примесей, что приводит к образованию газового мостика между электродами.

Опыт свидетельствует о большом влиянии примесей на электрическую прочность жидких диэлектриков. Но это влияние сравнительно невелико при пробое жидких диэлектриков им пульсами. Так, импульсная прочность очищенных жидких диэлектриков в три раза, а загрязненных в пять-семь раз выше электрической прочности при длительном воздействии напряжения.

оглавление Пробой жидких диэлектриков при радиочастотах связан с тем, что под влиянием диэлектрических потерь жидкость разогревается и подвергается термическому разрушению. Это диктует установление пониженных рабочих значений напряженности поля для жидких диэлектриков при радиочастотах по сравнению с промышленной частотой.

2.3.9. Пробой твердых диэлектриков

У твердых диэлектриков наблюдаются все три основных механизма пробоя: электрический, тепловой и электрохимический.

Пробой одного и того же материала может происходить по тому или иному из указанных механизмов в зависимости от:

а) характера электрического поля - постоянного или переменного, импульсного, низкой или высокой частоты;

б) времени воздействия напряжения;

в) наличия в диэлектрике дефектов, в частности закрытых пор;

г) толщины материала;

д) условий охлаждения.

Электрический пробой. Этот вид пробоя у однородных твердых диэлектриков, как и у газов, характеризуется весьма быстрым развитием и сопровождается разрушением диэлектрика в очень узком канале.

По своей природе электрический пробой – чисто электронный процесс, заключающийся том, что из немногих начальных, электронов в твердом теле создается электронная лавина. Эти электроны рассеивают накопленную ими в электрическом поле энергию, возбуждая упругие колебания узлов кристаллической решетки. Достигнув определенной критической скорости, электроны отщепляют все но вые и новые электроны, и стационарное состояние нарушается, т.е. возникает ударная ионизация электронами в твердом теле.

Электрический пробой неоднородных твердых диэлектриков в подавляющем большинстве случаев вызывается ионизацией газовых включений, однако, он может быть обусловлен и другими инородными включениями, имеющимися в материале. Так же, как и электрический пробой однородного диэлектрика, он развивается весьма быстро. Значения электрической прочности неоднородных диэлектриков, наблюдающиеся во оглавление внешнем однородном и неоднородном полях, как правило, не высоки и мало отличаются друг от друга.

Тепловой пробой. В том случае, если количество тепла, выделяющегося в диэлектрике под воздействием диэлектрических потерь, превышает количество тепла, которое в данных условиях может отводиться наружу, возникает тепловой пробой; при этом нарушается тепловое равновесие, и процесс приобретает лавинообразный характер.

Явление теплового пробоя сводится к разогреву материала в электрическом поле до температур, соответствующих расплавлению, обугливанию и пр. Пробивная напряженность поля при тепловом пробое является характеристикой не только материала, но и изделия, в противоположность электрическому пробою, где электрическая прочность служит характеристикой лишь материала. Пробивное напряжение, обусловленное нагревом диэлектрика, связано с частотой изменения напряжения, условиями охлаждения, температурой окружающей среды и др.

Кроме того, пробивное напряжение при тепловом пробое зависит от нагревостойкости материала.

Электрохимический пробой. Этот вид пробоя диэлектрических материалов имеет особо существенное значение при повышенных температурах и высокой влажности воздуха. Он наблюдается как при постоянном напряжении, так и при переменном напряжении низкой частоты, когда в материале развиваются процессы, обусловливающие необратимое уменьшение сопротивления изоляции (электрохимическое старение). Кроме того, электрохимический пробой случается при высоких частотах, если в закрытых порах диэлектрика происходит ионизация газа, сопровождающаяся тепловым эффектом и изменением химического состава материала (например, восстановлением окис лов металлов переменной валентности, в частности ТiO3, содержащихся в керамике).

Электрохимический пробой требует для своего развития длительного времени. Большую роль в возникновении электрохимического пробоя, наблюдаемого на постоянном токе в условиях повышенных температур или высокой влажности воздуха, играет материал электрода. Например, серебро, способное диффундировать в керамику, понижает пробивное напряжение.

–  –  –

1. Чем вызваны потери в диэлектриках в постоянном и переменном полях?

2. Изобразить эквивалентную схему диэлектрика с потерями и их фазовые диаграммы.

3. Записать выражения тангенса диэлектрических потерь для последовательной и параллельной эквивалентных схем.

4. Записать выражения рассеиваемой в диэлектрике мощности.

5. Перечислить виды диэлектрических потерь. Чем обусловлен каждый вид.

6. Что является источником потерь в газообразных, жидких и твердых диэлектриках?

7. Дать определение пробоя диэлектрика.

8. Пояснить механизмы пробоя газов и жидкостей.

9. Что такое тепловой пробой?

10. Как происходит пробой твердых диэлектриков.

–  –  –

ЛЕКЦИЯ 2.4 ПОЛИМЕРЫ План лекции 2.

4.1. Реакции образования полимеров 2.4.2. Классификация полимеров и сравнение их основных свойств 2.4.3. Линейные полимеры 2.4.4. Композиционные порошковые пластмассы и слоистые пластики 2.4.5. Получение слоистых пластиков 2.4.6. Эластомеры 2.4.7. Дендримеры – новый класс полимеров Литература [1-3, 6, 15, 29 - 35,]

–  –  –

Полимеры – это высокомолекулярные органические материалы. Их молекулы состоят из большого числа структурно повторяющихся звеньев – мономеров. Молекулярная масса полимеров достигает 106.

Реакцию образования полимера из мономеров называют полимеризацией. В процессе полимеризации вещество может переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твердое. Реакция полимеризации не сопровождается отщеплением какихлибо низкомолекулярных побочных продуктов. Полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом. Полимеризация соединений с двумя связями, как правило, протекает по цепному механизму.

Сначала в инертной массе добиваются зарождения активных частиц.

Активными частицами могут быть ионы или радикалы (части молекул, образующиеся при разрыве электронной пары и содержащие не спаренный электрон). Образование первоначальных активных частиц происходит под действием теплоты, света, ионизирующего излучения, введенных специально катализаторов.

На второй стадии полимеризации в реакцию на одной активной частице вводятся тысячи неактивных, образующих длинную цепь.

Проиллюстрируем это на примере поляризации этилена (СН2=СН2) – в нормальных условиях газа.

Предположим, что под воздействием каких-либо энергий образовался свободный радикал R, который, имея свободную валентность, обладает большой реакционной способностью. Под радикалом понимается часть молекулы, образующейся при разрыве электронной пары и содержащий неспаренный электрон. Такой радикал присоединяется к молекуле этилена, разрывая его вторую связь, превращает её в новый радикал со свободной валентной связью на конце (R–)+CH2=CH2R– СH2 – CH2 – Образовавшийся комплекс очень активен и способен присоединить новую молекулу с образованием более длинного радикала. Реакция продолжается до тех пор, пока не произойдет обрыв полимерной цепочки изза появления в её близи другого радикала или другой растущей полимерной цепи. Тогда происходит их соединение друг с другом R – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – R.

