đi n ệ ướt và nh h n đi n áp đánh th ng. Ngỏ ơ ệ ủ ười ta xác đ nh đi n áp đánhị ệ th ng khi nhúng s th nghi m vào trong d u cách đi n. Khi th nghi m sủ ứ ử ệ ầ ệ ử ệ ứ treo, c n xác đ nh đi n áp đánh th ng cho t ng bát s m t, đi n áp phóngầ ị ệ ủ ừ ứ ộ ệ đi n khô đệ ược xác đ nh cho c toàn b chu i s . ị ả ộ ỗ ứ
Nhược đi m c a s : đ b n va đ p không cao, góc t n hao di n môiể ủ ứ ộ ề ậ ổ ệ khá l n, t n hao đi n môi l i tăng nhanh nhi t đ cao, gây tr ng i cho vi cớ ổ ệ ạ ở ệ ộ ở ạ ệ dùng s làm ch t cách đi n t n s cao cũng nh nhi t đ cao.ứ ấ ệ ở ầ ố ư ở ệ ộ
3.15. Mica và các v t li u trên c s mica.ậ ệ ơ ở
Mica là v t li u cách đi n vô c có tính năng đ c bi t đó là đ b nậ ệ ệ ơ ặ ệ ộ ề đi n và đ b n c cao, tính ch u nhi t và ch u m t t, khá d o khi có đ dàyệ ộ ề ơ ị ệ ị ẩ ố ẻ ộ m ng nên đỏ ược dùng làm v t li u cách đi n nh ng v trí quan tr ng nh :ậ ệ ệ ở ữ ị ọ ư cách đi n c a các máy đi n cao áp công su t l n và dùng làm đi n môi trongệ ủ ệ ấ ớ ệ m t s lo i t đi n. Mica trong t nhiên có d ng tinh th , đ c đi m đ cộ ố ạ ụ ệ ự ạ ể ặ ể ặ tr ng c a nó là có th tách ra t ng b n m ng m t cách d dàng theo chi uư ủ ể ừ ả ỏ ộ ễ ề song song gi a các b m t th .ữ ề ặ ớ
Mica muscôvít thường không màu ho c có màu đ nh t, xanh nh t, và cácặ ỏ ạ ạ màu s c khác; flogopít thắ ường có màu s m h n gi ng nh màu h phách, màuẫ ơ ố ư ổ vàng ánh, màu nâu, màu đen tuy n, tuy nhiên cũng có khi g p lo i flogopít cóề ặ ạ màu sáng h n.ơ
Đ c tính cách đi n c a mica muscôvít t t h n và cao h n so v i flogopít,ặ ệ ủ ố ơ ơ ớ ngoài ra nó có đ b n c cao h n, r n h n, d u n và co dãn h n flogopít.ộ ề ơ ơ ắ ơ ễ ố ơ Các tr s v 2 lo i mica đị ố ề ạ ược cho trong b ng sau: (b ng 1.9).ả ả
B ng 1.9.Đ c tính c a Micaả ặ ủ
Lo i micaạ Khôi lượng riêng, G/cm3
, .cm tg .104 t n sở ầ ố
50Hz 1kHz 1MHz Muscôvít 2,80 2,90 1014 1015 150 25 3 Flogopít 2,65 2,80 1013 1014 500 150 15
Muscôvít ch u mài mòn t t h n flogopít. Đi u đó có giá tr quan tr ngị ố ơ ề ị ọ đ i v i micanít dùng cho vành góp, lo i micanít đố ớ ạ ược ch t o b ng Muscôvítế ạ ằ này ít b ch i than c a máy đi n làm mòn h n là ch t đ ng dùng làm vànhị ổ ủ ệ ơ ấ ồ
góp. Còn lo i micanít làm b ng flogopít dùng cho vành góp cũng b mài mònạ ằ ị nh đ ng cho nên có th dùng nó không đòi h i ph i đánh nh n vành góp.ư ồ ể ỏ ả ẵ Ph n l n các lo i mica đầ ớ ạ ược dùng trong k thu t đi n v n gi đỹ ậ ệ ẫ ữ ược đ c tínhặ cách đi n và đ c tính c khá t t khi đ t nóng lên vài trăm đ , vì th micaệ ặ ơ ố ố ộ ế được x p vào cách đi n c p C là c p ch u nóng cao nh t. Khi nhi t đ càngế ệ ấ ấ ị ấ ệ ộ cao thì thì mica không còn trong su t n a, chi u dày c a nó tăng lên, đ c tínhố ữ ề ủ ặ c và đi n gi m. Mica b n u ch y nhi t đ (1250 ơ ệ ả ị ấ ả ở ệ ộ 2300)0C.
