Giáo trình vật liệu công nghiệp (nghề cơ điện tử trình độ cao đẳng)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH NINH THUẬN TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN GIÁO TRÌNH MƠN HỌC 09: VẬT LIỆU CƠNG NGHIỆP NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ- ngày tháng năm 2019 Trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận) Ninh Thuận, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Vật liệu kim loại dùng rộng rãi để chế tạo máy công cụ chúng có tính tốt bảo đảm yêu cầu đề Nói chung vật liệu kim loại có độ bền độ cứng cao, độ dẻo độ dai tốt máy móc làm dùng lâu mịn Ngồi số kim loại hợp kim có tính chất vật lý đặc biệt như: Dẫn điện dẫn nhiệt tốt, có đặc tính từ riêng…là vật liệu khơng thay công nghiệp điện lực Ngày chất dẻo đời phát triển mạnh mẽ, người ta coi kimloại hợp kim vật liệu chủ yếu quan trọng công nghiệp đại Vậy để sử dụng kim loại hợp kim cơng nghiệp khí cách hợp lý nhất, người thợ khí cần phải có kiến thức định vật liệu khí Khi sử dụng cần phải hiểu biết đầy đủ loại vật liệu thường dùng(gang, thép, hợp kim đồng, hợp kim nhôm, hợp kim ổ trục, chất dẻo, đá mài) Mơn “Vật liệu cơng nghiệp” mơn học có nội dung phong phú lý thuyết lẫn thực tế sản xuất Nhiệm vụ quan trọng nghiên cứu môn học nắm vững lý thuyết kim loại học, ký hiệu vật liệu để từ giải thích ứng dụng thực tế sản xuất Xin chân thành cảm ơn! Ninh Thuận, ngày… tháng năm 2019 Biên soạn Chủ biên: KS Trần Thanh Sơn MỤC LỤC CHƢƠNG TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA VẬT LIỆU Tính chất vật liệu Cấu tạo vật liệu 10 CHƢƠNG NHIỆT LUYỆN VÀ HÓA NHIỆT LUỴÊN 18 Nhiệt luyện 18 Hóa nhiệt luyện 23 CHƢƠNG THÉP 25 Thép cacbon 25 Thép hợp kim 32 CHƢƠNG GANG 41 Khái niệm gang 41 Các loại gang 43 CHƢƠNG VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 49 Khái niệm tính chất vật liệu dẫn điện 50 Tính chất chung kim loại hợp kim 54 CHƢƠNG VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN 75 Khái niệm phân loại vật liệu cách điện 75 Tính chất chung, nguyên nhân gây hư hỏng vật liệu cách điện 77 Một số vật liệu cách điện thông dụng 82 MÔN HỌC: VẬT LIỆU CÔNG NGHIỆP Mã số mơn học: MH 09 I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT, Ý NGHĨA VÀ VAI TRÕ CỦA MƠN HỌC: - Vị trí: Mơn học bố trí sau mơn tin học trước mô đun đào tạo nghề - Tính chất: Là mơn học lý thuyết sở bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơn học: môn học sở bắt buộc nghề điện tử II MỤC TIÊU CỦA MÔN HỌC: - Về kiến thức: + Trình bày đầy đủ ký hiệu thành phần hoá học loại vật liệu: Thép bon, thép hợp kim, gang, kim loại hợp kim màu + Giải thích ký hiệu vật liệu ghi vẽ chi tiết - Về kỹ năng: + Lựa chọn phương pháp khoảng nhiệt độ nhiệt luyện cho loại vật liệu khác + Lựa chọn sử dụng thiết bị để đo tính vật liệu + Chọn vật liệu cho kết cấu biết yêu cầu sử dụng chúng thực tế - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm cơng việc, sẵn sàng hợp tác, giúp đỡ lẫn + Tham gia học tập đầy đủ III NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC: Số TT Tên chƣơng mục Thời gian Thực hành Kiểm tra* Tổng số Lý thuyết Bài tập (LT TH) Tính chất cấu tạo bên vật liệu - Tính chất vật liệu - Cấu tạo vật liệu Nhiệt luyện hố nhiệt luyện - Nhiệt luyện - Hóa nhiệt luyện Thép - Thép Cacbon - Thép hợp kim Gang - Khái niệm gang - Các loại gang 12 8 12 4 Vật liệu dẫn điện - Khái niệm tính chất vật liệu dẫn điện - Tính chất chung kim loại hợp kim - Một số vật liệu dẫn điện thông dụng Vật liệu cách điện - Khái niệm phân loại vật liệu cách điện - Tính chất chung kim loại hợp kim - Một số vật liệu cách điện thông dụng 12 12 Tổng cộng 60 40 17 CHƢƠNG TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO BÊN TRONG CỦA VẬT LIỆU Mã chƣơng: MH 09-01 Giới thiệu: Trên 100 ngun tố hố học tìm có khoảng ¾ nguyên tố Kim loại, lại nguyên tố phi kim loại Từ nguyên tố kim loại người ta tạo nhiều hợp kim khác Các kim loại sắt, đồng, nhôm,…Và hợp kim: thép, gang, hợp kim đồng, hợp kim nhôm,…Đã sử dụng rộng rãi kỹ thuật, đời sống ngày lẽ kim loại hợp kim có nhiều tính chất q: độ bền, độ dẻo cao, khả chống ăn mòn mài mòn tốt, tính dẩn điện nhiệt tốt Hiện kim loại hợp kim vật liệu chủ yếu quan trọng công nghiệp đại Mục tiêu: Giải thích khái niệm kim loại hợp kim Trình bày cấu trúc mạng tinh thể kim loại hợp kim khác Rèn luyện tính tự giác, ý thức tham gia học tập Nội dung: Tính chất vật liệu 1.1 Các tính chất kim loại hợp kim: 1.1.1 Tính chất vật lý a)Vẽ sáng mặt Chia làm hai loại: Kim loại đen kim loại màu - Kim loại đen hợp kim đen; Fe hợp kim Fe với C (thép, gang) - Kim loại màu hợp kim màu: Là