–  –  –

Структурную формулу полиэтилена записывают в более компактном виде:

Н Н

- С - С

–  –  –

где n – степень полимеризации. По мере увеличения n полиэтилен становится все более вязкой жидкостью, а при n=1250 и молекулярной массе, равной 35000 – это твердый диэлектрик (молекулярная масса мономера С2Н4 составляет всего 28).

Помимо реакции полимеризации высокомолекулярное соединение может быть получено реакцией поликонденсации. Эта реакция связана с перегруппировкой атомов полимеров и выделением из сферы реакции воды или других низкомолекулярных веществ. Полимеры, полученные поликонденсацией, обладают пониженными электрическими свойствами по сравнению с материалами, полученными по реакции полимеризации. Это объясняет наличие в поликонденcационных диэлектриках остатков побочных низкомолекулярных веществ (воды, кислот, спирта), которые, распадаясь на ионы, увеличивает проводимость материала.

Образование высокомолекулярных соединений возможно также с помощью сополимеризации – совместной полимеризации нескольких мономеров различного состава.

2.4.2. Классификация полимеров и сравнение их основных свойств

Полимеры делятся на две группы: линейные и пространственные.

Молекулы линейных полимеров имеют вид цепочек или нитей, в общем случае не прямых, а изогнутых и переплетенных друг с другом, так что отношение длины молекулы к её поперечным размерам чрезвычайно велико и может быть, например, около тысячи. Так молекула полистирола при n=6000 имеет длину около 1,5·10-6 м при поперечнике 10-9-10-10 м.

оглавление Молекулы пространственных (трехмерных) полимеров развиты в пространстве в различных направлениях более равномерно, так что они имеют более компактную форму, приближаясь, грубо говоря, к форме шара.

Если молекулы мономера (различных мономеров при сополимеризации) имеют по две реактивные точки, то в результате полимеризации получится линейный полимер – цепь, не имеющая никаких ответвлений.

Если же объединяются мономерные молекулы, из которых хотя бы часть имеет 3 (или более) реактивные точки, то возможно получение молекул сложного, разветвленного строения, присущего пространственным полимерам.

Между свойствами линейных и пространственных полимеров имеются весьма существенные различия.

Линейные полимеры, как правило, гибки и эластичны, многие из них при умеренном повышении температуры размягчаются, а затем расплавляются.

Пространственные полимеры обладают большей жесткостью, Размягчение их происходит при весьма высоких температурах, а многие из них при температуре размягчения химически разрушается (сгорают, обугливаются и т.п.).

Линейные полимеры способны растворятся в растворителях.

Пространственные – трудно растворимы или вообще не растворимы.

Линейные полимеры в большинстве своем способны вытягиваться из раствора или расплава в виде тонких гибких и прочных волокон, пригодных для изготовления текстильных материалов. Пространственные полимеры не обладают такими свойствами.

Линейные полимеры относятся к термопластичным материалам, которые при повышении температуры становятся из твердого материала мягкими (пластичными) материалами и легко деформируются. При этом в них не происходит никаких необратимых изменений свойств. После охлаждения эти материалы приобретают прежние свойства и при новом подъеме температуры вновь размягчаются.

Пространственные полимеры относятся к термореактивным материалом (термоотверждающимся). Они называются реактопластами. При нагреве они запекаются (отверждаются), т.е. приобретают другую (более оглавление значительную) механическую прочность и твердость, теряя при этом свойства растворимости.

Из-за различия в свойствах применение рассмотренных материалов не одинаково. Например, если нужна электрическая изоляция, эксплуатируемая при повышении температуры, не размягчаясь, не деформируясь и сохраняя высокую механическую прочность, или изоляция должна быть стойкой к действию соприкасающихся с ней растворителей, то лучше подходит термореактивные полимеры.

Очень часто полимеры называют искусственными (синтетическими) смолами. Термин не совсем верный, но широко используется в технической литературе.

Природные смолы представляют собой продукты жизнедеятельности животных организмов (например, пилак) или растений - смолоносов (канифоль). Их получают в готовом виде и лишь подвергают несложным операциям очистки, переплавки.

2.4.3. Линейные полимеры

2.4.3.1. Неполярные линейные полимеры К неполярным относятся такие полимеры, у которых мономерные звенья макромолекул не обладают дипольным моментом. Как уже отмечалось, такие диэлектрики имеют малые диэлектрические потери.

Основными материалами этой группы являются полиэтилен, полипропилен и фторорганические полимеры Полиэтилен относится к полиолифинам. Простейший олифил (т.е.

ненасыщенный углеводородом с одной двойной связью С=С в молекуле) – этилен Н2С=СН2. Как полимеризуется этилен, мы уже рассматривали

а) Существуют полиэтилен высокого давления (ПЭВД), получаемый при давлении до 300 МПа и температуре Т0 около 2000С (катализатор кислород). ПЭВД имеет низкую плотность (0,92 г/см3), Т0 плавления = 105С. Молекулярная масса – 18000-35000.

б) Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) получают при давлении 0,3МПа, температуре около 800С. Катализатор – смесь TiCl4 c одним из алюминийорганических соединений. =0,96 г/см3, Т0 плавления – 120-1250С.

в) Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) получают при давлении 3-7 оглавление МПа, Т0 от 160 до 2750С. Катализатор оксиды хрома GO3 или молибдена МоО3. =0,97 г/см3, Т0плавления = 127-1300С.

Полиэтилены отличаются друг от друга степенью кристалличности и механическими свойствами. У полиэтилена высокого давления предел прочности на растяжение 14 МПа, а у ПЭСД и ПЭНД – 30 МПа Электроизоляционные свойства ПЭСД и ПЭНД мало отличаются от ПЭВД, если первые хорошо очищены от катализаторов. Особым преимуществом ПЭСД является его меньшая по сравнению с другими типами полиэтилена газопроницаемость. При длительном нагревании полиэтилен «стареет», особенно на воздухе и при освещении. При этом снижается механическая прочность. Для предотвращения этого процесса в него вводят антиокислители (например, антиокислителями являются некоторые ароматические вещества).

С помощью введения в полиэтилен веществ, способных при нагреве разлагаться с выделением газов, получают пористые материалы.

Пористый полиэтилен имеет удельную плотность =0,4-0,5 г/см3 и соответственно малую диэлектрическую проницаемость 1,4-1,5, что важно при использовании его в радиочастотной электрической изоляции.

Для повышения нагревостойкости полиэтилена его облучают (например, потоками электронов). Тогда он может выдержать нагрев до 2000С, держа механическую прочность 1 МПа.

