Báo cáo vật liệu điện và cao áp- đo điện trở suất của vật liệu cách điện

Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 BÀI : ĐO ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN I Mục đích Mục đích thí nghiệm phương pháp xác định điện trở suất mặt điện trở suất khối vật liệu cách điện thể rắn nghiên cứu mối quan hệ điện trở suất với thời gian tác động điện áp với điện áp II Khái niệm Trong thực tế tất điện mơi có điện dẫn định Điện dẫn lớn hay nhỏ tùy thuộc vào điện mơi điều kiện làm việc Sự dẫn điện điện môi dịch chuyển điện tích tự tồn điện mơi ion tạp chất điện môi Các ion tự khơng tồn thể tích điện mơi mà lớp ẩm, lớp bụi bán bề mặt điện mơi dịng điện qua điện môi không theo bề dày mà cịn có khả theo bề mặt điện mơi Do mà loại điện mơi rắn người ta thường dùng hai khái niệm điện trở suất khối ρv điện trở suất mặt ρs để đặc trưng cho khả dẫn điện chúng γv = ρv ; γs = ρs γv : điện dẫn suất khối γs : điện dẫn suất mặt -Đơn vị điện trở suất khối ρv Ωcm, điện trở suất mặt ρs Ω Như để đảm bảo xác định điện trở suất khối ρv điện trở suất mặt ρs điện môi đo điện trở suất ρv phải có biện pháp khử dòng điện mặt Is ngược lại xác định ρs cần phải khử dịng điện khối Iv Để thực điều (nghĩa để đảm bảo có kết thực xác) thường dùng hệ thống ba cực : cực đo lường, cực cao áp cực bảo vệ Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Ví dụ: để xác định điện trở suất khối ρv mẫu điện mơi phẳng dùng hệ thống ba cực hình 1.1 Hình 1.1: Hệ thống ba cực mẫu điện môi phẳng để đo ρv Theo hình 1.1 thấy cực bảo vệ có hai tác dụng : - Làm cho điện trường cao áp đo lường phân phối ( khu vực mép cực ) - Đưa dòng điện mặt Is phần dòng điện khối mép cực xuống đất không qua cấu đo + Để xác định điện trở suất mặt ρs mẫu điện môi phẳng dùng hệ thống cực hình 1.2 Để cho kết thí nghiệm việc đánh giá phẩm chất điện mơi xác cần ý đến quy định chung mẫu điện mơi cực Hồng Văn Dũng KTĐ – K53 III PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ SUẤT Xác định điện trở điện môi thực tế đo dịng điện qua điện mơi đồng thời đo điện áp chiều tác dụng lên điện môi, tùy theo giá trị lớn hay nhỏ điện trở suất vật liệu mà có cách đo khác nhau, có phương pháp dùng đồng hồ mA Theo phương pháp điện trở suất khối mẫu điện môi phẳng xác định theo cơng thức : ρv = Trong : US Ivd Iv- dịng điện qua điện mơi U - điện áp chiều tác dụng lên điện môi S – diện tích cực đo lường (cm2) d – bề dày điện môi (cm) Điện trở suất khối có đơn vị Ωcm Điện trở suất mặt mẫu điện môi phẳng xác định theo công thức: ρs = 2π U D I s ln D2 Trong đó: Is – dịng điện mặt (A) U – điện áp chiều tác dụng lên điện môi (V) D1 – đường kính cực cao áp D2 – đường kính cực đo lường Điện trở suất mặt có đơn vị Ω Hồng Văn Dũng KTĐ – K53 IV THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Trong thí nghiệm sủ dụng phương pháp dùng đồng hồ mA hình 1.3 để xác định điện trở suất Sơ đồ đấu nối sẵn Trong thí nghiệm điện