tất kim loại hợp kim lại b) Khối lượng riêng Là số đo khối lượng vật chất chứa đơn vị thể tích vật thể:  m (Kg/m3) V Trong đó: - m: Khối lượng vật thể (Kg) - V: Thể tích vật thể (m3) c) Trọng lượng riêng Là trọng lượng đơn vị thể tích vật thể d P (Kg/m3 N/mm3) V Trong đó: - P: Trọng lượng vật (KG, 1KG = 10N) d) Tính nóng chảy Là tính chất kim loại chảy lỗng nung nóng đong đặc làm nguội e) Tính dẫn điện Là khả dẫn điện kim loại hợp kim f) Tính truyền nhiệt Là khả truyền nhiệt kim loại hợp kim đốt nóng làm nguội g) Tính nhiệt nung Là nhiệt lượng cần thiết để làm tăng nhiệt độ kim loại lên 1oC 1.1.2 Tính chất hóa học a) Khái niệm Tính chất hóa học khả kim loại hợp kim chống lại tác dụng hóa học mơi trường xung quanh b) Các đặc trưng - Tính chống mịn: Là khả kim loại hợp kim chống lại phá hủy nước ơxy khơng khí nhiệt độ thường nhiệt độ cao - Tính chịu axít: Là khả kim loại hợp kim chống lại tác dụng mơi trường có axít 1.1.3 Tính cơng nghệ a) Khái niệm Tính cơng nghệ kim loại hợp kim khả chịu dạng gia cơng khác b) Các đặc trưng Tính đúc, tính hàn, tính gia cơng cắt gọt, gia cơng áp lực tính nhiệt luyện Một kim loại hay hợp kim có tính chất quan trọng tính cơng nghệ khó sử dụng rộng rãi khó chế tạo thành sản phẩm 1.1.4 Tính chất học a) Khái niệm Tính chất học khả biểu thị kha chống lại tác dụng ngoại lực b) Các dặc trưng tính - Độ dẻo: Là khả thay đổi hình dáng kim loại hợp kim mà không bị phá hủy tác dụng ngoại lực - Độ bền: Là khả kim loại hợp kim chống lại phá hủy có ngoại lực tác dụng - Độ cứng: Là khả kim loại hợp kim chống lại biến dạng dẻo cục bề mặt kim loại hợp kim tác dụng tải trọng bên chổ ta ấn vào vật cứng - Độ đàn hồi: Là khả kim loại hợp kim trở lại hình dáng trạng thái ban đầu sau bỏ lực tác dụng Cơ tính kim loại hợp kim xác định cách thử nghiệm mẫu vật thiie6t1 bị chuyên dùng như: máy thử kéo nén, máy thử độ cứng 1.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu tính vật liệu 1.2.1 Thử độ cứng a) Thử độ cứng theo phương pháp Brinen (HB) An tải P lên vật thể cần đo qua viên bi cấu thép tơi có đường kính D = 2,5 (5 10mm) đo đường kính vết lõm d Độ cứng Brinen xác định tỷ số tải trọng P với diện tích F vết lõm có dạng mặt cầu HB  P 2P (Kg/mm2)  2 F D( D  D  d Từ biểu thức ta thấy rõ, cần đo d tính độ cứng HB (người ta dùng bảng lập sẵn) Với viên bi thép (làm thép X15 tôi) thường dùng chi đo đươc vật liệu có cứng giới hạn 4500N/mm2 Tức là, đo thép ủ, loại gang, kim loại hợp kim màu.Trong thực tế sản xuất thường hay dùng cách đo độ cứng Rocoen Tiện lọi b) Thử độ cúng theo phương pháp Rocoen (HR) An tải trọng định lên vật cần đo qua viên bi thép có đường kính D = 1/16 inch = 1,5875mm mũi kim cương hình nón có góc đỉnh = 120 o Chiều sâu vết lỏm xác định đồng hồ so với giá trị vạch 0,002 mm Do nhận giá trị đội cứng sau bỏ tải trọng Trong phương pháp này, tác dụng tải trọng sơ 10 Kg (chiều sâu vết lõm h tải trọng khơng dùng để tính độ cứng) Sau tác dụng them6tai3 trọng Sau bỏ tải trọng di, đồng hồ đo chi độ sâu h gây tải trọng tác dụng chuyển đổi độ cứng Trên máy thử độ cứng Rocoen có thang A, B, C đồng hồ đo với phạm vi dùng sau: - Khi đo độ cứng mũi kim cương với tải trọng tổng cộng 60 đọc trị số thang A Ký hiệu HRA (để đo loại vật liệu cứng hợp kim cứng), Thanh đo HRC từ20 đến 67 - Khi đo độ cứng mũi kim cương với tải trọng tổng cộng 150 đọc trị số thang C Ký hiệu HRC (để đo loại vật liệu cứng thép tôi), Thang đo HRC từ 20 đến 67 - Khi đo độ cứng viên bi thép với tải trọng tổng cộng 100 đọc trị số thang B Ký hiệu HRB (để đo loại vật liệu có độ cứng thấp như: thép, gang trạng thái ủ), Thang đo HRB từ 25 đến 100 1.2.2 Phƣơng pháp thử độ bền Để xác định đặc trưng độ bền, người ta dùng phương pháp thử kéo máy thử kéo đặc biệt với mẫu thử có tiết diện tròn chiều dài gấp 10 lần đường kính ( L o = 10do) Tăng dần lực kéo đến Pmax lực làm cho mẫu bị đứt Lo - Chiều dài mẫu trước kéo; Fo – tiết diện ngang trước kéo Biểu đồ kéo kim loại Gồm giai đoạn: - Giai đoạn biến dạng đàn hồi: L tỷ lệ thuận với P (ứng với OP) - Giai đoạn biến dạng dẻo kèm với biến dạng đàn hồi: L tăng nhiều so với tăng tải trọng P (ứng với Pa) - Giai đoạn phá hủy: Khi P đạt đến Pmax kim loại xuất vết nứt, mẫu thử bị đút (ứng với abc) Giới hạn bền xác định theo công thức: σb = Pmax (MN/m2, N/mm2, Mpa) F0 1Mpa (MêgaPascal) = 1N/mm2 Trong đó: Pmax tải trọng lớn làm cho mẫu thử bị đứt F0 diện tích tiết diện ban đầu mẫu thử 1.2.3 Phƣơng pháp thử độ dẻo Thử độ dẻo phương pháp thử kéo (giống phương pháp thử độ bền) Độ dẻo đặc trưng hai thông số: - Độ giãn dài tương đối: δ(%) δ= L K  L0 100% l0 Trong đó: - L0 