Полипропилен (мономерное звено Н2С=СН-СН3) Его формула : НННН … – С – С – С – С –… Н СН3 Н СН3 Плотность =0,9 г/см3. Полипропилен очень эластичен, Т0плавления = 160-1700С. Электроизоляционные свойства такие же, как у полиэтилена.

Используются в качестве диэлектрика в силовых конденсаторах.

Полиизобутилен (мономер Н2С=С(СН3)2) – это каучукоподобное вещество, обладающее значительной липкостью, холодоустойчивостью, малой влагопроницаемостью. Имеет плотность =0,91г/см3. Полиизобутилен с низкой степенью полимеризации представляет собой вязкую жидкость.

оглавление Число звеньев может доходить до 400.000, =1,05 г/см3.

Фторорганические полимеры. К ним относятся как неполярные (политетрафторэтилен), так и полярные (политрифторэтилен) полимеры.

Политетрафторэтилен (мономер F2C=CF2) (молекула симметрична, поэтому неполярная).

–  –  –

Этот материал выпускается под названием Фторопласт-4 (фторлон-4) – цифра 4 указывает на число атомов фтора в мономере. За рубежом название материала – тефлон (дайфлон).

Фторопласт-4 обладает необычайно высокой для органического вещества нагревостойкостью (2500С), что объясняется высокой энергией связи С-F и экранизирующим влиянием атомов F на связи между атомами С.

Материал исключительно химически стоек (превосходит золото и платину).

На него лишь действуют расплавленные щелочные металлы и атомарный фтор, фтористый хлор при повышенной температуре.

Фторопласт-4 не горит, не гигроскопичен и не смачивается водой и другими жидкостями. Плотность составляет =2,1-2,3 г/см3. По электроизоляционным свойствам он лучший из известных диэлектриков: Его в диапазоне частот от 50 до 1010 Гц составляет 1,9-2,2; tg=0,0001-0,0003, удельное сопротивление 106 Омм.

Фторопласт-4 в определенных условиях может перерабатываться как пластическая масса. Но это сравнительно дорогой материал и технология его получения сложна.

Фторопласт-4 не смачивается ни смолами, ни лаками. Для придания ему адгезионных свойств его поверхность активируют обработкой раствором металлического натрия в безводном аммиаке или воздействием тлеющего разряда в вакууме.

После такой обработки клеящие вещества, заполняя поры этой структуры, прилипают к поверхности материала.

При Т0=4000С этот материал начинает разлагаться с выделением весьма оглавление ядовитого газообразного фтора. Радиационная стойкость материала невысока.

Другой фторорганический полимер – политрифторэтилен F2C=CFCC, который полярен. Выпускается под названием фторлон-3 (фторопласт-3).

Имеет плотность =2,14 г/см3. По нагревостойкости Ф-3 (1300) уступает Ф-4, химическая стойкость высока, но ниже, чем у Ф-4, зато радиационная устойчивость выше. Технология переработки проста в отличие от Ф-4.

Все рассмотренные полимеры относятся к карбоцепным, т.е.

обладающим основной цепочкой строения полимера, содержащиеся только атомы углерода С.

2.4.3.2. Полярные линейные полимеры.

У полярных материалов из-за асимметрии строения молекул сильно выражена дипольно-релаксационная поляризация. Поэтому они обладают пониженными электроизоляционными свойствами, особенно на высоких частотах. У этих материалов высоки диэлектрические потери.

Рассмотрим наиболее широко используемые полярные полимеры.

Поливинилхлорид (ПВХ) - имеющий мономер (газ) Н2С=СН-Cl, т.е. этилен, у которого атом Н замещен на атом хлора. Винил – это остаток Н2С=СН-.

Это материал жесткий и негибкий. Для придания эластичности к ПВХ добавляют пластификаторы (используют органические полярные жидкости с высокой точкой кипения). Пластификатор раздвигает молекулярные цепи, ослабевает взаимодействие между ними, благодаря чему макромолекулы приобретают возможность перемещаться друг относительно друга.

ПВХ стоек к действию воды, щелочей, разбавленных кислот, масел, бензина и спирта. Он используется для изготовления пластмасс и резиноподобных продуктов, в частности для изоляции проводов, защитных оболочек кабелей.

Поливиниловый спирт (ПВС). Мономер - Н2С=СН-ОН. Как электроизоляционный материал не используется, т.к. очень полярен и имеет высокий тангенс диэлектрических потерь tg, а также из-за растворимости в воде. Он интересен тем, что служит исходным продуктом для синтеза смол.

Кроме, того, он является основой для изготовления жидкостных фоторезистов в производстве печатных плат.

оглавление Полиакрилаты – полимеры эфиров акриловой (Н2С=СН-СООН) кислот.

Наиболее распространенный из этих материалов – полиметилметакрилат, т.е. полимер метилового эфира метакриловой кислоты. Полиметилметакрилат известен под названием органическое стекло, плексиглас и др. Этот прозрачный бесцветный материал широко применяется как конструкционный. Свойство выделять при воздействии электрической дуги большое количество газов (СО, Н2, паров Н2О, С2О) придает ему качество дугогасящего материала. Гашению дуги способствует также и поливинилхлорид.

Эта группа полимеров тоже относится к карбоцепным. Рассмотрим полимеры, в основу цепочку строения которых помимо атомов С входят атомы других элементов. Это полимеры гетероцепные.

2.4.3.3. Гетероцепные полимеры

Полиамидные смолы имеют цепочные молекулы, образованные повторяющимися от четырех до восьми раз группами - H2С и СО-NH-. Эти смолы обладают высокой механической прочностью и эластичностью;

растворимы в ограниченном числе растворителей. Применяются для изготовления синтетический волокон, гибких пленок и пластмасс. Данные полимеры относятся к термопластичным материалам.

В России широко распространен капрон, за рубежом – силон и дедерон.

Несколько сходно строение у нейлона (анида).

Перспективными материалами являются полисульфоны, в цепочке молекулы которого между фениленовыми группами –С6Н4- имеются группы 3 типов: сульфоновые –SO2-, способствующие повышению нагревостойкости материала, эфирные –О- и изопропилиденовые С-(СН3)2, уменьшающие жесткость материала. Изделия из полисульфонола обладают стабильностью размеров и не склонны к текучести.

Полиуренаты – линейные полимеры, в цепочках молекул которых между углеводородными остатками располагаются группы –NHCOO-. В определенных условиях полиуретаны могут образовывать молекулы пространственной структуры.

Полиуретаны используются для эмалирования проводов. Такие провода более нагревостойки, чем провода лакированные, но уступают оглавление проводам с полиэфирной изоляцией. Эмалированные провода весьма удобны при монтаже, т.к. обслуживаются в припое без снятия эмали.