cực có kích thước sau: - đường kính cực cao áp D1= cm - đường kính cực đo lường D2= cm Trình tự thao tác sau: - chọn mẫu điện mơi đặt vào vị trí điện cực - đưa chuyển mạch K1 K2 vào vị trí thích hợp - đóng aptomat nguồn, đèn tín hiệu sáng - Đưa tự ngẫu vè vị trí ban đầu, ấn nút xanh để đưa điện áp vào biến áp tự ngẫu - Đóng cầu dao để đưa điện áp chiều lên điện môi - Điều chỉnh tự ngẫu để tăng điện áp đặt lên điện môi Chú ý: cần quan sát số đồng hồ volt đồng hồ mA để tránh làm cháy đồng hồ Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 V CÁC NỘI DUNG THÍ NGHIỆM Xác định điện trở suất mặt điện trở suất khối mẫu điện môi phẳng Xác định quan hệ điện trở mẫu với thời gian tác dụng điện áp Cách tiến hành sau : - Chọn giá trị điện áp tác dụng U Thơng thường chọn giá trị U cho độ lệch pha đầu đồng hồ μA không lớn( nên vào khoảng 2/3 thang đo) - Sau chọn điện áp xong dùng cầu giao ngắt dòng điện đưa vào hệ thống cực đo - Đóng lại cầu dao theo dõi kim đồng hồ μA Việc theo dõi tiến hành sau khoảng thời gian 0,5, 10, 15, 20 … giây độ lệch đồng hồ đo ổn định Kết theo dõi ghi vào bảng 1.2 Xác định quan hệ điện trở khối( hay điện trở suất khối) với điện áp tác dụng Trị số điện áp tác dụng tăng lên không lớn để làm độ lệch ban đầu đồng hồ μA vượt khỏi thang đo Khi tiến hành thí nghiệm với giá trị điện áp tác dụng nên đo vị trí khác để tránh ảnh hưởng nhiệt độ (đo vị trí lâu làm đienj mơi phát nóng, gây ảnh hưởng đến điện trở điện môi) Kết tính tốn ghi vào bảng 1.3 Hồng Văn Dũng KTĐ – K53 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Bảng 1.1 : Kết thí nghiệm đo điện trở suất số vật liệu cách điện 710 493 863 0.5 306 0.5 495 0.5 870 174 330 545 305 490 620 0.5 210 0.5 430 0.5 746 0.5 268 0.5 480 0.5 790 0.05 275 0.05 415 0.05 540 0.05 300 0.05 0.05 500 622 Khối Mặt 0.06 0.13 0.01 0.02 392500000 331299376.3 414346221.8 378884157.8 0.27 0.04 260487988 309359848.1 0.06 0.05 353603603.6 74656976.91 0.16 0.08 284429898.6 100087009.7 0.13 228235053.2 101935487.7 0.1 0.02 1491500000 177310320.2 0.18 0.03 1517666667 216505233 0.05 744240384.6 184029448.1 0.12 0.09 1491500000 47282752.04 0.25 0.68 0.14 0.2 1136680000 616455882.4 48260402.93 49833532.09 0 0 0 0 0 0.08 0.07 426843750 46393978.51 0.16 0.1 404765625 61592005.95 0.37 0.12 289070945.9 84766775.87 0.18 0.06 332534722.2 94876574.82 0.32 0.1 300507812.5 91454796.71 0.5 0.16 243350000 72323946.38 0.01 8242500000 0.04 0.01 4219375000 802562501.8 0.14 0.01 2091464286 1392352619 0.03 0.01 3506333333 500201745.3 0.05 0.02 3768000000 447941861.5 0.15 0.03 2067166667 491491764.7 0.1 0.01 10793750000 513266716.3 0.16 0.01 10180468750 774566135.4 0.27 bảo vệ 0.5 Khơng Có cực có cực bảo vệ bảo vệ 460 Có cực bảo vệ 0.5 Khơng có cực bảo vệ 362 534 320 Có vệcực bảo 0.25 0.25 0.5 Khơng có cực bảo vệ 228 Điện trở (Ω) 0.52 Có cực bảo vệ 348 Khơng có cực bảo vệ 190 Có cực bảo vệ 0.25 Dịng điện I(mA) 0.33 Khơng có cực bảo vệ 429 Trạng thái Có cực 200 0.25 1.85 0.25 663 0.25 1.85 1.85 222 406 1.85 Điện áp 1.85 1.85 Bề dày d(mm) Khơng có cực bảo vệ Loại điện 0.01 7850000000 1007869188 0.11 0.08 10704545455 69990915.85 0.22 0.43 0.11 0.15 8920454545 5677558140 84837473.76 77394399.4 Khối Mặt Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 VI KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NHẬN XÉT : loại điện mơi có điện trở lớn nên cách diện tốt Vậy mica cách điện tốt TRẢ LỜI CÂU HỎI: Đo điện trở suất người ta sử dụng điện áp chiều : điện áp chiều, dịng điện phân cực tồn thời gian trình q độ đóng hay ngắt điện Đối với điện áp xoay chiều dòng điện phân cực tồn suốt thời gian đặt điện áp Để tăng độ ẩm cho vật liệu thí nghiệm ta dùng khăn ẩm lau qua bề mặt vật liệu Chúng ta dùng khăn ẩm không cho nước vào vật liệu, nước có tính dẫn điện nên gây ngắn mạch làm hỏng thiết bị đo - Điện trở suất khối điện trở khối lập phương có cạnh cm dòng điện qua hai mặt đối diện khối lập phương đó, đơn vị đo (Ω.cm) ρv = Rv Trong : S h [Ω.cm] Rv - điện trở khối mẫu, [Ω] S - diện tích điện cực đo h - chiều dày khối điện môi - Điện trở suất mặt điện trở hình vng bề mặt vật liệu dịng điện qua hai cạnh đối điện : ρ s = Rs d [Ω] l Trong : Rs - điện trở mặt khối vật liệu , [Ω] D - chiều dài điện cực, [cm] l - khoảng cách hai cực , [cm] Yếu tố ảnh hưởng đến điện trở suất mặt: - Độ ẩm, nhiệt độ môi trường - Cường độ điện trường Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Bài 2: XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CÁCH ĐIỆN CỦA DẦU MÁY BIẾN ÁP I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Nghiên cứu cấu cách điện chất điện môi lỏng Nghiên cứu phương pháp xác định cường độ cách điện dầu máy biến áp theo tiêu chuẩn quy định Nghiên cứu quan hệ điện áp phóng điện với số lần phóng điện II KHÁI NIỆM Dầu cách điện loại điện mơi lỏng có cường độ điện áp cao dùng rộng rãi máy biến áp, máy cách điện, tụ điện cao áp, cáp ngâm dầu, cách điện xuyên… Cường độ cách điện dầu máy biến áp không phụ thuộc vào thân dầu mà phụ thuộc vào lượng loại tạp chất loại sợi ẩm Trong trình bảo quản, chuyên trở vận hành lượng tạp chất dầu ngày tăng làm cho cường độ cách điện ngày giảm Trong trình vận hành tác dụng nhiệt độ cường độ điện trường cao, ooxy hóa khơng khí nên dầu bị già cỗi sẻ tính chất cách điện trước cho dầu vào máy biến áp hay thiết bị khác trình vận hành thiết bị ấy, phải định kì kiểm tra cừng độ cách điện dầu mốt số tính vật lý, hóa, nhiệt khác Mặt khác theo nói, tính tốn kết cấu cách điện có dùng dầu cách điện cần phải biết cường độ cách điện dầu Để cho việc xác định phẩm chất dầu xác cần ý đến quy định chung lọa cực, bình đựng dầu thủ tục tiến hành thí nghiệm Hồng Văn Dũng KTĐ – K53 III THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Bình đựng dầu Thí nghiệm xác định cường độ cách điện dầu máy biến áp tiến hành bình sứ tích vào khoảng 300-500 cm³ Trong