chiều dài tính tốn mẫu trước kéo (mm) - Lk chiều dài mẫu kéo đứt (mm) - Độ thắt tỉ đối: Ψ (%) Ψ= F0  FK 100% F0 Trong đó: - F0 tiết diện ngang mẫu trước kéo (mm2) - Fk tiết diện ngang mẫu sau đứt nơi hình thành cổ thắt (mm2) Cấu tạo vật liệu 2.2 Các kiểu mạng tinh thể thƣờng gặp : 2.2.1 Mạng lập phƣơng thể tâm 10 trước sử dụng phải tẩm sơn, sau tẩm độ chịu nhiệt giảm, băng thủy tinh có độ chịu nhiệt, chịu ẩm tốt loại Vải sơn cách điện Là loại vải bông, lụa, thủy tinh có tẩm sơn, có độ đàn hồi độ mềm dùng làm cách điện rãnh máy điện có điện áp thấp Trong máy điện có điện áp cao vải sơn dùng làm cách điện đầu dây quấn, cách điện cuộn dây, ngồi vải sơn cịn dùng cách điện cho phận bị uốn cong nhiều Độ bền điện loại băng sợi bơng có trị số khoảng (35  50)kV/mm, loại tơ (55  90)kV/mm Vải sơn cách điện thường sản suất dạng cuộn rộng (700  1000)mm, chiều dày vải cách điện (0,15  0,24) mm Gần có khuynh hướng thay vải sơn giấy sơn cách điện vật liệu cách điện dẻo màng dẻo 3.8 Chất dẻo Chất dẻo loại vật liệu dùng rộng rãi kỹ thuật đời sống Đặc điểm chất dẻo tác dụng sức ép từ bên ngồi nhận hình dáng định trước khuôn ép để chế tạo sản phẩm Trong kỹ thuật điện người ta thường dùng chất dẻo để làm vật liệu cách điện dùng làm kết cấu túy a Hêtinắc: Được sản xuất cách ép nóng giấy tẩm nhựa bakêlít Hêtinắc có khối lượng riêng từ 1,25 đến 1,4 G/cm3 Độ bền điện cao khoảng (2025)kV/mm,  = 56 Hêtinắc sử dụng việc chế tạo thiết bị dụng cụ điện cao áp hạ áp Ngoài ra, Hêtinắc sử dụng kỹ thuật thơng tin b Téctơlít: Được sản xuất cách ép nóng vải tẩm nhựa bakêlít, tương tự Hêtinắc có giới hạn bền kéo doc ứng suất dai va đập theo chiều thẳng góc với lớp cách điện khơng cao Hêtinắc độ bền nhiệt cao Trong năm gần người ta chế tạo nhiều loại chất dẻo nhiều lớp có đặc tính cách điện, độ bền độ chịu nhiệt cao Chất kết dính dùng chất dẻo nhựa polieste, êpoxi, nhựa poliimít, nhựa silíc hữu loại nhựa khác Thành phần tạo thành tổ hợp cách điện compozit có đặc tính cách điện độ bền cao, chịu ẩm, ứng dụng nhiều thiết bị điện cao áp Những đặc tính Hêtinắc, Téctơlít, Téctơlít thủy tinh cho bảng sau: (Bảng 1.6) Các đặc tính Bảng 1.6 Đắc tính Heetinăc ,téctơlít Hêtinắc Téctơlít Téctơlít A B B 85 Giới hạn bền kéo theo chiều dọc, kG/cm2, không nhỏ Giới hạn bền uốn theo chiều thẳng góc với lớp cách điện, kG/cm2, không nhỏ Ứng suất dai va đập theo chiều thẳng góc với lớp cách điện, kG/cm2, khơng Độ bền nhiệt 0C không thấp Điện trở suất khối V (.cm) không 800 1000 650 900 1000 1300 1200 1100 13 20 25 50 150 150 125 185 1011 1010 109 1010 + Cáp rôn: vật liệu có tính chịu hồ quang cao dùng chế tạo làm khung cuộn dây, màng sợi cách điện + Cáp san: vật liệu suốt theo dạng màng cách điện thường dùng để cách điện rãnh máy điện hạ áp tụ điện + Polyfocmandêhit: vật liệu rắn, cứng có tính chống mài mịn chống ma sát cao Các chi tiết chế tạo chất thực cách đúc áp lực 3.9 Nhựa cách điện: Nhựa tên gọi nhóm vật liệu có nguồn gốc chất khác có số đặc điểm giống chất hóa học tính chất vật lý nhiệt độ thấp chất vơ định hình Khi nhiệt độ cao nhựa mềm trở thành dẻo sau hóa lỏng Như vậy, nhiệt độ hóa lỏng nhựa khơng thể rõ rệt Phần lớn loại nhựa sử dụng kỹ thuật cách điện khơng hịa tan nước hút ẩm, chúng lại hòa tan dung mơi hữu thích hợp Thơng thường nhựa có tính kết dính chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn nhựa gắn chặt vào vật rắn tiếp xúc với Trong kỹ thuật cách điện nhựa dùng làm thành phần quan trọng loại sơn, hỗn hợp, chất dẻo, vật liệu xơ nhân tạo xơ tổng hợp…Dựa theo nguồn gốc loại nhựa, người ta chia thành loại nhựa tự nhiên, nhựa nhân tạo nhựa tổng hợp Nhựa tự nhiên chất số động vật (cánh kiến) loại có nhựa (nhựa thông) tiết Trong năm gần nhựa nhân tạo nhựa tổng hợp trở nên quan trọng kỹ thuật cách điện Dựa theo chất hóa học, nhựa tổng hợp chia nhỏ thành nhựa trùng hợp nhựa trùng ngưng (ngưng tụ) Đa số loại nhưa tổng hợp 86 loại nhiệt dẻo, cịn loại trùng ngưng loại nhiệt cứng (ví dụ nhựa poliamít, nhựa nơvơlac…) Về mặt cách điện nhựa tổng hợp có ưu điểm Nhựa tổng hợp: Pơliêtilen: Pơliêtilen có đặc tính tốt, có độ suốt cao tia sáng nhìn thấy tia cực tím, chịu axit kiềm Pôliêtilen dùng để làm cách điện cho cáp điện tần số cao cáp điện lực điện áp cao làm việc môi trường ẩm Nhược điểm khả chịu nhiệt không cao, nhiệt độ bình thường pơliêtilen khơng bị hịa tan với dung môi Pôliprôpilen: Pôliprôpilen chất trùng hợp có tỉ trọng (0,900,91)G/cm3, dẻo Tính chất cách điện tương đương với pơliêtilen, độ bền nhiệt cao nhiều Nhiệt độ hóa dẻo khoảng (165170)0C Nhựa PVC: (polivinyclorua) Là hợp chất cao phân tử, trùng hợp từ vinyclorua C2H3CL;(CH2= CHCL)n, chịu tác dụng acid, kềm, nước, dầu…Dùng làm vỏ bọc dây dẫn diện, cáp điện, đầu thiết bị điện, vỏ bình accu… Pơliizơbutilen: Pơliizơbutilen chất trùng hợp từ izơbutilen (H2C=C(CH3)2, cao phân tử Pôliizôbutilen chất giống cao su dính Nó có tính chịu lạnh tốt (ở nhiệt độ âm 800C) giữ tính dẻo Tỉ trọng pơliizơbutilen (0,910,93)G/cm3, có độ bền hóa học độ hút ẩm nhỏ Pôlistirol: Pôlistirol nhận cách trùng hợp stirol Stirol sản phẩm phụ chưng khô than đá Stirol dễ trùng hợp để nhiệt độ bình thường, bóng tối khơng cần chất xúc tác Pơlistirol suốt, giống thủy tinh dạng khối mang hình dạng bình chứa nhũ tương (pơlistirol nhũ tương) Pơlistirol đem chế biến chất dẻo gia cơng khí Pơlistirol nhũ tương có tính chất cách điện tính chịu nhiệt thấp pôlistirol khối song không nhiều + Nhược điểm: Ở nhiệt độ thấp giịn, dễ tạo vết nứt bề mặt Kém bền dung mơi hyđrơ cácbon lỏng Tính chịu nhiệt không cao (7080)0C + Công dụng: 87 Dùng làm điện mơi kỹ thuật cao tần, có tổn hao điện mơi bé Nó dùng làm vỏ bọc cuộn dây, chi tiết cách điện cáp cao tần, dùng làm sơn hỗn hợp cách điện, màng mỏng để chế tạo tụ điện … Pôliacrilat: Là chất trùng hợp este axit acrylic, điện môI chịu lạnh, chịu dầu chịu kiềm tốt Người ta cịn gọi “thủy tinh hữu cơ” vật liệu khơng màu, suốt dùng làm vật liệu kỹ thuật cách điện kết cấu, vật liệu cho tạp phẩm khác nhau…được dùng làm vật liệu dập hồ quang cầu chì cao áp hay chống sét ống Nhựa êpoxi: Nhựa êpoxi đặc trưng nhóm êpoxi Nó chất lỏng nhớt hịa tan axêtơn dung mơi thích hợp khác Nhựa êpoxi bảo quản lâu dài dạng tinh khiết mà không bị biến chất Nhưng sau cho chất đóng rắn vào nhựa êpoxi cứng lại nhanh, đồng thời chuyển thành cấu trúc khơng gian Tùy vào loại chất đóng rắn mà hóa cứng êpoxi diễn nhiệt độ bình thường hay phảI đun nóng từ (80150)0C áp suất bình thường hay áp suất cao Khi đóng rắn áp suất cao, thu chất cách điện có độ bền cao Khi cứng lại độ co ngót nhựa êpoxi nhỏ (0,5-2)%, lực bám dính cao (bám vào nhiều loại vật liệu khác như: chất dẻo, thủy tinh, sứ, kim loại ), ưu điểm nhựa êpoxi Nhựa êpoxi đóng rắn có khả chịu nhiệt tốt, nhiều trường hợp nhựa êpoxi thay cho nhựa silíc hữu cơ, loại nhựa đắt tiền có độ bền học khơng cao Trong thực tế người ta dùng riêng nhựa êpoxi hỗn hợp với vật liệu khác để sản xuất keo dán, sơn, hợp chất để đổ rót vào máy biến áp nhỏ, hộp nối đầu cáp điện lực Nhựa fênolfoocmanđêhyt: Người ta chế tạo nhựa fênolfoocmanđêhyt loại nhiệt cứng nhiệt dẻo Cứ phân tử gam fênol có phân tử gam foocmanđêhyt tham gia vào phản ứng tạo thành nhựa nhiệt cứng có tên gọi bakêlít Bakêlít chất cách điện nhiệt cứng tốt Vật liệu cách điện bakêlít có độ bền học cao, co giãn, nhược điểm dễ tạo vết nứt bề mặt, bị tác động hồ quang phóng điện Người ta thường dùng bakêlít để tẩm gỗ vật liệu khác việc chế tạo chất dẻo nhiều lớp Nhựa silíc hữu (silicon) Trong thành phần nhựa silíc hữu cơ, ngồi cácbon chất đặc trưng cho polime hữu cịn có silíc Silíc thành phần cấu tạo quan trọng nhiều điện môi vô mica, amiăng, số thủy tinh, vật liệu gốm v.v…Trong cấu tạo phân tử silicon có khung silíc ơxy làm tảng Polime hữu chất nhiệt dẻo Tính cách điện chất hữu cao nhiệt độ cao Nó sử dụng hỗn hợp với vật liệu vô có độ bền chịu nhiệt cao (như mica, amiăng, sợi thủy tinh…) dạng micanít, vải sơn thủy tinh Hỗn hợp silíc hữu khơng 88 thấm nước Vật liệu silíc hữu đắt tiền nên sử dụng bị hạn chế, vật liệu có độ bền thấp Nhựa Pôlieste: Pôlieste sản phẩm ngưng tụ loại rượu axít khác Nhựa pơlieste bao gồm nhiều loại có tính chất khác Các loại nhựa thu từ loại rượu hai nguyên tử glicon có hai nhóm hyđrơxít – OH phân tử từ axít hữu hai gốc có hai nhóm bơxít – COOH phân tử chất có tính nhiệt dẻo Cịn loại nhựa thu từ rượu ba ngun tử loại axít có hai gốc chất có tính nhiệt cứng Trong cơng nghiệp điện thường dùng loại có ba ngun tử glixerin có nhiệt độ đơng cứng lớn so với bakelít, có tính dần hồi, độ dính, độ bền hóa già nhiệt độ bền chống tạo vết Chúng dùng để dán mica thành băng mica hay micanit, dùng để tẩm cách điện máy điện thiết bị điện Nhựa thiên nhiên Cánh kiến Loại nhựa loại côn trùng tiết cành xứ nóng thuộc vùng nhiệt đới Người ta thu gom cánh kiến theo kiểu thủ cơng, làm nấu chảy Cánh kiến có màu vàng nhạt nâu, thành phần chủ yếu cánh kiến axít hữu phức tạp Cánh kiến dễ hịa tan rượu cồn khơng hịa tan hyđrơcácbon Cánh kiến có đặc tính cách điện sau:  = 3,5, V = (1015 1016 ).cm, tg = 0,01, Eđt= 2030kV/mm Ở (50  60)0C cánh kiến trở nên dễ uốn nhiệt độ cao trở thành dẻo nóng chảy Khi đun nóng kéo dài cánh kiến nung kết, đồng thời trở nên khơng nóng chảy khơng hịa