Полиимиды содержат имидную группу атомов –СО-N-СО-. Полиимиды выпускаются в виде лаков, пленок, пластмасс. Они принадлежат к числу наиболее нагревостойких органических полимеров (их длительная рабочая Т0=200-2500С, кратковременная до 5000С).

2.4.4. Композиционные порошковые пластмассы и слоистые пластики Композиционные порошковые пластмассы предназначены для изготовления изделий методом горячего прессования или литья под давлением, состоят:

- из связующего вещества (пространственные или линейные полимеры – искусственные смолы);

- из наполнителя (порошкообразного, волокнистого, листового и др.);

- пластификатора, увеличивающего пластичность и уменьшающего хрупкость материала;

красителя, придающего пластмассе определенную окраску.

Рассмотрим вначале различные смолы, которые используют в качестве связующего.

2.4.4.1. Феноло-формальдегидные смолы

Феноло-формальдегидные смолы производятся в значительных количествах.

Эти продукты полконденсации фенола Н5С6-ОН (или крезола Н3СС6Н4-ОН и аналогичных веществ) с формальдегидом Н2СО. Они производятся посредством нагрева в закрытом котле водного раствора фенола и формальдегида в присутствии катализатора.

Феноло-формальдегидные смолы могут быть изготовлены как термореактивными, так и термопластичными. Если в реакции смолообразования на один моль фенола приходится не менее одного моля формальдегида, получается термореактивная смола, так называемый бакелит.

При его изготовлении берется щелочной катализатор (аммиак для смол оглавление электроизоляционного назначения). Бакелит в готовом виде обладает высокой механической прочностью, он малоэластичен. Отрицательным его свойством является склонность к трекингу (образованию на его поверхности проводящих электрический ток следов при воздействии электрических разрядов).

Бакелит применяется для пропитки дерева и др. материалов, в частности при изготовлении слоистых пластиков – гетинакса, текстолита и др.

Если при варке смолы из фенола и формальдегида взять менее 1 моля формальдегида на 1 моль фенола и применить кислотный катализатор (например, соляную кислоту), то получится смола типа новолока. Новолок является термопластичной смолой и после нагрева сохраняет плавкость и растворимость. Он широко используется для изготовления пластических масс.

Из-за наличия в молекуле смолы гидроксильных групп – ОН, молекулы полярны. Менее полярен крезо-формальдегидные смолы (СН3-С6Н4-ОН).

При замене фенола анилином С6Н5NН2 получают анилиноформальдегидные смолы их полярные свойства ещё менее выражены, т.к.

группа NН2 менее полярна, чем ОН.

2.4.4.2. Полиэфирные смолы Полиэфирные смолы – продукты поликонденсации различных спиртов и кислот (или их ангидридов). Смолы, получаемые из двухатомных спиртов (гликолей), имеющих две гидроксильные группы –ОН в молекуле, и из двух основных органических кислот, имеющих две карбоксильные группы – СООН в молекуле. Эти смолы термопластичны.

Смолы, получаемые из трехатомных спиртов (глицеринов) и не менее чем двухосновных кислот, термореактивны.

а) Глифталевые смолы – продукт поликонденсации трехатомного спирта (глицерина НО-СН2-СНОН-СН2-ОН ) и фталевого ангидрида (продукт окисления нафталина) термореактивны, но для запекания требуют более высокой температуры, чем бакелит (более 1400С). Преимуществом глифталя перед бакелитом являются более высокие эластичность, клейкость, стойкость к тепловому старению и трекингстойкость. Не запеченный глифталь растворим в смеси спирта с бензолом, в ацетоне и некоторых др.

растворителях, полностью запеченный глифталь стоек к действию оглавление растворителей.

б) Полиэтилентерефталат – термопластичная смола, получаемая поликонденсацией гликоля НО-СН2-СН2-ОН и терефталевой кислоты НООСС6Н4-СООН.

При молекулярной массе около 30000 эта смола имеет значительную механическую прочность и высокую температуру размягчения (2000С).

применяется для изготовления волокон, гибких пленок, для изготовления эмалированных проводов. В России смола производится под действием лавсан, за рубежом майлар, хостафан, терен, дакрон и др. При повышение температуры на воздухе заметно окисляется.

–  –  –

В зависимости от химического состава соединений, из которых осуществляется синтез этих смол, они подразделяются на диановые (или бесфенольные) и циклоалифатические.

Циклоалифатические смолы более трекингстойки и короностойки.

Эпоксидные смолы в чистом виде являются термопластичными, растворяются в ацетоне и других растворителях, могут длительно храниться, не изменяя свойств. Однако после добавления к ним отвердителей быстро отверждаются, приобретая пространственное строение. Поэтому смолы с отвердителем являются уже термореактивными материалами.

В зависимости от типа отвердителя отверждения эпоксидных смол может производиться либо при нагреве (обычно до 80-1500С), либо при комнатной температуре (холодное отверждения). Отверждение может производиться без внешнего давления, что упрощает технологический процесс, либо при повышенном давлении. В последнем случае электрическая изоляция обладает более высокой электрической прочностью.

Распространенным отвердителями для холодного отверждения является азотосодержащие вещества (амины, диамины). Для отверждения при нагреве – ангидриды органических кислот. Выбор отвердителя влияет на оглавление свойства (эластичность, нагревостойкость) смолы.

Преимущество эпоксидных смол в малой (0,5-2%) усадке, способствующей получению монолитной изоляции и высокой адгезии к различным пластичным массам, стеклам, керамике, металлам и др.

материалам (адгезия усиливается при наличием в отвержденной смоле гидрооксидных групп –ОН).

Эпоксидные смолы применяют при изготовлении лаков, клеев, заливочных компаундов.

Эпоксидные смолы – токсичны, а после отверждения теряют токсичные свойства.

2.4.4.4. Кремнийорганические смолы Кремнийорганические смолы (полиорганосилоксаны, силиконы).

В их состав помимо характерного для органических полимеров углерода С входит кремний (он является одной из важнейших составных частей многих неорганических диэлектриков: слюды, асбеста, ряда стекол, керамических материалов).

Основа строения молекулы – силоксановая группировка чередующихся атомов кремния и кислорода.

Полиорганосилоксаны могут быть термопластичны и иметь линейное строение и термореактивными с образованием пространственных структур.

Силиконовая связь Si-O более прочна, чем связь С-С, но менее прочна, чем C-F во фторорганических соединениях, что и определяет более высокую нагревостойкость кремнийорганических соединений по сравнению с большинством рассматриваемых здесь органических полимеров.

Кремнийорганические смолы используются в лаках, компаундах и конечно в пластмассах. Некоторые из пластмасс весьма эластичны (например, кремнийорганические каучуки). Электроизоляционные свойства кремнийорганических соединений высоки даже при повышенной температуре. Их высокая нагревостойкость дает возможность использования в композиции с нагревостойкими неорганическими материалами (слюда, стекло волокно, асбест) в виде миканитов, стеклолакотканей.