bình có gắn hai cực mà khoảng cách chúng thay đỏi hình 2.3 Cực có dạng hình đĩa đường kính 25mm Koảng cách tiêu chuẩn cực 2.5mm mặ cực yêu cầu phải sử lý phải thật cẩn thận trình sử dụng bình thí nghiệm phải thường xuyên kiểm tra trạng thái bề mặt cực Mức rong bình phải cao mép cực it 15mm 10 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 xác định vị trí mà chắn phát huy tác dụng tốt để áp dụng vào thực tế cách an toàn hiệu CƯỜNG ĐỘ ĐIỆN TRƯỜNG phóng điện với điện cực cầu - cầu s Điện áp (U) xoay chiều chiều (kV) (kV) 18 30 48 38 66 47 78 Cường độ điện trường (Emax) xoay chiều (kV/cm) chiều (kV/cm) 8.56 17.10 15.58 15.51 19.26 27.36 27.06 25.74 phóng điện với điện cực mũi nhọn - mũi nhọn s Điện áp (U) xoay chiều chiều (kV) (kV) 10 18 30 29 42 31 50 36 54 Cường độ điện trường (Emax) xoay chiều (kV/cm) chiều (kV/cm) 7.00 9.00 9.67 7.75 7.20 10.00 15.00 14.00 12.50 10.80 Nhận xét : ta thấy cường độ điện trường hai điện cực cầu - cầu lớn cường độ điện trường hai điện cực mũi nhọn – mũi nhọn TRẢ LỜI CÂU HỎI - Đặc điểm phóng điện tia lửa : xảy áp suất lớn, plazma khơng chiếm hết tồn khoảng khơng gian mà tia dịng nhỏ nối điện cực Mật độ điện tích dịng plazma lớn nên dẫn dịng điện lớn khơng lớn q bị giới hạn công suất nguồn - Ứng dụng: đánh lửa cho hệ thống bếp gas dầu, đánh lửa buzi cho loại động chạy xăng, thử nghiệm cường độ trường cách điện điện mơi 30 Hồng Văn Dũng KTĐ – K53 Điều kiện xảy phóng điện: - Phải có điện áp đặt vào cực đủ lớn - Có điện cực - Có điện tử sinh Điện áp phóng điện điện cực cầu - cầu lớn nhất, mũi nhọn – mũi nhọn lại bé : Điện tích tập trung nhiều bề nặt nhọn nên có điện áp đặt vào đủ lớn electron điện cực âm dễ dàng di chuyển ngồi mơi trường tập chung mũi nhọn nên số lượng điện tích nhiều Ở điện cực mũi nhọn – mũi nhọn dễ dàng phóng điện điện cực cầu - cầu điện áp hai điện cực mũi nhọn – mũi nhọn nhỏ điện áp hai điện cực cầu - cầu lớn 31 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 TÌM HIỂU THÊM I LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN Nguyên lý hoạt động Khí bụi đưa qua trường tĩnh điện mạnh cực lọc bụi điện, điện cực đặt song song đối xứng cách khoảng d = 20 ÷35 cm, với quy ước cực dương cực âm Khi đặt điện áp U ≥ Umax lên hai cực hình thành quầng sáng hồ quang phá huỷ điện cực Nếu U ≤ Umax tạo q trình ion hố hạt bụi Các hạt bụi bị nhiễm điện nhiễm điện âm chủ yếu Khi chúng chuyển động lực hút tĩnh điện phía cực dương trình chuyển động va đập vào hạt bụi khác làm cho tồn khơng gian bị Ion hố tạo thành đám mây nhiễm điện tích âm, đám mây chuyển động liên tục phía điện cực dương tiếp xúc với cực dương nhường điện tử cho cực để trung hoà điện, lắng xuống theo bề mặt điện cực dương Bụi thu hồi thiết bị vận chuyển đưa silơ đồng Để tăng khả ion hố giảm điện áp không vượt Umax, sử dụng tháp tăng ẩm để tăng độ ẩm cho hạt bụi làm chúng dễ bị nhiễm điện giảm điện áp đặt vào lọc bụi Để lọc bụi hoạt động