tan, nhiệt độ cao thời gian nung kết giảm Trong kỹ thuật cách điện, cánh kiến dùng dạng sơn dán chế tạo micanít Khi khơng có cánh kiến người ta thay nhựa gliptan loại nhựa tổng hợp khác Nhựa thông (colofan) Nhựa thơng loại nhựa giịn có màu vàng nâu có tên gọi colofan, có tính chất cách điện sau:  = (1014 1015) .cm, Eđt= 1015kV/mm có số điện mơi  tg phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ hóa dẻo loại nhựa thông khác vào khoảng (5070)0C Colofan ôxy hóa từ từ khơng khí, nhiệt độ hóa dẻo tăng độ hịa tan lại giảm Nhựa thơng hịa tan dầu mỏ, dùng vào việc ngâm tẩm cáp, ngồI dùng để sản xuất rezinat chất làm khô cho sơn dầu 3.10 Dầu cách điện a, Dầu thực vật Dầu thực vật quan trọng kỹ thuật cách điện, chất lỏng nhớt thu từ hạt loại thực vật khác Trong số loại dầu cần đặc biệt 89 ý tới dầu khô Dưới tác dụng ánh sáng tiếp xúc với oxy khơng khí tác dụng yếu tố khác dầu khơ có khả chuyển qua trạng thái rắn Những màng dầu khô cứng lại bền tác dụng dung mơi, chúng khơng hịa tan đun nóng hyđrơcácbon nặng dầu máy biến áp, vậy, chúng có tính chất chịu dầu Nhưng hyđrơcácbon thơm (benzen) chúng bền hơn, đốt nóng lớp màng cứng lại khơng hóa dẻo Vì dầu khơ loại nhiệt cứng Những loại thường dùng dầu gai, dầu trẩu, dầu thầu dầu Dầu gai: Là chất lỏng, màu vàng thu từ hạt gai Tỉ trọng (0,93  0,94)G/cm3, nhiệt độ đông đặc khoảng - 200C Dầu trẩu: Người ta thu dầu từ hạt trẩu Dầu trẩu khơng ăn cịn độc dầu gai So với dầu gai dầu trẩu chóng khơ khơ đồng Dầu trẩu tạo lớp màng thấm nước Dầu khô dùng công nghiệp điện để chế tạo sơn dầu cách điện, vải sơn cách điện, dùng để tẩm gỗ cách điện Dầu thầu dầu: Loại dầu thu từ hạt thầu dầu, dùng để tẩm tụ điện giấy Tỉ trọng dầu thầu dầu là: (0,95  0,9)G/cm3, nhiệt độ đông đặc từ (- 10 đến -180C),  = (4  4,5) nhiệt độ 200C  = (3,5  4) nhiệt độ 900C, tg = (0,01 0,03) nhiệt độ 200C, tg = (0,02 0,08) nhiệt độ 1000C, độ bền cách điện (1520)kV/mm Dầu thầu dầu khơng hịa tan étxăng lại hòa tan rượu êtyl Khác với dầu mỏ, dầu thầu dầu không làm cho cao su phồng lên b, Dầu mỏ cách điện (dầu máy biến áp) : Trong số vật liệu cách điện thể lỏng dầu biến áp ứng dụng nhiều vào kỹ thuật điện Dầu máy biến áp có hai chức chính: Lấp đầy lổ xốp vật liệu cách điện gốc sợi khoảng trống dây dẫn cuộn dây, cuộn dây vỏ máy biến áp làm nhiệm vụ cách điện tăng độ bền cách điện lớp cách điện lên nhiều Dầu máy biến áp có nhiệm vụ làm mát, tăng cường thoát nhiệt tổn hao công suất dây quấn lỏi thép máy biến áp sinh ra, đồng thời ứng dụng quan trọng khác dầu máy biến áp sử dụng làm cách điện dập tắt hồ quang điện đầu cực máy cắt dầu, điện áp cao, dầu máy biến áp tạo điều kiện làm nguội dịng hồ quang nhanh chóng dập tắt hồ quang Người ta dùng dầu máy biến áp làm cách điện làm mát số kháng điện, biến trở thiết bị điện khác Dầu biến áp có nhứng ưu nhược điểm sau: + Ưu điểm: Có độ bền cách điện cao, trường hợp dầu chất lượng cao đạt tới 160 kV/cm (trị số hiệu dụng) 90 Hằng số điện môi  = 2,2  2,3, tương đương nửa chất cách điện thể rắn Sau bị đánh thủng, khả cách điện dầu phục hồi trở lại sau nhiều lần bị đánh thủng phần dầu bị cháy bị phân hủy mặt hóa học Có thể thâm nhập vào khe rãnh hẹp, vừa cách điện vừa có tác dụng làm mát rường hợp có dịng chảy mạnh Có thể sử dụng làm mơi trường dập tắt hồ quang điện Điện trở suất lớn: (10141015 ).cm, Nhiệt độ làm việc chế độ dàI hạnlà (90  95)0C dầu khơng bị hóa già nhiều + Nhược điểm Các tính điện dầu máy biến áp biến đổi lớn dầu bị bẩn, nhạy cảm với độ ẩm lớp dầu mặt có tính chất hút ẩm Ở nhiệt độ cao giới hạn cho phép dầu có thay đổi hóa học, thay đổi có hại tạo bọt dầu làm giảm độ nhớt giảm tính cách điện dầu Dễ cháy, cháy phát sinh khói đen, hơI dầu bốc lên hịa lẫn với khơng khí tạo thành hỗn hợp nổ Tốc độ hóa già tăng lên có khơng khí lọt vào, nhiệt độ làm việc tăng, có tác dụng ánh sáng có tác dụng cường độ điện trường cao Bảng 1.7 Tiêu chuẩn độ bền điện dầu biến áp Đối với thiết bị Điện áp phóng điện dầu kV/2.5 mm, khơng nhỏ có điện áp làm Đối với dầu Đối với dầu vận hành việc, kV thấp 25 20 35 30 25 110 220 40 35 330 cao 50 45 3.11 Sơn hợp chất cách điện: Trong kỹ thuật cách điện, sơn hợp chất cách điện có tầm quan trọng to lớn, chúng dạng lỏng trình chế tạo cách điện, sau đơng rắn lại, dùng trạng thái rắn Vì sơn hợp chất cách điện xếp vào loại vật liệu cách điện rắn a, Sơn: Là dung dịch keo nhựa, bitum, dầu khô chất tương tự Các chất gọi sơn hòa tan dung mơi bay cịn sơn chuyển trạng thái rắn tạo thành màng sơn 91 Dựa theo cách sử dụng, sơn cách điện chia thành ba nhóm chính: sơn tẩm, sơn phủ sơn dán + Sơn tẩm: Dùng để tẩm chất cách điện