+ Micanít: là lo i v t li u đạ ậ ệ ượ ảc s n xu t thành t ng t m ho c t ng cu n doấ ừ ấ ặ ừ ộ nh ng cánh mica dán l i v i nhau b ng s n dán ho c b ng nh a khô, đôi khiữ ạ ớ ằ ơ ặ ằ ự còn dùng thêm l p n n b ng x gi y ho c x bông đ dán nh ng cánh micaớ ề ằ ơ ấ ặ ơ ể ữ lên m t m t ho c c hai m t c a nó. N n b ng x tăng đ b n kéo đ t c aộ ặ ặ ả ặ ủ ề ằ ơ ộ ề ứ ủ v t li u và gi cho các cánh mica khó b tách ra khi v t li u b u n. Micanít cóậ ệ ữ ị ậ ệ ị ố th s d ng làm cách đi n cho vành góp, dùng đ lót đ m, đ t o hình, băngể ử ụ ệ ể ệ ể ạ mica cách đi n cho thi t b đi n và cáp đi n.ệ ế ị ệ ệ
+ Mica b ng các h t v n:ằ ạ ụ Mica v n r a s ch, nghi n thành v y nh và l iụ ử ạ ề ả ỏ ợ d ng kh năng dính li n l i v i nhau c a các tinh th mica v a m i đụ ả ề ạ ớ ủ ể ừ ớ ược tách ra đ bi n thành phôi ta thu để ế ượ ừc t ng lá. Vi c s d ng các ch t k t dínhệ ử ụ ấ ế có th tăng đ b n c và đ b n đi n c a mica làm b ng các h t v n. Để ộ ề ơ ộ ề ệ ủ ằ ạ ụ ể s n xu t ra lo i mica này ta có th s d ng các ch t th i c a mica muscôvítả ấ ạ ể ử ụ ấ ả ủ và flogopít đ làm ch t cách đi n mà phể ấ ệ ương pháp khác không s d ng đử ụ ược. B ng phằ ương pháp này người ta ch t o ra v t li u ch u đế ạ ậ ệ ị ược h quang đi n,ồ ệ đúc ép đ nh hình b ng khuôn t o ra các chi ti t cách đi n c n thi t cho cácị ằ ạ ế ệ ầ ế thi t b đi n.ế ị ệ
+ Mica t ng h p:ổ ợ th y tinh mica là m t trong s các đi n môi có ch t lủ ộ ố ệ ấ ượng cao. Nó ch u đị ược nhi t đ cao, có đ b n c l n, nh t là đ b n u n, vaệ ộ ộ ề ơ ớ ấ ộ ề ố đ p, ch u đậ ị ược phóng đi n h quang, có tgệ ồ nh , có th gia công b ng c khíỏ ể ằ ơ được. Tuy nhiên quá trình công ngh s n xu t ra mica th y tinh t n nhi uệ ả ấ ủ ố ề công, đòi h i ph i có lò đi n có công su t l n, máy ép th y l c và khuôn épỏ ả ệ ấ ớ ủ ự b ng thép không r . Th y tinh mica có các đ c tính:ằ ỉ ủ ặ
Kh i lố ượng riêng: 2,6 3,0G/cm3; nhi t đ làm vi c cho phép (300 ệ ộ ệ 350)0C; gi i h n b n kéo ớ ạ ề kéo= (300 700) kG/cm2; nén= (1000 4000) kG/cm2; u nố = (700 1400) kG/cm2; ng su t dai va đ p (2 ứ ấ ậ 5) kG.cm/cm2,
= (8 9).106 1/đ ; ộ y = (1012 1014) .cm; s = (1010 1012) .cm; = (6 8,5); tg = (0,003 0,01) t n s 1MHz. Đ b n cách đi n (10 ở ầ ố ộ ề ệ 20) kV/mm. Mica th y tinh ch u đủ ị ượ ẩc m, nh ng kém b n đ i v i tác d ng c aư ề ố ớ ụ ủ các axít clohyđríc, nit ríc cũng nh đ i v i ch t ki m. Khi th y tinh mica bơ ư ố ớ ấ ề ủ ị r có kh năng hút m làm cho ph m ch t cách đi n b gi m đi.ổ ả ẩ ẩ ấ ệ ị ả
TH C Ự HÀNH
1. Cho h c viên quan sát và nh n bi t m t s ọ ậ ệ ộ ố lo i v t li u cáchạ ậ ệ đi n thệ ường dùng
2. Cho h c viên quan sát các lo i mô hình đọ ạ ượ ử ục s d ng trong bài hoc. yêu c uầ :
Vi t tên và nêu công d ng c a các lo i v t li u ế ụ ủ ạ ậ ệ cách đi nệ đã được quan sát. Li t kê đệ ược các lo i v t li u cách đi n đạ ậ ệ ệ ượ ử ục s d ng trong các mô hình đã được quan sát và nêu nh n xét xem t i sao ngậ ạ ười ta s d ng các lo i v t li uử ụ ạ ậ ệ đó và s d ng nh v y thì đã phù h p ch a, có c n thi t ph i thay đ i ử ụ ư ậ ợ ư ầ ế ả ổ
không ? N u thay đ i thì ch n lo i v t li u nàoế ổ ọ ạ ậ ệ ? v.v…
Nêu nh ng tính ch t và đ c đi m c a nh ng v t li u cách đi n đã đữ ấ ặ ể ủ ữ ậ ệ ệ ược quan sát.