ổn định an tồn sử dụng máy phân tích thành phần khí thải, khống chế nồng độ khí CO để ngăn chặn kịp thời tượng cháy, nổ lọc bụi Trở lực lọc bụi điện ~ 200 Pa, nồng độ khí 100 mg/ m3N) 2.Các điện cực phóng điện Các điện cực phóng điện phát dịng nạp cung cấp điện áp phát sinh trường điện điện cực phóng điện thu nhận Trường điện buộc hạt bụi dịng khí phải dịch chuyển hướng phía thu nhận Sau đó, hạt bụi lắng tủa lại thu nhận 32 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Các loại điện cực phóng điện phổ biến bao gồm dây trịn thẳng, cặp dây cáp xoắn đơi, dây thép gai phóng điện, cột thép cứng, khung giàn cứng, ống cứng đầu nhọn sợi dây xoắn Các điện cực phóng điện đỡ giàn phóng điện phía trì thẳng hàng giàn phóng điện phía phía Giàn phóng điện phía đỡ từ vỏ thiết bị lọc bụi Các cách điện điện áp cao tích hợp vào hệ thống đỡ Trong hệ thống dây có điều chỉnh, điện cực phóng điện giữ căng nhờ khối nặng đầu sợi dây Các thu nhận thiết kế để thu nhận giữ hạt kết tủa lại chúng tháo vào phễu thu Các thu nhận phận mạch điện thiết bị lọc bụi Các chức thu nhận đưa vào phần thiết kế thiết bị lọc bụi Các ngăn bụi ngăn hạt kết tủa lại khỏi dịng khí bề mặt phẳng nhẵn cấp điện áp vận hành cao Các thu nhận treo từ vỏ thiết bị lọc bụi tạo thành đường khí thiết bị lọc bụi Có hai loại kết cấu phổ biến thu nhận số kết cấu thay đổi nhà sản xuất Trong trường hợp đỡ từ dầm dạng đe hai đầu Dầm dạng đe điểm tác động gõ thu nhận đỡ móc treo trực tiếp từ vỏ thiết bị lọc bụi Trong trường hợp khác hai nhiều thu nhận liên kết gần tâm đỡ nhờ dầm gõ mà sau hoạt động điểm tác động hệ thống rũ bụi 3.Ưu điểm hệ thống lọc bụi tĩnh điện - Dưới tác dụng lực tĩnh điện tạo nên lớp bụi hình nhánh bề mặt lưới lọc - Ít bị tắc hạt bụi mịn ngăn chặn thâm nhập vào lọc - Có hiệu thu bụi cao - Ít tổn thất ma sát tăng lên bề mặt túi lọc 33 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 - Giảm tổn thất áp suất trình hoạt động - Tăng tốc độ, công suất hệ thống lọc - Tuổi thọ dài lọc thường chu kỳ loại bỏ bụi dài II SƠN TĨNH ĐIỆN Sơn tĩnh điện: Sơn tĩnh điện cịn gọi sơn khơ tính chất phủ dạng bột sử dụng tích điện tích (+) qua thiết bị gọi súng sơn tĩnh điện, đồng thời vật sơn tích điện tích (-) để tạo hiệu ứng bám dính bột sơn vật sơn Sơn Tĩnh Điện công nghệ cho ta ưu điểm kinh tế mà đáp ứng vấn đề môi trường cho tương lai tính chất khơng có chất dung mơi Do vấn đề nhiễm mơi trường khơng khí nước hồn tồn khơng có sơn nước Phân loại : Có hai loại sơn tĩnh điện : - Công nghệ sơn tĩnh điện khô (sơn bột): Ứng dụng để sơn sản phẩm kim loại: sắt thép, nhôm, inox - Công nghệ sơn tĩnh điện ướt (sử dụng dung môi): Ứng dụng để sơn sản phẩm kim loại, nhựa gỗ, Mỗi cơng nghệ có ưu khuyết điểm khác nhau: - Đối với công nghệ sơn tĩnh điện ướt có khả sơn nhiều loại vật liệu hơn, lượng dung môi không bám vào vật sơn không thu hồi để tái sử dụng, có gây nhiễm mơi trường lượng dung mơi dư, chi phí sơn cao - Đối với công nghệ sơn khô sơn loại vật liệu kim loại, bột sơn không bám vào vật sơn thu hồi (trên 95%) để tái sử dụng, chi phí sơn thấp, gây nhiễm môi trường Dây chuyền thiết bị sơn tĩnh điện dạng bột Thiết bị súng phun điều khiển tự động , thiết bị khác buồng phun sơn thu hồi bột sơn; 34 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 buồng hấp tia hồng ngoại tuyến (chế độ hấp điều chỉnh nhiệt độ định tự động tắt mở) Máy nén khí ,máy tách ẩm khí nén Các bồn chứa hóa chất để xử lý bề mặt trước sơn chế tạo vật liệu composite 35 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Quy trình cơng nghệ sơn tĩnh điện Xử lý bề mặt Hấp Phun sơn Sấy Thành phẩm - Xử lý bề mặt: Vật sơn phải xử lý bề mặt trước sơn qua bước sau: Tẩy dầu ,Rửa nước chảy tràn, Tẩy gỉ , Rửa nước chảy tràn, Định hình, Phosphat kẽm , Rửa nước - Hấp: Hấp khô vật sơn sau xử lý bề mặt - Phun sơn: Áp dụng hiệu ứng tĩnh q trình phun sơn có điều khiển súng, điều chỉnh lượng bột phun điều chỉnh chế độ phun sơn theo hình dáng vật sơn - Sấy: Vật sơn sau sơn đưa vào buồng sấy Tùy theo chủng loại thông số kỹ thuật bột sơn mà đặt chế độ sấy tự động thích hợp (nhiệt độ sấy 150oC 200oC, thời gian sấy 10 - 15 phút) - Cuối khâu kiểm tra, đóng gói thành phẩm Do qui trình xử lý bề mặt tốt, qui trình phosphat kẽm bám lên bề mặt kim loại, nên sản phẩm sau sơn tĩnh điện có khả chống ăn mịn cao tác động môi trường Màu sắc sản phẩm sơn tĩnh điện đa dạng phong phú sơn bóng hay nhám sần, vân búa hay nhũ bạc Vì vậy, sản phẩm sơn tĩnh điện đáp ứng cho nhu cầu nhiều lĩnh vực có độ bền thẩm mỹ cao, đặc biệt mặt hàng dân dụng, trang trí nội thất, thiết bị dụng cụ ngành giáo dục, y tế, xây dựng, điện lực, Bột sơn tĩnh điện Bột sơn tĩnh điện nguyên liệu dùng công nghệ sơn tĩnh điện, bao gồm thành phần nhựa, bột màu chất phụ gia Phân loại Bột sơn tĩnh điện: Bột sơn tĩnh điện gồm 04 loại phổ biến: Bóng (Gloss), Mờ (Matt), Cát (Texture), nhăn (Wrinkle) sử dụng cho hai điều kiện nhà trời Điều kiện bảo quản: Như nói trên, điều kiện để bảo quản bột sơn tĩnh điện an tồn khơng sợ cháy nổ dạng bột khơ khơng chứa dung mơi 36 Hồng Văn Dũng KTĐ – K53 khơng tốn nhiều chi phí, cần đáp ứng đầy đủ điều kiện sau bảo quản bột sơn an toàn hiệu nhất: - Để nơi khơ ráo, thống mát Nhiệt độ bảo quản 33C (rất phù hợp với thời tiết khí hậu Việt Nam) Chỉ nên chất lên cao tối đa lớp Ưu điểm - Quy trình sơn thực tự động hóa dễ dàng (dùng hệ thống phun sơn súng tự động) - Dễ dàng vệ sinh bột sơn bám lên người thực thao tác thiết bị khác mà không cần dùng loại dung môi sơn nước bị khác mà không cần dùng loại dung môi - Tuổi thọ thành phẩm lâu dài - Độ bóng cao - Khơng bị ăn mịn hóa chất bị ảnh hưởng tác nhân hóa học hay thời tiết - Màu sắc phong phú có độ xác cao… Và nhiều lợi điểm khác mà người sử dụng q trình ứng dụng cơng nghệ sơn tĩnh điện nhận thấy 37 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 III THANG ĐO KHOÁNG VẬT Thang