xốp đặc biệt chất cách điện dạng xơ (giấy, bìa, vải, sợi, dây quấn máy điện thiết bị điện) Sau tẩm lỗ xốp chất cách điện khơng cịn chứa khí Sau lấp kín sơn khơ, chất cách điện có độ bền điện độ dẫn nhiệt cao nhiều + Sơn phủ: Dùng để tạo bề mặt vật liệu lớp màng nhẵn bóng, chịu ẩm có độ bền học Người ta dùng loại sơn quét lên chất cách điện rắn xốp tẩm sơ nhằm cải thiện đặc tính cách điện làm đẹp mặt sản phẩm Có số loại sơn phủ (êmay) dùng để quét trực tiếp lên kim loại nhằm tạo bề mặt lớp cách điện (cách điện dây êmay, tơn silíc máy điện thiết bị điện) + Sơn dán: Dùng để dán vật liệu lại với (dán mica thành băng hay micanit) để gắn vật liệu cách điện vào kim loại Ngồi tính chất cách điện cao, tính hút ẩm có độ bám dính cao Trong kỹ thuật điện người ta thường dùng loại sơn sau: Sơn bakêlít: Là dung dịch hòa tan rượu, dùng để tẩm dán dùng rộng rãi trong việc sản xuất Hêtinắc, Téctơlít để chế tạo chất cách điện cao áp Sơn gliptan: Là loại sơn nhiệt cứng có khả bám dính tốt dùng để dán micamít v v… Sơn silíc hữu cơ: Là loại sơn sử dụng tạo thành màng sơn chịu nhiệt chịu ẩm cao Sơn policlovinyl: loại sơn bền etxăng, dầu chất có hoạt tính hóa học Được dùng làm sơn phủ Sơn polistirol: Tạo màng có đặc tính cách điện cao hút ẩm, dùng sản xuất thiết bị tần số cao Sơn cánh kiến: Được dùng làm sơn dán công nghệ sản xuất micanít việc lắp ráp sữa chữa Sơn xenlulơ: Sơn xenlulơ có cơng dụng lớn, màng sơn xenlulơ bền học, bóng có sức chịu đựng cao tác dụng khơng khí, ẩm, dầu Trong kỹ thuật điện người ta dùng sơn nitrô để tẩm vỏ bọc dây dẫn sợi dùng ôtô máy bay Sơn dầu: 92 Nền loại sơn dầu dầu khô mà chủ yếu dầu gai dầu trẩu Ngồi sơn dầu cịn chứa chất làm khơ để đẩy mạnh q trình sấy khơ dung mơi dễ bay hơi, làm giảm độ nhớt sơn Sơn bitum: `Các loại sơn khơng dùng vào mục đích cách điện màng sơn có nhiều nhược điểm như: dẻo, chịu nhiệt bền với dung môi Người ta dùng sơn để làm lớp sơn phủ chống ăn mòn Sơn dầu bitum: Được sử dụng rộng rãi kỹ thuật cách điện, loại sơn này, ngồI bitum cịn chứa dầu khơ, nhờ có dầu khơ nên màng loại sơn dễ uốn hơn, chịu ảnh hưởng dung mơi bị hóa dẻo đốt nóng Sơn dầu nhựa: Đây loại sơn dầu cho thêm vào nhựa thiên nhiên nhựa tổng hợp Người ta sử dụng rộng rãi loại sơn để tẩm dây quấn máy biến áp dầu, tẩm dây quấn phảI chịu tác dụng hơI axít clo, dùng tẩm vật liệu cách điện có chứa nhựa phênol focmandehyt b, Các hợp chất cách điện Các hợp chất cách điện phân thành hai nhóm: Hợp chất tẩm: Có công dụng tương tự sơn tẩm Hợp chất làm đầy: (hợp chất rót) dùng để lấp đầy lổ trống tương đối lớn nằm chi tiết khác thiết bị điện, tạo lớp phủ dày bề mặt chi tiết, mối nối cụm chi tiết kỹ thuật điện (ví dụ rót vào dây cáp) Trong trường hợp khác hợp chất làm đầy bảo vệ chất cách điện chống ẩm chống lại tác dụng chất có hoạt tính hóa học, tăng cường độ bền cách điện, điện áp phóng điện cải thiện tỏa nhiệt, truyền nhiệt v v… 3.12 Chất đàn hồi Những vật liệu sở cao su chất có đặc tính gần giồng cao su gọi chất đàn hồi có ý nghĩa lớn nhiều kỹ thuật khác đời sống Cao su có số tính chất quan trọng sau: tính đàn hồi cao, tính thấm ẩm thấm khí Cao su thiên nhiên: Về thành phần hóa học, cao su thiên nhiên hyđrơ cácbon trùng hợp có thành phần (C5H8)n cấu tạo đặc trưng có mặt liên kết kép Người ta không dùng cao su nguyên chất vào việc sản xuất vật liệu cách điện khơng chịu nhiệt độ cao nhiệt độ thấp tác dụng dung môi Để khắc phục nhược điểm người ta tiến hành lưu hóa cao su, tức nung nóng lên cho thêm lưu huỳnh vào cao su Cao su lưu hóa: 93 Sau lưu hóa tính chịu nhiệt, chịu lạnh cao su tốt hơn, làm tăng độ bền độ bền với dung môi tùy theo lượng lưu huỳnh cho thêm vào cao su mà thu sản phẩm khác Cao su dùng rộng rãI công nghiệp điện để làm chất cách điện cho dây dẫn thiết bị điện, chế tạo găng tay, ủng, thảm cách điện ống cách điện Khi dùng cao su làm vật liệu cách điên cần ý nhược điểm sau cao su: độ bền nhiệt,ít chịu tác dụng dầu mỏ, không chịu chất benzen, xăng bền với ánh sáng tia tử ngoại Cao su cách điện thường có: V = 1015.cm;  =  7; tg = 0,020,10; Eđt = 2030 kV/mm Cao su tổng hợp: Người ta dùng rượu cồn, dầu mỏ khí thiên nhiên làm nguyên liệu để sản xuất cao su tổng hợp thay cho cao su thiên nhiên ứng dụng công nghiệp sản xuất cáp điện, thiết bị điện Cao su bu tan: Là loại cao su tổng hợp phổ biến Được dùng thay cho cao su thiên nhiên hợp chất để sản xuất cao su dẻo sản suất êbơnít Cao su bu tan dùng vào mục đích cách điện phảI rửa chất xúc tác dư lại (natri) Escapon: Là cao su bu tan trùng hợp bổ sung tạo nên, chất có đặc tính gần giống êbơnít có độ bền nhiệt cao chịu tác dụng axít