Phân lo i các v t li u đã đạ ậ ệ ược quan sát theo t ng nhóm nh :ừ ư + Nhóm v t li u cách đi n ậ ệ ệ s i.ợ
+ Nhóm v t li u cách điên là ch t d o ậ ệ ấ ẻ
+ Nhóm v t li u cách điên là nh a, nh a t ng h pậ ệ ự ự ổ ợ + Là v t li u cách đi n vô c hay h u c v.v….ậ ệ ệ ơ ữ ơ Xác đ nh các h h ng, nguyên nhân gây ra h h ngị ư ỏ ư ỏ . S a ch aử ữ , thay th các v t li u h h ng trong thi t b .ế ậ ệ ư ỏ ế ị
3. N u nhà trế ường có thi t b (thí nghi m cao áp) thì cho h c viên làm các bài ế ị ệ ọ thí nghi m v đi n áp đánh th ng, đ b n cách đi n đ i v i các lo i v t li uệ ề ệ ủ ộ ề ệ ố ớ ạ ậ ệ cách đi n.ệ
CÂU H I VÀ BÀI T PỎ Ậ
Câu h i:ỏ
1.Trình bày c u t o nguyên t , phân t c a v t li u?ấ ạ ử ử ủ ậ ệ
2.Trình bày các m i liên k t trong v t li u? ố ế ậ ệ So sánh đ c đi m c a các m iặ ể ủ ố liên k t đó?.ế
3.Th nào g i là khuy t t t trong c u t o v t r n và các khuy t t t đó nhế ọ ế ậ ấ ạ ậ ắ ế ậ ả hưởng nh th nào t i các tính ch t c a v t r n?.ư ế ớ ấ ủ ậ ắ
4.Trình bày lý thuy t phân vùng năng lế ượng trong v t r n? Nêu cách phân lo iậ ắ ạ v t li u theo lý thu t phân vùng năng lậ ệ ế ượng?.
5.V t li u đi n đậ ệ ệ ược phân lo i nh th nào? trình bày các cách phân lo i đó?ạ ư ế ạ BÀI T P Ậ
1. Xác đ nh đi n áp đánh th ng và đi n áp làm vi c c a m t t m cáctông dị ệ ủ ệ ệ ủ ộ ấ ày 0,15 cm khi áp nó vào hai đi n c c.ệ ự
2. Tính b dày c a m t t m nh a PVC dùng làm cách đi n cho lề ủ ộ ấ ự ệ ưới 15kV. Bi t r ng nh a PVC có Eế ằ ự bđ = 32,5kV/mm, gi i h n đi n áp an toàn ớ ạ ệ = 3,12. 3. Xác đ nh đi n áp đánh th ng và đi n áp làm vi c c a m t t m mica d yị ệ ủ ệ ệ ủ ộ ấ ầ 0,15 cm khi áp nó vào hai đi n c c. ệ ự Bi t r ng mica có Eế ằ bđ = (50 100)kV/mm, gi i h n đi n áp an toàn ớ ạ ệ = 5,4.
