Типы волокнистых диэлектрических материалов

Перечислите основные типы волокнистых  диэлектрических материалов.

       Достаточно широкое  применение в электро- и радиотехнике приобрели волокнистые диэлектрические  материалы. По виду исходного сырья  они делятся на материалы из:

• растительных волокон (бумага, картон, хлопчатобумажная пряжа, ткани);
• животных волокон (натуральный шелк);искусственных волокон (ацетатный, вискозный шелк);
• неорганических волокон (стекловолокно, асбест).

         Все волокнистые материалы содержат поры объемом до 40...50%, благодаря чему они имеют высокую гигроскопичность и низкие электроизоляционные свойства. Для устранения этого недостатка их подвергают сушке и пропитке. Наиболее распространенными материалами являются бумага, картон, нити, ткани. На их основе изготавливают текстильные диэлектрические материалы и слоистые пластики. Бумага изготавливается из целлюлозы, представляющей собой полимерное органическое вещество, которое получают из древесины хвойных пород. По области применения бумагу подразделяют на конденсаторную - толщиной 0,004...0,022 мм и кабельную - толщиной 0,05 мм. Эти сорта бумаги отличаются малой толщиной, высокой плотностью и малым содержанием воды. Конденсаторная бумага используется для изготовления бумажных, металлобумажных, проходных конденсаторов. Кабельная бумага применяется для изоляции телефонных и телеграфных кабелей связи. Для улучшения свойств бумагу пропитывают, благодаря чему электрическая прочность увеличивается почти в 10 раз и достигает значения Е_пр=(250...300) МВ/м.

       Пряжа хлопчатобумажная, получаемая из длинных  волокон хлопчатника, применяется  для изоляции проводов и шнуров путем  обмотки и оплетки. На основе пряжи изготавливают ткани и ленты. Натуральный шелк получают из нитей шелкопряда диаметром 0,01...0,015 мм и используют для изоляции проводов и изготовления тканей. Шелковая изоляция механически более прочна, нежели хлопчатобумажная, и позволяет уменьшить толщину изоляции.

       Искусственный шелк (вискозный или ацетатный) получают переработкой эфиров целлюлозы, позволяющих  получать тонкие нити. По электрическим свойствам изоляция из вискозного шелка лучше, чем хлопчатобумажная, а из ацетатного - превосходит даже натуральный шелк. Синтетические волокна типа капрон, лавсан и др. применяют в случаях, когда необходима повышенная механическая прочность изоляции гибких проводников и шнуров.

       Стекловолокно применяют при повышенных температурах и влажности. Обладает хорошими электроизоляционными свойствами, достаточно хорошей механической прочностью и малой гигроскопичностью. Из стекловолокна толщиной 0,07...0,28 мм ткут стеклоленты, ткани. Из стекол специального состава изготавливают стекловолокна для оптоволоконных линий связи, телекоммуникаций и др. Недостатком материала является недостаточная эластичность и малая сопротивляемость к истиранию.

       Асбест - единственный в природе неорганический волокнистый материал. Он обладает низкими диэлектрическими свойствами, но имеет существенное преимущество - нагревостойкость до 400 °С, что и определяет его применение в термоэлектрических приборах.

       Лакоткани получают путем пропитки хлопчатобумажных (ЛХ), шелковых (ЛШ) и стеклотканей лаками. Их толщина составляет 0,15...0,25 мм. Шелковая лакоткань тоньше, менее чувствительна к перегибам и имеет Е_пр=70 МВ/м.

       Стеклолакоткани с кремнийорганической пропиткой используют при высоких температурах. Применяют лакоткани для изоляции обмоток трансформаторов, деталей при монтаже, изоляции жгутов и т.д. Широко распространенными диэлектрическими материалами конструкционного назначения являются слоистые пластики. Слоистые пластики изготавливают путем горячей прессовки исходного материала (основы), пропитанного фенолформальдегидными или другими смолами либо кремнийорганическим лаком (в случае получения стеклотекстолита). Пропитанный материал нарезают, собирают в пачку нужной толщины и прессуют. Пропиточный материал заполняет поры между волокнами и слоями и при отвердении прочно связывает отдельные слои и одновременно повышает диэлектрические свойства.

       Гетинакс (на основе бумаги) используют для изготовления печатных плат низкочастотной аппаратуры, предварительно облицовывая его с одной или двух сторон медной фольгой. Текстолит (на основе хлопчатобумажной ткани) стоек к ударным нагрузкам, поэтому его применяют в переключателях, выключателях и для изготовления фасонных изделий путем механической обработки. Стеклотекстолит (на основе стеклоткани) применяют для изготовления печатных плат и различных деталей.