dung mơi hữu Escapon có đặc tính cách điện cao: V = 1017.cm,  = 2,73, tg = 5,10-4, Eđt = 2030 kV/mm Cao su cloropren: Có đặc tính cách điện thấp, lại bền với tác dụng dầu, etxăng, ôzôn chất ơxy hóa khác Được dùng làm vỏ bảo vệ cho sản phẩm cáp, làm đệm cách điện Cao su butađien: Có đặc tính cách điện gần giống cao su tự nhiên Nó có tính chịu dầu chịu etxăng Cao su butyl: Có độ bền nhiệt cao, độ thấm khí nhỏ có đặc tính chịu lạnh tốt lại không chịu dầu mỏ Cao su silíc hữu (ký hiệu CKT): Có độ bền nhiệt cao (khoang 2500C) chịu lạnh tốt, có đặc tính cách điện tốt độ bền thấp, bền với tác dụng dung môi đắt tiền 3.13 Điện môi vô 94 Là loại vật liệu quan trọng kỹ thuật điện vô tuyến điện Đa số điện mơI vơ có đặc tính tốt như: tính chịu nhiệt cao, khơng hút ẩm, độ bền cao ổn định, chịu tác dụng xạ lượng vật liệu rẻ tiền Điện mơi vơ chia thành nhóm sau: Thủy tinh: Là chất vơ khơng định hình hệ phức tạp nhiều ơxít khác Trong thành phần thủy tinh ngồI ơxít tạo thành thủy tinh (SiO 2, B2O3) cịn có ơxít khác như: Na2O, K2O, CaO, BaO, PbO, Al2O3 v.v + Những đặc tính thủy tinh: Các đặc tính thủy tinh biến đổi phạm vi rộng, chúng phụ thuộc vào thành phần công nghệ chế tạo thủy tinh Khối lượng thủy tinh biến động khoảng đến 8,1 G/cm3 Độ bền nén lớn nhiều so với độ bền kéo: n = 6000  21000n kG/cm2, k = 100  300n kG/cm2, điều kiện bình thường thủy tinh giịn, dễ vỡ chịu tải trọng động Thủy tinh có nhiệt độ nóng chảy khơng ổn định Nhiệt độ hóa dẻo loại thủy tinh nằm khoảng 400 đến 16000C Điện dẫn bề mặt phụ thuộc bề mặt thủy tinh, tăng lên bề nặt thủy tinh bị nhiểm bẩn độ ẩm môi trường xung quanh tăng lên Tuy nhiên cách điện thủy tinh có nhiều ưu điểm sau: Tính chịu nhiệt cao Cuộn dây cách điện thủy tinh chịu nhiệt độ 100 C Khả dẫn nhiệt gấp vải lần Có khả chịu dầu, axít, xút trừ axít flohydríc, axít photphoríc nóng Khơng bị mục, nấm mốc khơng mọc được, khơng thấm ẩm, khơng hóa già Điện trở cách điện lớn vật liệu cách điện sợi Độ bền cách điện cao Sợi thủy tinh khơng hút ẩm Cuộn dây có cách điện thủy tinh tiêu hao chất tẩm, thời gian tẩm ngắn hơn… Bảng 1.8 Tính thủy tinh Tính Thủy tinh Thủy tinh thạch anh Khối lượng riêng kg/dm3 2,21 2,2  2,6 Độ bền nén kg/cm2 19000 6000  10000 Độ bền kéo kg/cm2 Độ bền uốn kG/cm2 Độ bền va đập kG/cm2 Hệ số đàn hồi kG/cm2 Hệ số giản nở 1/0C Hệ số dẫn nhiệt W/cm0C 400  800 700 1000  2.500 600000  9,4.10-6 0,0075  0,012 700 720000 0,55.10-6 95 0,008  0,01 Hằng số điện môi 50Hz,  4,9 Hệ số tổn hao 50 Hz 104tg  12 - Hệ số tổn hao 10 Hz 104tg Điện trở cáh điện 20 0C 50  80 1011 1017 4.1019 15  45 35  40 Độ bền cách điện 50 Hz kV/mm - 3.14 Vật liệu cách điện gốm sứ + Sứ cách điện: Được chế tạo từ đất sét, sau gia cơng định hình nung tráng men, có độ bền cách điện, độ bền nhiệt cao Là vật liệu chủ yếu dùng lưới điện cao thế, trung hạ thế, dùng cách điện máy điện, khí cụ điện…Vật liệu cách điện sứ đa dạng: Sứ đường dây gồm có sứ treo dùng cho điện áp cao 35 kV, sứ đỡ dùng cho điện áp thấp Sứ trạm điện loại sứ đỡ sứ xuyên Sứ tham gia vào kết cấu thiết bị máy biến áp, máy cắt dầu, dao cách ly, chống sét van Sứ định vị gồm có sứ puli, linh kiện đui đèn, công tắc, cầu chì, cầu dao phích cắm, sứ thơng tin.vv… Đặc tính quan trọng sứ cách điện điện áp cao là: trị số điện áp phóng điện hai điện cực Do sứ cách điện có chiều dày lớn cường độ cách điện cao, nên khó xẩy phóng điện chọc thủng sứ mà diễn phóng điện bề mặt sứ Cần phân biệt hai loại điện áp phóng điện bề mặt sứ : điện áp phóng điện khơ điện áp phóng điện ướt thử nghiệm sứ (hình 2.1) Hình 1.1: Đường phóng điện thử nghiệm phóng Điện áp phóng điện khơ trị số điệnđiện áp phóng điện thu thử nghiệm sứ a (Hình Khi khơ b Khi điều kiện bình thường 2.1.a) Điện áp phóng điệnướt ướt trị số điện áp phóng điện 96 thu thử nghiệm sứ mưa nhân tạo với cường độ 4,5 5,5 mm/phút, mưa rơi theo góc 450 so với mặt phẳng ngang sứ Điện áp phóng điện khơ lớn điện áp phóng điện ướt nhỏ điện áp đánh thủng Người ta xác định điện áp đánh thủng nhúng sứ thử nghiệm vào dầu cách điện Khi thử nghiệm sứ treo, cần xác định điện áp đánh thủng cho bát sứ một, điện áp phóng điện khơ xác định cho toàn chuỗi sứ Nhược điểm sứ: độ bền va đập khơng cao, góc tổn hao diện môi lớn, tổn hao điện môi lại tăng nhanh nhiệt độ cao, gây trở ngại cho việc dùng sứ làm chất cách điện tần số cao nhiệt độ cao 3.15 Mica vật liệu sở mica Mica vật liệu cách điện vơ có tính đặc biệt độ bền điện độ bền cao, tính chịu nhiệt chịu ẩm tốt, dẻo có độ dày mỏng nên dùng làm vật liệu cách điện vị trí quan trọng như: cách điện máy điện cao áp công suất lớn dùng làm điện môi số loại tụ điện Mica tự nhiên có dạng tinh thể, đặc điểm đặc trưng tách mỏng cách dễ dàng theo chiều song song bề mặt thớ Mica muscơvít thường khơng màu có màu đỏ nhạt, xanh nhạt, màu sắc khác; flogopít thường có màu sẫm giống màu hổ phách, màu vàng ánh, màu nâu, màu đen tuyền, nhiên có gặp loại flogopít có màu sáng Đặc tính cách điện mica muscơvít tốt cao so với flogopít, ngồi có độ bền cao hơn, rắn hơn, dễ uốn co dãn flogopít Các trị số loại mica cho bảng sau: (bảng 1.9) Loại mica Muscơvít Flogopít Bảng 1.9.