Лекция № 2 - Введение в курс ХТД (органические материалы)
Первый случай создания достаточно мощного источника электрической энергии относят к 1802 г. : Петров сконструировал батарею, э.д.с. которой обеспечивалась благодаря контактной разности потенциалов. С момента открытия электричества возник интерес и к диэлектрическим материалам. По мере развития представлений о свойствах электрического тока, способах его производства, преобразования и передачи совершенствовалось и познание диэлектриков.
В общем виде под диэлектриками понимают электротехнические материалы, выполняющие двойную функцию:
1.изолирующую, т.е. состоящую в разделении токоведущих частей электроустановок, а также токоведущих частей и элементов, имеющих потенциал земли;
2. накопление энергии, которая реализуется в конденсаторах благодаря способности диэлектриков поляризоваться.
Для того, чтобы количественно выделить диэлектрики среди прочих электротехнических материалов, часто в качестве критериальной характеристики используют удельное сопротивление – ρ, Ом•м.
Электротехнические материалы ρ
проводники 10-8 – 10-5
полупроводники 10-6 – 10+8
диэлектрики 10+7 – 10+16
Номенклатура диэлектриков изменялась постепенно в соответствии с уровнем развития электротехники и электроэнергетики.
Первоначально человечество использовало те диэлектрические вещества, которые создала природа, т.е. натуральные или естественные. Например: бумага, мрамор, воск, янтарь, каучук и т.д. Эти материалы были первыми диэлектриками, обладающими своими плюсами и минусами.
Бумага – неоднородна по структуре, т.е. морфологически неоднородна; имеет низкие механические свойства; не выдерживает воздействия температуры (обугливается); легко поглощает влагу (гигроскопична), но устойчива к электрическому старению; производится из воспроизводимого источника сырья (древесины) и т.д.
Мрамор - природный неорганический диэлектрик (очень пористый и гигроскопичный).
Янтарь - природный материал, который не превзойден по ρv, но хрупок и дефицитен.
Воск и каучук – прекрасные природные диэлектрики, однако дороги и дефицитны.
Все перечисленные электроизоляционные материалы с электротехнической точки зрения вполне удовлетворяли требованиям до тех пор, пока конструкции работали на малых напряжениях, токах и частотах. Ведь их основная функция состояла в надежной изоляции токоведущих частей. Однако постепенно, по мере возрастания требований к технико-экономическим показателям электротехнических устройств, природные материалы оказались мало пригодными.
Требовалось: совершенствование свойств традиционных диэлектриков;
создание их искусственных аналогов;
разработка уникальных диэлектриков с заданными свойствами.
Решение указанных задач дало толчок развитию химии диэлектриков. Химия – это наука о строении веществ. В ее задачи входит подробное исследование натуральных диэлектриков и синтез искусственных материалов.
Задачи курса «Химия и технология органических диэлектриков» много шире. Необходимо знать:
- строение и состав диэлектриков природного происхождения;
- взаимосвязь химического строения и структурных особенностей с конкретными электрофизическими и механическими свойствами электроизоляционного материала;
- способы их совершенствования;
- способы получения их искусственных аналогов, необходимого состава и структуры;
- принципы создания диэлектриков с заданными свойствами;
- технологическое и техническое обеспечение решения поставленных задач;
- причины и механизмы изменения свойств диэлектриков под действием внешних факторов;
- способы замедления разрушения материалов в процессе эксплуатации.
Таким образом предмет настоящего курса много шире, глубже и объединяет достижения различных отраслей науки с целью совершенствования электроизоляционных материалов.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 850;