Однако эти материалы сравнительно дороги и имеют низкую механическую прочность.

–  –  –

Гетинакс, получат посредствам горячей прессовки бумаги, пропитанной бакелитом. В качестве бумаги используется прочная и нагревостойкая пропиточная бумага марок ЭИП-50, ЭИП-63, ЭИП-75 (числа обозначают массу 1м3 бумаги в граммах; толщины этих бумаг 0,09, 0,11, 0,13 мм соответственно). Бумагу готовят из целлюлозы путем варки древесины в растворах NaOH. Щелочная целлюлоза обычно не отбеливается и сохраняет желтовато-коричневый цвет. Щелочная целлюлоза дороже сульфатной, но бумага из неё имеет более высокую механическую прочность, чем в процессе кислотной варки. Для изготовления бумаги размолотая целлюлоза с большим количеством воды подается сплошным слоем на движущуюся бесконечную сетку бумагодеятельной машины.

Пропиточная бумага при изготовлении гетинакса пропитывается водными суспензиями фенолформальдегидных смол. Пропитка осуществляется следующим образом. В пропиточной машине бумага разматывается с рулона, проходит через ванну с суспензией, поднимается в сушильную шахту и через валики наматывается на приемный механизм. При сушке вода испаряется.

Пропитанная бумага нарезается листами требуемого формата, собирается пачками нужной толщины и укладывается между стальными плитами гидравлического пресса. При изготовлении фольгированного гетинакса электролитическая фольга укладывается с одной или двух сторон.

Плиты подогреваются горячим паром, пропускаемым через каналы, которые просверлены в плитах. Рабочий режим прессования: давление 1Мпа, температура Т0=160-1650С, время выдержки под давлением от 2 до 5 мин на каждый мм толщины. По окончанию прессования, пакет охлаждают до +600С пропусканием через каналы вместо горячего пара холодной воды. У отпрессованного материала края обрезают под прямым углом циркулярной плитой.

Согласно ГОСТ 2718 листовой электротехнический гетинакс выпускается различных марок, обозначаемых римскими цифрами. Толщина самая различная, листы размером не менее 700550мм, 1,4г/см3. Слоистое строение приводит к анизотропии свойств. Так удельное объемное сопротивление вдоль слоев в 50-100 раз ниже, чем поперек, электрическая прочность вдоль слоев в 5-8 раз ниже, чем поперек.

оглавление Гетинакс обрабатывается режущим инструментом.

Гетинакс фольгированный применяется, как правило, в бытовой аппаратуре в не сложных условий эксплуатации.

Текстолит получают аналогично гетинаксу, но из хлопчатобумажной ткани. Для производства стеклотекстолита применяют в качестве наполнителя стеклоткань.

2.4.6. Эластомеры К ним относят натуральный и синтетический каучуки.

Натуральный каучук получается из особых растений – каучуконосов.

Эти растения содержат каучук в соке (латексе), представляющем взвесь в воде мелких частиц округлой формы (глобул). Каучук выделяется при коагуляции латекса и удалении примесей.

По химическому составу натуральный каучук представляет собой полимерный углеводород, имеющий состав (С5Н8)n и строение, характеризуемое наличием двойных связей:

–  –  –

Уже при нагреве до 500С каучук размягчается и становится липким, а при низких температурах он хрупок. Каучук растворяется в углеводородах и сероуглероде. Раствор каучука в бензине называется резиновым клеем, применяется для склеивания каучука и резины.

Каучук – аморфное вещество, но в растянутом состоянии он дает рентгенограммы, характерные для кристаллических тел, имеющих упорядоченное расположение молекул в пространстве. После снятия растяжения каучук вновь приобретает свойства аморфного тела.

Для устранения низкой нагревостойкости и морозостойкости каучук подвергают вулканизации, т.е. нагреву с введением в него серы. При вулканизации происходит частичный разрыв двойных связей и сшивание цепочек через атомы серы. Вулканизация способствует повышению механической прочности и стойкости к растворителям.

Добавками 1-3% серы получают мягкую резину (высокая растяжимость и упругость), 30-35% серы дают твердую резину (эбонит) – твердый материал с высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

оглавление Резину широко применяют как электроизоляционный материал и в качестве уплотнителей.

Недостатки резины: низкая нагревостойкость, малая стойкость к неполярным жидкостям (бензол, бензин), малая стойкость к действию света, особенно ультрафиолетового, озона.

Содержащиеся в резине остатки свободной (не связной химически с каучуком) серы оказывает вредное влияние воздействие на медь (образуется сернистая медь). Поэтому резиновую изоляцию на медную жилу непосредственно не накладывают. Медь покрывают разделителем, например оловом. На алюминий резину можно накладывать непосредственно.

Для избежания такого недостатка с медью используют тиурамовую резину, т.е. вместо серы при вулканизации применяют тиураморганическое сернистое соединение. Тиурамовая резина не содержит свободной серы. Эта резина выдерживает нагревание до +650С.

Сажевые резины (наполнитель - сажа) используются для выполнения оболочек кабелей (низкие электрические свойства).

Чистый каучук практически неполярен, он имеет 1014Омм, =2,4, tg=0,002.

Бутадиеновый каучук относится к синтетическим каучукам.

Бутадиеновый каучук (СКБ) получают путем полимеризации газообразного углеводорода бутадиена (дивинила) в присутствии катализатора (металлического натрия). По составу СКБ близок к натуральному каучуку.

СКБ используют в качестве электрической изоляции при условии, если от тщательно отмыт от остатков катализатора (натрия). При нагреве до температуры 200-3000С (без добавки вулканизирующих веществ) СКБ дополнительно полимеризуется в результате частичного разрыва двойных связей и переходит в эскапон (по свойствам близок к эбониту, но более нагревостойкий и мало подвержен действию кислот и органических растворителей). По мере увеличения времени полимеризации материал получается всё более твердым.

Эскапон имеет высокие электроизоляционные свойства (1015Омм, =2,7-3,0, tg=510-4). Он неполярен. На основе эскапона изготовляются целый ряд электроизоляционных материалов (лаков, лакотканей, компаундов).

–  –  –

До последнего времени объектами производства и исследований являлись почти исключительно цепные полимеры: линейные, разветвленные, сшитые, у которых длина цепи или линейного отрезка цепи существенно превосходит диаметр. В последнее десятилетие были синтезированы полимеры принципиально иного строения, которое напоминает строение кораллов или дерева (рис. 2.2.1). Такие полимеры называются сверхразветвленными или каскадными. Те из них, в которых ветвление имеет регулярный характер, например в соответствии с химическим графом, изображенным на рис.2.2.1, называются дендримерами (от греч. dendron дерево). Само слово применяется для обозначения одной каскадноразветвленной цепи (кроны) макромолекулы. К настоящему времени синтезированы моно-, ди-, три- и тетрадендроны.