Đặc tính Mica Khôi lƣợng riêng, ,.cm tg.104 tần số G/cm3 50Hz 1kHz 1MHz 150 25 2,80  2,90 10141015 500 150 15 2,65  2,80 10131014 Muscơvít chịu mài mịn tốt flogopít Điều có giá trị quan trọng micanít dùng cho vành góp, loại micanít chế tạo Muscơvít bị chổi than máy điện làm mòn chất đồng dùng làm vành góp Cịn loại micanít làm flogopít dùng cho vành góp bị mài mịn đồng dùng khơng địi hỏi phải đánh nhẵn vành góp Phần lớn loại mica dùng kỹ thuật điện giữ đặc tính cách điện đặc tính tốt đốt nóng lên vài trăm độ, mica xếp vào cách điện cấp C cấp chịu nóng cao Khi nhiệt độ cao 97 mica khơng cịn suốt nữa, chiều dày tăng lên, đặc tính điện giảm Mica bị nấu chảy nhiệt độ (1250  2300)0C + Micanít: loại vật liệu sản xuất thành từng cuộn cánh mica dán lại với sơn dán nhựa khơ, đơi cịn dùng thêm lớp xơ giấy xơ để dán cánh mica lên mặt hai mặt Nền xơ tăng độ bền kéo đứt vật liệu giữ cho cánh mica khó bị tách vật liệu bị uốn Micanít sử dụng làm cách điện cho vành góp, dùng để lót đệm, để tạo hình, băng mica cách điện cho thiết bị điện cáp điện + Mica hạt vụn: Mica vụn rửa sạch, nghiền thành vảy nhỏ lợi dụng khả dính liền lại với tinh thể mica vừa tách để biến thành phôi ta thu Việc sử dụng chất kết dính tăng độ bền độ bền điện mica làm hạt vụn Để sản xuất loại mica ta sử dụng chất thải mica muscơvít flogopít để làm chất cách điện mà phương pháp khác không sử dụng Bằng phương pháp người ta chế tạo vật liệu chịu hồ quang điện, đúc ép định hình khn tạo chi tiết cách điện cần thiết cho thiết bị điện + Mica tổng hợp: thủy tinh mica số điện mơi có chất lượng cao Nó chịu nhiệt độ cao, có độ bền lớn, độ bền uốn, va đập, chịu phóng điện hồ quang, có tg nhỏ, gia cơng khí Tuy nhiên q trình cơng nghệ sản xuất mica thủy tinh tốn nhiều cơng, địi hỏi phải có lị điện có cơng suất lớn, máy ép thủy lực khuôn ép thép khơng rỉ Thủy tinh mica có đặc tính: - Khối lượng riêng: 2,6  3,0G/cm3; nhiệt độ làm việc cho phép (300  350)0C; giới hạn bền kéo kéo= (300  700) kG/cm2; nén= (1000  4000) kG/cm2; uốn= (700  1400) kG/cm2; ứng suất dai va đập (2  5) kG.cm/cm2,  = (8  9).10-6 1/độ; y = (1012  1014) .cm; s = (1010  1012) .cm;  = (6  8,5); tg = (0,003  0,01) tần số 1MHz Độ bền cách điện (10  20) kV/mm Mica thủy tinh chịu ẩm, bền tác dụng axít clohyđríc, nitơríc chất kiềm Khi thủy tinh mica bị rổ có khả hút ẩm làm cho phẩm chất cách điện bị giảm CÂU HỎI ÔN TẬP CHƢƠNG Câu hỏi: 1.Trình bày cấu tạo nguyên tử, phân tử vật liệu? 2.Trình bày mối liên kết vật liệu? So sánh đặc điểm mối liên kết đó? 3.Thế gọi khuyết tật cấu tạo vật rắn khuyết tật ảnh hưởng tới tính chất vật rắn? 4.Trình bày lý thuyết phân vùng lượng vật rắn? Nêu cách phân loại vật liệu theo lý thuết phân vùng lượng? 98 5.Vật liệu điện phân loại nào? trình bày cách phân loại đó? BÀI TẬP Xác định điện áp đánh thủng điện áp làm việc cáctơng dày 0,15 cm áp vào hai điện cực Tính bề dày nhựa PVC dùng làm cách điện cho lưới 15kV Biết nhựa PVC có Ebđ = 32,5kV/mm, giới hạn điện áp an toàn  = 3,12 Xác định điện áp đánh thủng điện áp làm việc mica dầy 0,15 cm áp vào hai điện cực Biết mica có Ebđ = (50  100)kV/mm, giới hạn điện áp an toàn  = 5,4 Tính bề dày cao su dùng làm cách điện cho lưới 15kV Biết cao su có Ebđ = (15  20)kV/mm, giới hạn điện áp an toàn  = (3  6) Xác định điện áp đánh thủng điện áp làm việc giấy tẩm dầu dầy 0,02 cm áp vào hai điện cực Biết giấy tẩm dầu có Ebđ = (10  25)kV/mm, giới hạn điện áp an tồn  = 3,6 Tính bề dày thủy tinh dùng làm cách điện cho lưới 15kV Biết thủy tinh có Ebđ = (10  15)kV/mm, giới hạn điện áp an toàn  = (6  10) TÀI LIỆU THAM KHẢO Ks Lương Văn Qn Giáo trình Vật liệu khí Nhà xuất Lao Động – Xã Hội PGS TS Hoàng Tùng Giáo Trình vật liệu cơng nghệ khí Nhà xuất Giáo Dục Trần Mão, Phạm Đình Sùng-Vật liệu khí -NXBGD 1998 Nguyễn Thị Yên –NXBHN 2005 Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức-Vật liệu Composite- NXBKH&KT-2002 Trần Khánh Hà, Máy điện 1, 2, NXB Khoa học Kỹ thuật 2004 Đặng Văn Đào, Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo dục 2004 Trần Thế San, Nguyễn Đức Phấn, Thực hành kỹ thuật điện lạnh, NXB Đà Nẵng 2001 99