Độ cứng thang Mohs 10 Khoáng vật Tan (Mg3Si4O10(OH)2) Thạch cao (CaSO4•2H2O) Đá canxit (CaCO3) Đá fluorit (CaF2) Apatit (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) Octocla felspat (KAlSi3O8) Thạch anh (SiO2) Topaz (Al2SiO4(OH-,F-)2) Corundum (Al2O3) Kim cương (C) 38 Độ cứng tuyệt đối 21 48 72 100 200 400 1500 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Thang sửa đổi Độ cứng 2,5 đến 3 4 đến 4,5 đến 5 6,5 dến 7 đến 8 10 11 12 13 Vật liệu hay khoáng vật Tan Thạch cao Vàng , bạc Đá canxit, đồng Đá fluorit Bạch kim Sắt Apatit Octocla Quặng pyrit sắt Thủy tinh, silica nguyên chất Thạch anh Thép Topaz Corundum Garmet Hợp chất zirconia Hợp chất alumina Cacbua silic (SiC) Các phương pháp đo độ cứng vật liệu - Phương pháp đo độ cứng Brinell: phương pháp đo độ cứng J.A Brinell đưa vào năm 1900, sử dụng viên bi thép đk 10mm với lực ấn 3000 kg ấn lõm vào bề mặt kim loại Đối với kim loại mềm, lực ấn giảm xuống 500kg, kim loại cực cứng, sử dụng đến bi thử cardbide tungsten giám thiếu biến dạng đầu thử Lực tác động tồn phần trì khoảng 10 - 15 giây thử độ cứng gang thép, tối thiểu 30 giây với kim loại khác Đường kính vết lõm bề mặt vật liệu thử đo kính hiển vi Độ cứng Brinell xác định theo công thức: 39 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 BHN= π F ( D D- D − Di2 ) Bi thép vật liệu cần đo Thông số độ cứng Brinell thường viết liền với điều kiện thử Ví dụ 75HB 10/500/300 có nghĩa độ cứng Brinel 75 đo sử dụng bi thử đường kính 10mm, lực thử 500 kg tác động vịng 30 giây So với phương pháp thử độ cứng khác, bi thử Brinell tạo vết lõm sâu rộng nhất, phép thử bình qn độ cứng phạm vi rộng vật đo Đây phương pháp tối ưu để đô độ cứng khối hoặc độ cứng tổng thể loại vật liệu, đặc biệt vật liệu có cấu trúc không đồng Các vết xước độ nhám bề mặt không ảnh hưởng tới phép thử Brinell Các giá trị BHN tiêu biểu Nhôm 35MPa, thép gió 120Mpa, thép khơng gỉ 1250Mpa Tuy nhiên phương pháp thử không phù hợp với đo vật thể nhỏ -Phương pháp đo độ cứng Vicker: phát triển vào năm 1920 Các tính tốn phương pháp thử Vicker khơng thuộc với kích cỡ đầu thử Đầu thử sử dụng cho loại vật liệu Phép thử sử dụng mũi thử kim cương hình chóp cạnh có góc mặt phẳng đối diện 136o Góc xấp xỉ tỷ lệ lý thuyết đường kính vết lõm với đường kính bi thử phương pháp thử Brinell Giá trị độ cứng (thường phiên âm DPH, VHN VPH) xác định 40 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 lực tác động chia cho diện tích mặt lõm theo cơng thức : 136o F F sin ; HN =1,854 2 HN = d d 41 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 Phương pháp thử sử dụng cho tất loại kim loại Với lực thử cho trước, cho kết thang đo liên tục, từ kim loại mềm 5DPH tới kim loại cứng 1500 DPH Phương pháp đo độ cứng Rockwell: phương pháp đo độ cứng cách tác động làm lõm vật thử với đầu thử kim cương hình nón bi thép cứng Quy trình đo sau : tác động đầu thử vào vật mẫu với lực tối thiểu, thường 