4. Tính b dày c a m t t m cao su dùng làm cách đi n cho lề ủ ộ ấ ệ ưới 15kV. Bi tế r ng cao su có Eằ bđ = (15 20)kV/mm, gi i h n đi n áp an toàn ớ ạ ệ = (3 6) 5. Xác đ nh đi n áp đánh th ng và đi n áp làm vi c c a m t t m gi y t mị ệ ủ ệ ệ ủ ộ ấ ấ ẩ d u d y 0,02 cm khi áp nó vào hai đi n c c. ầ ầ ệ ự Bi t r ng ế ằ gi y t m d u ấ ẩ ầ có Ebđ = (10 25)kV/mm, gi i h n đi n áp an toàn ớ ạ ệ = 3,6.
6. Tính b dày c a m t t m th y tinh dùng làm cách đi n cho lề ủ ộ ấ ủ ệ ưới 15kV. Bi tế r ng ằ th y tinh ủ có Ebđ = (10 15)kV/mm, gi i h n đi n áp an toàn ớ ạ ệ = (6 10).
CHƯƠNG 2: V T LI U D N ĐI N Ậ Ệ Ẫ Ệ
Mã chương : 1102
Gi i thi uớ ệ :
Cùng v i s phát tri n c a các ngành công nghi p k thu t, ngành côngớ ự ể ủ ệ ỹ ậ nghi p đi n năng cũng không ng ng đệ ệ ừ ược hoàn thi n và phát tri n cho nênệ ể các v t li u d n đi n đóng vai trò r t quan tr ng, n u không có chúng thì taậ ệ ẫ ệ ấ ọ ế không th có các thi t b đi n.máy đi n và cũng không t n t i ngành côngể ế ị ệ ệ ồ ạ nghi p đi n. Các v t li u d n đi n đệ ệ ậ ệ ẫ ệ ược dùng d n đi n trong các thi t bijẫ ệ ế đi n, máy đi n, khí c đi n và truy n t i đi n năng t n i s n xu t t i hệ ệ ụ ệ ề ả ệ ừ ơ ả ấ ớ ộ tiêu th . V t li u d n đi n r t đa d ng, nhi u ch ng lo i và chúng có nh ngụ ậ ệ ẫ ệ ấ ạ ề ủ ạ ữ tính ch t, đ c tính tính k thu t khác nhau. Vì v y đòi h i ngấ ặ ỹ ậ ậ ỏ ười công nhân làm vi c trong các ngành, ngh và đ c bi t trong các ngh đi n ph i hi u rõệ ề ặ ệ ề ệ ả ể v các tính ch t, đ c tính tính `k thu t và ng d ng c a chúng ề ấ ặ ỹ ậ ứ ụ ủ đ ể không ng ng nâng cao hi u qu kinh t và ti t ki m đi n năng trong s d ng.ừ ệ ả ế ế ệ ệ ử ụ
N i dung chộ ương 2 nh m trang b cho h c viên nh ng ki n th c c b nằ ị ọ ữ ế ứ ơ ả và c n thi t v tính ch t, các đ c tính c a các lo i v t li u d n đi n thôngầ ế ề ấ ặ ủ ạ ậ ệ ẫ ệ d ng nh m ng d ng có hi u qu trong ngành ngh c a mìnhụ ằ ứ ụ ệ ả ề ủ .
M c tiêu:ụ
Nh n d ng, phân lo i đậ ạ ạ ược chính xác các lo i v t li u d n đi n dùngạ ậ ệ ẫ ệ trong công nghi p và dân d ng.ệ ụ
Trình bày được các đ c tính c b n c a m t s lo i v t li u d n đi nặ ơ ả ủ ộ ố ạ ậ ệ ẫ ệ thường dùng.
S d ng phù h p các lo i v t li u d n đi n theo t ng yêu c u k thu tử ụ ợ ạ ậ ệ ẫ ệ ừ ầ ỹ ậ c th .ụ ể
Xác đ nh đị ược các nguyên nhân gây ra h h ng và có phư ỏ ương án thay thế kh thi các lo i v t li u d n đi n thả ạ ậ ệ ẫ ệ ường dùng.