Рис. 2.2.1. Стилизованное изображение макромолекулы дендримера: а – химический граф; б – граф, относящейся к классу тридендронов. 1 - ядро, G -генерации или поколения ветвлений; А, В, С-дендроны, Z - терминальные функциональные группы

–  –  –

Дендримеры обычно получают методами контролируемого многоступенчатого синтеза.

Предельные размеры, конфигурация и молекулярно-массовые характеристики регулярных дендримеров могут быть предсказаны теоретически. Поскольку рост ветвей макромолекулы во всех направлениях равновероятен, то они уже после 3—4 генераций ветвлений принимают близкую к сферической форму. Далее поскольку все макромолекулы на каждой стадии контролируемого синтеза увеличивают молекулярную массу (ММ) на одинаковую величину, то образующиеся полимеры являются практически монодисперсными, то есть содержат макромолекулы одинаковой ММ и размера. Так, для полиаминоамидного дендримера отношение среднемассовой и среднечисловой молекулярных масс, найденное методом гельпроникающей хроматографии, оказалось очень близким к единице МW/Мn = 1,001—1,005, что является признаком монодисперсного полимера.

Ключевыми параметрами, определяющими строение и размер макромолекул дендримера, являются параметры Nc – индекс ветвления ядра, то есть число дендронов (крон), растущих из ядра макромолекулы; Nb — индекс ветвления звеньев — число ветвей, образуемых каждой повторяющейся единицей; G -номер генерации.

В рассмотренном примере аминоамидного дендримера Nc = 3, Nb = 2, G = 0 приписывается слою, окружающему ядро дендримера, на котором находятся три терминальные группы. С использованием приведенных выше параметров могут быть теоретически рассчитаны степень полимеризации или число повторяющихся единиц, число терминальных групп, молекулярная масса.

Синтезированные к настоящему времени дендримеры и дендритоподобные полимеры являются вязкими жидкостями или твердыми аморфными веществами, хорошо растворимыми в большинстве известных органических растворителей. В отличие от цепных полимеров для них не характерно кристаллическое состояние, однако возможно жидкокристаллическое упорядочение в растворах и расплавах полимеров.

До настоящего времени физико-механические свойства дендримеров и дендритоподобных полимеров систематически не изучены, однако особенности строения рассматриваемых полимеров позволяют сделать определенные выводы об общем характере этих свойств.

оглавление Рассмотрим в качестве сравнения, наиболее изученные и распространенные линейные гибкоцепные полимеры. К их характерным свойствам относятся волокно- и пленкообразование, эластичность, набухание при растворении, высокая вязкость растворов. Они обусловлены цепным строением макромолекул и физическими свойствами клубков, в которые самопроизвольно сворачиваются макромолекулы цепных полимеров.

Сравним эти клубки с макромолекулами дендримера, имеющими сферическую форму.

Расчеты и эксперимент показывают, что при одинаковом числе звеньев диаметр макромолекулы дендримера в 4-6 раз меньше по сравнению с диаметром макромолекулярных клубков аналогичного по химическому составу линейного полимера (в зависимости от степени полимеризации).

Более существенно (на два порядка) отличаются соответствующие объемы, поскольку они пропорциональны радиусу сферы в кубе. Макромолекулярные клубки гибкоцепных полимеров рыхлые, плотность собственных звеньев в них составляет величину менее 1%, всё остальное приходится на звенья других цепей и молекулы растворителя. Поэтому приведенные выше цифры означают, что плотность собственных звеньев в макромолекулах дендримеров примерно на два порядка выше, чем в рыхлых клубках, и соизмерима с плотностью звеньев в сухом полимере. Это обстоятельство исключает взаимопроникновение и перепутывание макромолекул дендримеров и наряду с их нецепным строением заставляет предположить, что такие свойства полимеров, как волокно- и пленкообразование, набухание, высокая вязкость растворов, для дендримеров не характерны.

Действительно, волокнообразующие свойства дендримеров не упоминались, некоторые из них образуют пленки, но они не так прочны, как пленки линейных гибкоцепных полимеров. Растворимость дендримеров в типичных органических растворителях заметно выше по сравнению с линейными полимерами, процесс растворения проходит с существенно большей скоростью и не сопровождается набуханием.

Характеристическая вязкость дендримеров обычно на два порядка меньше по сравнению с линейными полимерами, для которых 0,1 [] 1 при 105 М 106. Еще больше отличаются вязкости концентрированных растворов дендримеров и линейных полимеров, однако в данном случае более показательны концентрационные зависимости вязкости.

оглавление Все сказанное относится к дендримерам с регулярным и достаточно жестким каркасом макромолекулы, с высокой плотностью разветвлений и относительно короткими звеньями, примером которых являются полиаминоамидный и ПФГ-дендримеры. С увеличением длины повторяющегося звена и неизбежным при этом уменьшении плотности разветвлений свойства дендримеров будут приближаться к свойствам гибкоцепных разветвленных полимеров.

2.4.7.2. Области применения дендримеров Дендримеры часто называют полимерами нового поколения, им предсказывают большое будущее как материалам специального назначения.

Перечислим лишь те области, где дендримеры уже используются или определилась реальная перспектива их использования.

Предсказуемые, контролируемые и воспроизводимые с большой точностью размеры макромолекул дендримеров делают их идеальными стандартами в масс-спектрометрии, электронной и атомной спектроскопии, ультрафильтрации.

Наличие каналов и пор в макромолекулах дендримеров позволяет использовать их для капсулирования и иммобилизации гостевых низкомолекулярных молекул, в том числе и физиологически активных. Такие композиции, построенные по типу гость—хозяин, перспективны для применения в биологии, медицине, фармакологии, косметике. Высокая степень функциональности создает поистине неограниченные возможности для дальнейших превращений макромолекул дендримеров, которые могут привести к конструированию новых наноразмерных структур, модификации поверхности макромолекул с целью придания им ярко выраженных лиофобных или лиофильных свойств, к созданию нового типа нанесенных катализаторов.

Совершенная сферическая форма, жесткость молекулярного каркаса макромолекул регулярных дендримеров позволяют предположить у них наличие антифрикционных свойств и возможность использования в качестве компонентов смазочных материалов.

Не вызывает сомнения, что область применения дендримеров будет расширена в связи с обнаружением возможности их жидкокристаллического упорядочения. Показано, что ответственные за него мезогенные группы могут быть расположены как внутри, так и на периферии дендронов.

–  –  –

1. Дать определение пластмассы.

2. Дать определение полимера.

3. Охарактеризовать линейные полимеры.