10kgf Khi đạt độ cân bằng, thiết bị đo (theo dõi dịch chuyển đầu đo phản hồi thay đổi chiều sâu tác động đầu đo) ghi lại giá trị xác định Tiếp đến, trì lực tác động tối thiểu, người ta tác động thêm lực tối đa Khi đạt độ cân bằng, tác động lực tối đa trì lực tác động tối thiểu ban đầu Khi lực tối đa thu về, độ sâu vết lõm bề mặt vật thử phục hồi phần Độ sâu vết lõm lại (kết phát thu lực tối đa) sử dụng để tính tốn độ cứng Rockwell Có nhiều thang đo độ cứng Rockwell, ký hiệu RA, RB, RC, tuỳ thuộc vào loại kích thước đầu đo giá trị lực tác dụng sử dụng * HRA carbides, thép cứng bề mặt * HRB Phôi đồng đỏ, thép mềm, phôi nhôm, gang mềm * HRC Thép, gang cứng , thép vật liệu cứng 100 HRB * HRD Thép mỏng, gang mềm * HRE Gang, nhôm , kim loại ổ bi * HRF Kim loại có chiều dầy mỏng * HRG Đồng phốtpho, beryllium copper,Thiếc, chì * HRK } * HRL } * HRM } Kim loại ổ bi mềm, nhựa, vật liệu cực mỏng * HRP } * HRR } * HRS } 42 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 * HRV } Ví dụ thép thử thang đo C với đầu thử kim cương lực tác động tối đa 150kg nẵm khoảng RC 20 tới RC 70 Với vật liệu mềm thử thang đo B bi thử đk 1/16 inch lực thử tối đa 100 kg, kết đo phạm vi RB tới RB100 Thang đo A (với đầu thử kim cương lực thử tối đa 60kg) thường dùng dải phạm vi vật liệu đồng nhiệt luyện tới carbide Kiểm tra độ cứng theo phương pháp Rockwell cho kết nhanh xác Vết lõm phương pháp thử thương nhỏ, chi tiết sau nhiệt luyện thử độ cứng phương pháp mà không bị hư hại Các thiết bị đo độ cứng Rockwell có cơng suất phát lực thử tới 103N (100kg) có khả tạo điểm lõm vật liệu thử Các thiết bị đo đại sử dụng công nghệ điện tự tự động để tối ưu tính Người sử dụng sử dụng kính hiển vi để định vị đầu đo kim cương cực nhỏ để xung lực vài N để đo độ cứng hạt kim loại Đây biết đến phép thử độ cứng tế vi (micro harness) Phương pháp đo độ cứng Rockwell Độ cứng Rockwell tính theo cơng thức: HR= N-h s - N: số phụ thuộc vào pp đo rockwell khác - h: độ sâu vết lõm tính theo mm - s: giá trị độ chia tính theo mm ( Rockwell thông thường 0,002 rockell bề mặt 0,001) PHƯƠNG PHÁP ĐO: - di chuyển mũi thử sát bề mặt mẫu cần thử - tải trước or 10kg vị trí thiết lập 43 Hoàng Văn Dũng KTĐ – K53 - tải : 15, 30, 45, 60, 100, 150 tùy thuộc vào ứng dụng - Kết hiển thị tính dựa vào độ sâu vết lõm giá trị lực tải 44 ... S h [Ω.cm] Rv - điện trở khối mẫu, [Ω] S - diện tích điện cực đo h - chiều dày khối điện môi - Điện trở suất mặt điện trở hình vng bề mặt vật liệu dòng điện qua hai cạnh đối điện : ρ s = Rs ... hệ điện áp phóng điện với số lần phóng điện II KHÁI NIỆM Dầu cách điện loại điện mơi lỏng có cường độ điện áp cao dùng rộng rãi máy biến áp, máy cách điện, tụ điện cao áp, cáp ngâm dầu, cách điện. .. NGHIỆM NHẬN XÉT : loại điện mơi có điện trở lớn nên cách diện tốt Vậy mica cách điện tốt TRẢ LỜI CÂU HỎI: Đo điện trở suất người ta sử dụng điện áp chiều : điện áp chiều, dòng điện phân cực tồn thời