1. Khái ni m và tính ch t c a v t li u d n đi n.ệ ấ ủ ậ ệ ẫ ệ
M c tiêu:ụ
Trình b y đầ ược khái ni m c a v t li u d n đi nệ ủ ậ ệ ẫ ệ
Xác đ nhị được các nguyên nhân gây ra h h ngư ỏ , cách kh c ph cắ ụ các ở lo i v t li u d n đi n ạ ậ ệ ẫ ệ
Trình b y đầ ược tính ch t c a mấ ủ ộ ố ậ ệt s V t li u d n đi n thông d ng ẫ ệ ụ 1.1. Khái ni m v v t li u d n đi nệ ề ậ ệ ẫ ệ
V t li u d n đi n là v t ch t mà tr ng thái bình thậ ệ ẫ ệ ậ ấ ở ạ ường có các đi nệ tích t do. N u đ t nh ng v t li u này vào trong m t trự ế ặ ữ ậ ệ ộ ường đi n, các đi nệ ệ tích s chuy n đ ng theo hẽ ể ộ ướng nh t đ nh c a trấ ị ủ ường và t o thành dòng đi n.ạ ệ Người ta g i là v t li u có tính d n đi n. ọ ậ ệ ẫ ệ
V t li u d n đi n có th là ch t r n, ch t l ng và trong nh ng đi uậ ệ ẫ ệ ể ấ ắ ấ ỏ ữ ề ki n nh t đ nh có th là ch t khí. d ng ch t r n v t li u d n đi n g m cóệ ấ ị ể ấ Ở ạ ấ ắ ậ ệ ẫ ệ ồ kim lo i và các h p kim c a chúng. Trong m t s trạ ợ ủ ộ ố ường h p là nh ng ch tợ ữ ấ không ph i là kim lo i mà là ch t l ng d n đi n, kim lo i tr ng thái ch yả ạ ấ ỏ ẫ ệ ạ ở ạ ả l ng và nh ng ch t đi n phân. ỏ ữ ấ ệ
Khí là h i có th tr nên d n đi n cơ ể ở ẫ ệ ở ường đ đi n trộ ệ ường l n, chúngớ t o nên ion hóa do va ch m hay s ion hóa quang.ạ ạ ự
1.2. Tính ch t c a v t li u d n đi nấ ủ ậ ệ ẫ ệ
V t li u d n đi n có các tính ch t c b n sau:ậ ệ ẫ ệ ấ ơ ả
Đi n d n su t c a v t li u ệ ẫ ấ ủ ậ ệ 1 H s nhi t c a đi n tr su tệ ố ệ ủ ệ ở ấ Nhi t d n su t.ệ ẫ ấ
Hi u đi n th ti p xúc và s c nhi t đi n đ ngệ ệ ế ế ứ ệ ệ ộ
Gi i h n b n khi kéo và đ dãn dài tớ ạ ề ộ ương đ i khi đ t.ố ứ
Đi n trệ ở: là đ i lạ ượng đ c tr ng cho s ‘’c n tr ‘’ dòng đi n c aặ ư ự ả ở ệ ủ v t li u hay nói cách khác ậ ệ Đi n tr R là quan h gi a hi u đi n th khôngệ ở ệ ữ ệ ệ ế đ i đ t hai đ u c a dây d n và cổ ặ ở ầ ủ ẫ ường đ dòng đi n m t chi u t o nênộ ệ ộ ề ạ
trong dây d n đó (chú ýẫ : dây d n không h có s c đi n đ ng n i t i nàoẫ ề ứ ệ ộ ộ ạ ). Xét về
đi n tr c a v t li u đi n đệ ở ủ ậ ệ ệ ược tính theo công th c sau: ứ
s l R
Trong đó:
l: chi u dài c a v t d n ề ủ ậ ẫ m . S: là ti t di n c a v t d n ế ệ ủ ậ ẫ m2 .
: là đi n tr su t, ph thu c vào b n ch t c a v t li u ệ ở ấ ụ ộ ả ấ ủ ậ ệ m . R: là đi n tr c a v t d n ệ ở ủ ậ ẫ .
D a vào bi u th c trên ta th y: N u có hai v t d n khác nhau (khácự ể ứ ấ ế ậ ẫ ch t), nh ng có cùng chi u dài, cùng ti t di n thì v t nào có đi n tr su t l nấ ư ề ế ệ ậ ệ ở ấ ớ h n thì v t đó s có đi n tr cao h n, nghĩa là dòng đi n ch y qua nó s ’’khóơ ậ ẽ ệ ở ơ ệ ạ ẽ khăn’’ h n.ơ
Đi n d n G c a v t d n là đ i lệ ẫ ủ ậ ẫ ạ ượng ngh ch đ o c a đi n tr .ị ả ủ ệ ở
R
G 1
Đi n d n đệ ẫ ược tính v i đ n v ớ ơ ị 1 1.