4. Что такое дендример?

5. Дать определение гибкоцепных полимеров.

6. Назвать основные технологические способы получения полимеров.

7. В чем особенность дендримеров?

8. Дать определение эластомера.

9. Что такое гомополимер, сополимер?

10. В чем особенность карбоцепных полимеров.

11. Где нашли применение дендримеры.

12. Назовите типичные особенности термопластов.

13. Приведите 3-5 примеров термопластов.

14. Как ведут себя термопласты при взаимодействии с водой и смазочными маслами?

15. Как влияет температура на механические свойства термопластов?

16. Перечислите наполнители реактопластов.

17. Почему в реактопластах почти всегда используется наполнитель?

18. В чем особенность реактопластов?

–  –  –

2.5.5. Стекла для ультразвуковых линий задержки.

2.5.6. Оптические и магнитоактивные стекла.

2.5.7.Стеклянные волоконные и пленочные оптические элементы.

2.5.8. Области применения стекол, получивших наибольшее распространение.

Литература [1-3, 10-14, 16-19,29]

–  –  –

Стекла это неорганические квазиаморфные твердые вещества, в которых при наличии ближнего порядка отсутствует дальний порядок в расположении частиц. Это изотропные твердые тела, т.е. тела, у которых свойства в любом направлении одинаковы.

По химическому составу неорганические стекла подразделяются на элементарные, халькогенидные и оксидные. Свойства диэлектриков проявляют лишь оксидные стекла. Основу оксидного стекла составляет стеклообразующий окисел: SiO2, B2O3, GeO2, P2O5. Наибольшее распространение получили силикатные стекла (на основе SiO2) благодаря высокой химической устойчивости, дешевизне и доступности сырьевых компонентов.

Для придания определенных физических свойств, а также из технологических соображений в состав силикатных стекол вводят окислы различных металлов (чаще щелочных, щелочноземельных).

По наличию в составе щелочных металлов стекла делятся на бесщелочные, малощелочные и щелочные. Если в стекле отсутствует окисел щелочного металла или он содержится в небольших количествах, то такие стекла называют бесщелочными. Чем больше в оксидных стеклах ионов Na, тем стекло менее прочно.

Механические свойства оксидных стекол. Прочность стекол на сжатие много больше, чем прочность на разрыв (6000-21000 МПа и 100-300 МПа на сжатие и растяжение соответственно).

Нагревание стекла до температуры размягчения и резкое охлаждение (этот технологический прием называют закалкой стекла) также увеличивает прочность, но при этом увеличивается и хрупкость. Закаленное стекло нельзя резать или сверлить. Оптические свойства закаленного стекла хуже, чем у не оглавление закаленного.

Прочность стекла повышают химико-термической обработкой, которая заключается в частичной замене ионов натрия в приповерхностном слое на более крупные ионы лития или калия.

Шлифование и полирование стекла увеличивает его прочность в несколько раз. Для уменьшения шероховатости стекла широко используют огневую полировку (оплавление).

Тепловые свойства оксидных стекол. Как аморфные вещества стекла не имеют резко выраженную температуру плавления. При нагреве вязкость стекол уменьшается постепенно. За температуру размягчения стекла принимается температура, при которой вязкость его составляет 107-108 Пас.

Эта температура для большинства стекол находится в пределах от 400 до 16000С. Наибольшая температура размягчения у кварцевого стекла, которое на 100% состоит из SiO2. Добавки к SiO2 щелочных оксидов понижают температуру размягчения.

Коэффициент линейного расширения лежит в пределах 0,5510-6К-1 (кварцевое стекло) до 1510-6К-1. Этот коэффициент играет большую роль в оценке стойкости стекол к резким сменам температуры (термоударам). Он имеет значение при пайке и сварке друг с другом различных стекол, при нанесение стеклоэмали на поверхность. Коэффициенты линейного расширения паяемых и свариваемых материалов должны быть приблизительно одинаковыми. Название стекол “вольфрамовые”, “молибденовые”, объясняются не их составом, а тем, что этих стекол близки к вольфрама и молибдена.

Плотность стекол лежит в широких пределах от 2,0 (оконное стекло имеет плотность 2,5 г/см3) до 8,1 г/см3 (хрустали, флинты).

Оптические свойства. Оптические свойства характеризуются светопропусканием, показателем преломления n (n уменьшается с увеличением длины волны света) и дисперсией k ( дисперсия – зависимость n от длины волны). Стекла с n=1,47-1,67 и k=70-51 относят к кронам, а с n=1,52-1,96 и k=54-15 – к флинтам.

Обычные стекла прозрачны для лучей видимой части спектра. Добавки придают стеклам окраску: CoO (оксид кобальта) – синююо, Cr2O3 (оксид хрома) – зеленую,O2 – желтую и т.д.

Большинство технических стекол из-за содержания в них примеси оглавление оксидов железа, значительно поглощают ультрафиолетовые лучи.

Увиолевые стекла, содержащие Fe2O3 менее 0,02%, обладают прозрачностью для ультрафиолета. Хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи кварцевое стекло, которое используют в специальных “кварцевых” лампах.

Показатель преломления n стекол колеблется от 1,47 до 1,96 (тяжелые свинцовые стекла - хрустали). Стекла, в состав которых входят элементы с малой атомной массой, прозрачны для рентгеновских лучей. Стекло состава (83% B2O3 – 2,5% BeO – 14,5% Li2O) применяют для окошек в рентгеновских трубках. Хрустали поглощают рентгеновские лучи.

Гидролитическая стойкость. Стойкость к действию влаги оценивается массой составных частей стекла, переходящей в раствор с единичной поверхности стекла при длительном соприкосновении его с водой.

Растворимость стекла увеличивается с ростом температуры.

Наивысшей гидролитической стойкостью обладают кварцевые стекла. Это свойство ухудьшается при введении щелочных оксидов.

Стекла состава Na2OmSiO2 (реже K2OmSiO2) с силикатным модулями m от 1,5 до 2,4 являются растворимыми стеклами. При повышенном давлении и температуре они растворяются в воде, образуя вязкие клейкие растворы щелочной реакции. Такой раствор концентрации 30-50% с плотностью 1,27-1,95 г/см3 называется жидким стеклом.

Силикатные стекла стойки к действию кислот за исключением HF, но мало стойки к щелочам. Специальные типы стекол с высоким содержанием B2O3 и Al2O3 стойки к парам Na, что важно для некоторых электроосветительных приборов.

Электрические свойства. Электрические свойства очень зависят от состава. При нормальной температуре для различных технических стекол удельное сопротивление =106-1015 Омм, относительная диэлектрическая проницаемость =3,8-16,2, тангенс угла диэлектрических потерь tg=210-4Удельное сопротивление уменьшается с введением в стекло оксидов щелочных металлов с наличием ионов Na или К. При воздействии на щелочное стекло постоянного напряжения происходит электролиз, который наблюдается в виде отложений у катода щелочного металла.