Đi n tr su t (ệ ở ấ ): là đ i lạ ượng đ c tr ng cho tính d n đi n hay cáchặ ư ẫ ệ đi n c a v t li u hay nói cách khác: đi n tr su t là đi n tr c a v t d n cóệ ủ ậ ệ ệ ở ấ ệ ở ủ ậ ẫ chi u dài là m t đ n v chi u dài và ti t đi n là m t đ n v di n tích. Nó phề ộ ơ ị ề ế ệ ộ ơ ị ệ ụ thu c vào b n ch t c a v t li u. N u v t có đi n tr su t càng nh thì d nộ ả ấ ủ ậ ệ ế ậ ệ ở ấ ỏ ẫ đi n càng t t và ngệ ố ượ ạc l i.
Trên th c t Đi n tr su t ự ế ệ ở ấ c a v t d n đủ ậ ẫ ược tính theo: .mm2/m và trong m t s trộ ố ường h p đợ ược tính b ng: ằ .cm. Trong h CGS đi n, đi n tr su tệ ệ ệ ở ấ được tính b ng: ằ cm, còn h MKSA tính b ng: ở ệ ằ m.
Nh ng đ n v nêu trên chúng đữ ơ ị ược liên h v i nhau qua bi u th c sau:ệ ớ ể ứ 1 cm = 104 .mm2/m = 106 .cm. = 102 m.
Đi n d n su t ệ ẫ ấ là đ i lạ ượng ngh ch đ o c a đi n tr su t.ị ả ủ ệ ở ấ 1
Đi n d n su t ệ ẫ ấ được tính theo: m/ .mm2; 1cm1; 1m1.
S ph thu c c a đi n tr vào nhi t đ ự ụ ộ ủ ệ ở ệ ộ
Đi n tr su t c a kim lo i và c a r t nhi u h p kim tăng theo nhi t đ , đi nệ ở ấ ủ ạ ủ ấ ề ợ ệ ộ ệ tr su t c a cácbon và c a dung d ch đi n phân gi m theo nhi t đ .ở ấ ủ ủ ị ệ ả ệ ộ
Thông thường đi n tr su t c a kim lo i tăng theo nhi t đ và theo qui lu tệ ở ấ ủ ạ ệ ộ ậ sau: ... 1 t t2 t3 o t nhi t đ s d ng t
Ở ệ ộ ử ụ 2 đi n tr su t s đệ ở ấ ẽ ược tính toán xu t phát t ấ ừ nhi t đ tệ ộ 1 theo công th c:ứ
t2 = t1 1 + (t2 t1) . Trong đó:
là h s thay đ i ệ ố ổ đi n tr su t theo nhi t đ đ i v i v t li u tệ ở ấ ệ ộ ố ớ ậ ệ ương ng vàứ ng v i nh ng kho ng nhi t đ đ c nghiên c u.
ứ ớ ữ ả ệ ộ ượ ứ
H s ệ ố g n nh gi ng nhau đ i v i các kim lo i tinh khi t và có tr s g nầ ư ố ố ớ ạ ế ị ố ầ đúng b ng 4.10ằ 3 1/0C
Đ i v i kho ng chênh l ch nhi t đ (tố ớ ả ệ ệ ộ 2 t1) thì h s ệ ố trung bình s là:ẽ 1 2 1 1 2 . . . t t t t t
Giá tr ị và đ i v i nh ng kim lo i chính đố ớ ữ ạ ượ ử ục s d ng trong k thu t đi nỹ ậ ệ được cho trong b ng sau: (B ng 2.1)ả ả
B ng 2.1.Đ c tính v t lý và đi n tr su t c a m t s kim lo iả ặ ậ ệ ở ấ ủ ộ ố ạ
Kim lo iạ Kh i lố ượng riêng g/cm3 Nhi t đệ ộ nóng ch y ả 0C Đi n tr su t ệ ở ấ 20ở 0C ( mm2/m). H s thay đ i c aệ ố ổ ủ Đi n tr su t theoệ ở ấ
nhi t đ ệ ộ 1/đ .ộ B cạ 10,5 961 0,0160 0,0165 0,0034 0,00429 Đ ngồ 8,9 1083 0,0168 0,0182 0,00392 0,00445 Vàng 19,3 1063 0,0220 0,0240 0,00350 0,00399 Nhôm 2,7 657 0,0262 0,0400 0,0040 0,0049 Magiê 1,74 651 0,0446 0,0460 0,00390 0,0046 Molipđen 10,2 2620 0,0476 0,0570 0,0033 0,00512 Wolfram 19,3 3380 0,0530 0,0612 0,0040 0,0052 K mẻ 7,1 420 0,0535 0,0630 0,0035 0,00419 Niken 8,9 1455 0,06141 0,138 0,0044 0,00692 Thép 7,8 1535 0,0 918 1,1500 0,0045 0,00657 Platin 21,4 1770 0,0866 0,116 0,00247 0,00398
Palađi 12 1555 0,1100 0,0038 Thi cế 7,3 232 0,113 0,143 0,00420 0,00465 Chì 11,4 327 0,205 0,222 0,0038 0,00428 Th y ngânủ 13,6 39 0,952 0,959 0,0009 0,00099 Titan 4,5 1725 0,420 0,0044 Cadmi 8,6 321 0,076 0,0042 Coban 8,7 1492 0,062 0,0060 Vàng 19,3 1063 0,024 0,0036 Tantan 16,6 2977 0,135 0,0038
H s nhi t nhi t đ ệ ố ệ ệ ộ c a đi n tr su t nói lên s thay đ i đi n tr su tủ ệ ở ấ ự ổ ệ ở ấ c a v t li u khi nhi t đ thay đ i.ủ ậ ệ ệ ộ ổ
1.3. Các tác nhân môi trường nh hả ưởng đ n v t li u d n đi nế ậ ệ ẫ ệ
Nhi t đ c a môi trệ ộ ủ ường làm vi c nh hệ ả ưởng đ n tính d n đi n c aế ẫ ệ ủ v t li u khi nhi t đ tăng thì đi n tr c a v t li u tăng lên và làm cho tínhậ ệ ệ ộ ệ ở ủ ậ ệ d n đi n c a v t li u gi m.ẫ ệ ủ ậ ệ ả
nhi t đ không tuy t đ i (0
Ở ệ ộ ệ ố 0K), đi n tr su t c a kim lo i tinh khi tệ ở ấ ủ ạ ế gi m đ t ng t, chúng th hi n ‘’hi n tả ộ ộ ể ệ ệ ượng siêu d n’’. V phẫ ề ương di n lýệ thuy t đ không tuy t đ i, kim lo i tinh khi t không còn đi n tr .ế ở ộ ệ ố ạ ế ệ ở
S bi n d ng đàn h i, m c đ tinh khi t c a kim lo i nh hự ế ạ ồ ứ ộ ế ủ ạ ả ưởng đ nế gía tr c a đi n tr su t c a v t li u d n đi n.ị ủ ệ ở ấ ủ ậ ệ ẫ ệ
Khi nóng ch y, đi n tr su t c a kim lo i bi n đ i, thông thả ệ ở ấ ủ ạ ế ổ ường giá trị tăng lên (ngo i tr : ăngtimoan, gali và bitmut khi nóng ch y, đi n tr su tạ ừ ả ệ ở ấ gi m).ả
S không tinh khi t c a kim lo i d n đ n làm tăng đi n tr su t.ự ế ủ ạ ẫ ế ệ ở ấ
nh h ng c a tr ng t và ánh sáng đ i v i đi n tr su t: th c
Ả ưở ủ ườ ừ ố ớ ệ ở ấ ự
nghi m cho th y r ng đi n tr su t c a kim lo i cũng bi n đ i khi kim lo iệ ấ ằ ệ ở ấ ủ ạ ế ổ ạ đ t trong trặ ường t và đi n tr su t c a m t s v t li u cũng bi n đ i dừ ệ ở ấ ủ ộ ố ậ ệ ế ổ ưới
nh h ng c a ánh sáng.
ả ưở ủ
1.4 Hi u đi n th ti p xúc và s c nhi t đ ngệ ệ ế ế ứ ệ ộ
Khi ti p giáp hai kim lo i khác nhau v i nhau, gi a chúng s sinh ra hi uế ạ ớ ữ ẽ ệ đi n th . S xu t hi n hi u đi n th đóng vai trò quan tr ng hi n tệ ế ự ấ ệ ệ ệ ế ọ ở ệ ượng ăn mòn đi n hóa và đệ ượ ức ng d ng trong m t s d ng c đo lụ ộ ố ụ ụ ường.