Присутствие в составе стекла двух щелочных металлов увеличивает и уменьшает tg. Электрическая прочность стекол при электрическом пробое

–  –  –

мало зависит от их состава. Решающее влияние на Епр оказывают воздушные включения – пузырьки в толще стекла.



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«Материалы заданий олимпиады "Покори Воробьевы горы!" по обществознанию 2013-2014 гг. Заключительный этап. Задания для учащихся 10-11 классов. Каждый участник олимпиады должен выполнить задание, состоящее из 5 тестовых вопросов, анализа фрагмента текста и творческого эс...»

«Тренинговое занятие по адаптации первокурсников "Я среди своих". Цель: развить привычки общения и умение взаимодействовать в тесном контакте друг с другом. Оказывать содействие в сплочении группы. Вступительная часть Сегодня наше занятие будет проходить в виде тренинга. Прежде че...»

«Филина Светлана Валерьевна ОБЪЕКТИВАЦИЯ КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ПРИЗНАКОВ ТРУДА В СЛОВАРЯХ Адрес статьи: www.gramota.net/materials/1/2010/5/75.html Статья опубликована в авторской редакции и отражает точку зрения автора(ов) по рассматриваемому вопросу. Источник Альманах современной науки и образова...»

«ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО ПРАВУ 2015–2016 г. МУНИЦИПАЛЬНЫЙ ЭТАП 9 класс Методика оценивания выполнения тестовых олимпиадных заданий Выберите один или несколько правильных ответов. Порядок оценки № Тестовы...»

«ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ З ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КЬЫРЫМ КОМИТЕТ ПО ЦЕНАМ И ЦІН І ТАРИФІВ ФИЯТЛАРЫ ВЕ ТАРИФЛЕРИ ТАРИФАМ БОЮНДЖА ДЕВЛЕТ РЕСПУБЛІКИ КРИМ КОМИТЕТИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ ПРОТОКОЛ № 34 заседания Правления Государственного комитета по ценам и тарифам Республики Крым г. Си...»

«ШАМАТХА. ЛЕКЦИЯ 5. Итак, как обычно, вначале породите правильную мотивацию. Получайте учение с мотивацией укротить свой ум, сделать его более здоровым. Сегодня у нас последний день учения и поэтому я передам вам советы для вашей повседневной практики. Вы должны понимать, что первое, самое важное в...»

«АО Центральный депозитарий ценных бумаг Одобрен решением Комитета Совета директоров АО Центральный депозитарий ценных бумаг по стратегии (протокол заседания от 04 февраля 2010 года № 4) ОТЧЕТ о соответствии рекомендациям международных организаций для расчетно-клиринговых систе...»

«Поскольку проект носит открытый коммуникативный характер non finito и потенциально автором может стать любой желающий, то к реально осуществляющейся уже сейчас версии проекта может присоединиться каждый, кто находится или хочет находиться в этой конкретной...»

«КЕКИН Алексей Геннадьевич, КОВАЛЕВ Алексей Алексеевич, КОВАЛЕВ Дмитрий Алексеевич, СТУДИТСКИЙ Александр Сергеевич, ФЕДОТОВ Алексей Владимирович, ХНЫКОВ Юрий Алексеевич АППАРАТУРНЫЕ СРЕДСТВА ПРОВЕРКИ ПОДЛИННОСТИ ДОКУМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКОГО МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Проблема определения подлин...»

«Содержание этого руководства Ниже приведен список разделов этого руководства. См. стр. v–vi Оглавление Этот раздел позволяет находить информацию по названию функции или пункта меню. См. стр. vii–ix Вопросы и ответы Знаете, что нужно сдел...»

«ЖОЗЕФ ЛУИ ЛАГРАНЖ Я занимаюсь геометрией спокойно и в тишине. А так как меня никто и ничто не торопит, то я работаю больше для моего удовольствия, нежели по должности; я похож на вельмож-охотников строиться: я строю, ломаю, перестраиваю до тех пор, пока не выйдет что-нибудь такое, чем я останусь доволен. Лагранж...»

«Туринский процесс Обзор системы профессионального образования и обучения города Москвы Москва Данный отчет был подготовлен в рамках Туринского процесса ЕФО. В его содержании отражены исключительно взгляды авторов и не обязательно взгляды Е...»

«Содержание Введение Управление перегрузкой для GW Защита перегрузки сети для входной регулировки сообщения GTP-C Настройте входную регулировку сообщения GTP-C Защита элемента соседней сети Защита перегрузки сети с регулировкой диаметра на интерфейсе S6a Настройте регулировку диаметра на интерфейсе S6a За...»

«Демоны плоти Полный путеводитель по сексуальной магии пути левой руки Николас и Зина Шрек — Давайте поговорим о самом загадочном предмете из всех — о сексе. Секс — это электромагнитное явление. Уильям С. Берроуз Желание — великая сила. Ан...»

«Сообщения информационных агентств 12 февраля 2013 года, 19:30 Страховщики сформулировали свою позицию по судебной практике по добровольному страхованию МОСКВА, 12 фев Прайм. Всероссийский союз страховщиков (ВСС) направил в Минфин и ФСФР позиции страхового сообщества по о...»

«Задания отборочного (заочного) тура олимпиады "Будущие исследователи – будущее науки" по русскому языку 10–11 классы 2016-2017 уч.г. Ответы необходимо набрать в редакторе Word, затем распечатать, подписать каждую страницу, после чего отсканировать в формате PDF...»

«Научный журнал КубГАУ, №89(05), 2013 года 1 УДК 004.932.2 UDC 004.932.2 АСПЕКТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ASPECTS OF PRACTICAL USE OF COLOR ПРИМЕНЕНИЯ ЦВЕТОВОГО РАЗЛИЧИЯ DIFFERENCE FOR RECOGNITION AND ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ SELECTION OF BOUN...»

«ПРАВИЛА УЧАСТИЯ В КОНКУРСЕ "ТЕЛЕБИЕННАЛЕ" (здесь и далее – "Конкурс"). Принимая участие в творческом конкурсе "Телебиеннале" (далее "Конкурс"), Вы соглашаетесь с условиями данного Конкурса и правилами его проведения (далее "Правила"). Наст...»

«53 лей" (там же. Л. 132). А в докладе, выступлениях на коллегии "эти серьезные вопросы были полностью обойдены, ни одного слова о наличии подобных фактов и необходимости усиления борьбы с ними не было сказано. На заседании колл...»

«Ролан Барт camera lucida Комментарий к фотографии Перевод с французского, послесловие и комментарии Михаила Рыклина Философия по краям Международная коллекция современной мысли Литература. Искусство. Политика Редакционный совет...»







 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.