Th đi n hóa bình thế ệ ường c a m t s kim lo i khác nhau so sánh v i hyđroủ ộ ố ạ ớ được cho b ng sau:(ở ả B ng 2.2)ả
B ng 2.2. Th đi n hóa bình thả ế ệ ường c a m t s kim lo iủ ộ ố ạ
Kim lo iạ Th đi n hóa nhi t ế ệ ở ệ
đ bình thộ ường (V) Kim lo iạ Th đi n hóa nhi t ế ệ ở ệ
đ bình thộ ường (V) Vàng + 1,500 Cadmium 0,400 Platin + 0,860 S t ắ 0,440 Th y ngânủ + 0,860 Crôm 0,557 B c ạ + 0,808 Wolfram 0,580 Đ ng ồ + 0,345 K m ẻ 0,760 Hyđro 0,000 Mangan 1,040 Thi c ế 0,100 Nhôm 1,340 Chì 0,130 Magiê 2,350 Niken 0,250 Bari 2,960 Coban 0,255
S c nhi t đ ng sinh ra c a hai kim lo i khác nhau, ti p giáp nhau đứ ệ ộ ủ ạ ế ượ ức ng d ng đ ch t o các c p nhi t đi n.ụ ể ế ạ ặ ệ ệ
Hi u đi n th ti p xúc gi a các c p kim lo i dao đ ng trong ph m vi t vàiệ ệ ế ế ữ ặ ạ ộ ạ ừ ph n mầ ười vôn đ n vài vôn, n u nhi t đ c a c p b ng nhau, t ng hi uế ế ệ ộ ủ ặ ằ ổ ệ đi n th trong m ch kín b ng không. Nh ng khi m t đ u c a c p nhi t cóệ ế ạ ằ ư ộ ầ ủ ặ ệ nhi t đ khác đ u kia thì trong trệ ộ ầ ường h p này s phát sinh s c nhi t đi nợ ẽ ứ ệ ệ đ ng.ộ
2. Tính ch t chung c a kim lo i và h p kimấ ủ ạ ợ
M c tiêu:ụ
Trình b y đầ ược tính ch t c a v t li u d n đi nấ ủ ậ ệ ẫ ệ 2.1. T m quan tr ng c a kim lo i và h p kimầ ọ ủ ạ ợ
Hi n nay kim lo i và h p kim đệ ạ ợ ược dùng r t r ng rãi trong các nghanhấ ộ kinh t . Các kim lo i đ c bi t là s t và các h p kim c a c a nó nh gang,ế ạ ặ ệ ắ ợ ủ ủ ư thép là nh ng v t li u ch y u c a công nghi p c khí, xây d ng và cácữ ậ ệ ủ ế ủ ệ ơ ự phương ti n giao thông v n t i . M t s thép đ c bi t dùng trong công nghệ ậ ả ộ ố ặ ệ ệ hoá h c, công ngh h t nhân, nghành vũ tr . Kim lo i và h p kim đọ ệ ạ ụ ạ ợ ược sử d ng r ng rãi đ làm máy móc và công c đ c bi t là trong nghành đi n vìụ ộ ể ụ ặ ệ ệ chúng có u đi m h n h n các v t li u khác: có tính d n đi n, d n nhi t, đư ể ơ ẳ ậ ệ ẫ ệ ẫ ệ ộ
b n, đ c ng và đ d o dai cao. Ngày nay m c dù ch t d o ra đ i và phátề ộ ứ ộ ẻ ặ ấ ẻ ờ tri n m nh và bên c nh đó còn có g , tre và thu tinh nh ng kim lo i và h pể ạ ạ ỗ ỷ ư ạ ợ kim là là nh ng v t li u ch y u và quan tr ng nh t c a nghành công nghi pữ ậ ệ ủ ế ọ ấ ủ ệ hi n đ i. ệ ạ
Kim lo iạ :
Đ nh n bi t để ậ ế ược kim lo i ngạ ười ta d a vào h s nhi t đi n tr . ự ệ ố ệ ệ ỏ ở kim lo i h s này dạ ệ ố ương t c là nhi t đ tăng thì đi n tr kim lo i tăng. ứ ệ ộ ệ ở ạ
H p kimợ :
H p kim là s n ph m c a s nóng ch y c a hai hay nhi u nguyên tợ ả ẩ ủ ự ả ủ ề ố mà trong đó ch y u là kim lo i. Trong thành ph n h p kim có th có moatủ ế ạ ầ ợ ể lượng nh các nguyên t á kim.ỏ ố
Ví d : Thép là h p kim c a s t và các bon ụ ợ ủ ắ
Nói chung kim lo i nguyên ch t có nhi u nhạ ấ ề ược đi m nh : đ d o, để ư ộ ẻ ộ b n và đ c ng th p, do đó các c c u máy không làm b ng kim lo i nguyênề ộ ứ ấ ơ ấ ằ ạ