Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 2 (3-е изд., 1987) (1152096), страница 111
Текст из файла (страница 111)
Благодаря наличию защитного нзерякгеиия между нижней вершиной моста и заземленным экраном в момент балансировка ме:кду охранным кольцом н измерительным электродом напряжение отсутствует, что исключает появление токов утечки по ноннзировавному излученяем воздуху (при испытании в воздушной среде), не связанных с образцом н искажающих результаты измерений. Раднационные испытаняя, особенна прв больших поглощенных дозах, как правило, длнтельггые, а в ряде случаев и дорогостоящие, поэтому обычно испытывают ограниченное количество образцов. Для получения статистических результатов с заданной вероятностью прн малом числе измерений границы доверительных интервалов целесообразно определять с помощью коэффициентов Стьюдента.
27.5. ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ТВЕРДЫХ, ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ НРИ ОБЛУЧЕНИИ При облучении твердых надимгрных и комггозпиионных материалов, содержащих ПоЛимер, вх ралиационная стойкость определяется стойкостью полимера, так как стойкость неорганических составляющих композиционных материалов (стекло, слюда, другие минеральные компоненты) во много раз превосходит стойкость полимера. В результате вааимодействня ИИ с полимерами возможны: образование поперечных межмолекулярных связей, деструкция (разрыв связей в главной цепи и в боковых группах), образование внутрнмолекулярных связей, распад н образование смиря.
женных двойных связей, изомеризеция н циклнзацня, реакции полинеризации, радиационное окисление (прн наличии кислорода), изменение крнсталличноств, изменение надмолекулярвой структуры. 319 'э 27,6 Р/вменения в диэлектриках лри облучении В результате разрыва химических связей в полимерах происходит образование свободных радикалов, которые на каком-либо этапе облучения или стабилизируются в макромолекулы мепыпей длины, илн образуют разветвления и поперечные связи между линейными участкамн молекул. Радиаинонное окисление ведет к обрааованию полярных функциональных групп. Наиболее значительные изменения структуры к свойств полимерных электронзоляцнопных материалов обусловлены необратимыми процессами в результате структурирования (образования межмолекуляриых поперечных связей) и деструкцнв (распад макромолекул) с образованием летучих продуктов и молекул меньшей длины.
Оба эти процесса прн облучении происходят одновременно, ио для конкретных видов полимеров, как правила, один нз процессов является преобладающим. После прекращения облучения возможны реакции вазинкцитх радикалов и дальнейшее изменение свойств электроизоляционного материала, поэтому при испытаниях следует учитывать условия и длительность выдержки образца после облучения. Так как структурирование (в общем виде более выгодное для электроизоляционвых материалов) и деструкция полимеров являются основиымн процессамн при облучении, экспериментальна установлена условная классификация групп полимеров по этим основным процессам раднолиза.
К структурируюшим полимерам относятся полиэтилен, полипропнлен, полнстирол, поликарбонат, полиэтилеитерефталат (лавсан), полнвинилхлорнд, полиамиды, снликоны, полиимиды, фенолоформальдегидные и амвноформальдегидные смолы, глифталевые полиэфнры, эпоксидные смолы и дрх к деструктирующим относятся палитетрафтсрэтилен, политрифторэтилен, целлюлоза и ее производные, полиметилметакрилат, полифсрмальдегид и др. В обеих группах в процессе облучения происходит газовыделенне, увеличение гигроскапнчностн и газопроницаемостн, снижение термопластичности и понижение температуры плавления. Однако имеются отличия в изменении свойств этих групп полимеров в результате воздействия ИИ. Так, для структурирующих полимеров характерно увеличение молекулярной массы, разрушающего напряжения прн растяжении, модуля упругости, твердости, хрупкости, химической стойкости, электрической врочности; уменьшеяне растворимости, коэффициента линейного теплового расшнрения, удлинения при разрыве.
У деструктируюших полимеров в процессе облучения происходит уменьшение молекулярной массы, разрушающего напряжения при растяжении, модуля упругости, твердости, хнмаческой стойкости, электрической прочности; увеличение растворимости, удлинения при разрыве. При облучении керамических литериилов и электроизоляционных стекол у-иваитами и электронами структура н характер химических связей меипотся пренебрежимо мало. Структурные изменения вызывает облучение нейтронами и тяжелыми заряжеппымн частицами (протонамн, и-частицами, осколками деления), способными вызывать смещения атомов и ионов в узлах кристаллической решетки. 1>здиаиионная стойкость структур неорганических соединений зависит от химического состава материала, т.
е. от сечения взаимодействия с излучением его компонентов. Очень важную роль играют также тиг кристаллической структуры, плотность упаковки, тнп химической связи в облучаемом материале. Наиболее стойкими благодаря симметричности электростатических связей ь~еткду частицами являются ионные структуры. С уменьшением ионностн связи в ряде Ве — О, А! — О, 2г — О, 51 — 0 падает устойчивость к воздействию нейтронов. Более плотные и симметричные структуры стойки к воздействию радиации.
Уставов.асио, что в результате фазовых переходов под действием реакторного облучения образуются более симметричные структуры. Мопокливпый дноксид цкрконня при облучении нейтронами флюенсом 3,6.10г" 1/смт переходит в кубическую модификацию, а в при- Г с станк стабилизирующих примесей (Сг, Та, ) это превращение возможно и прв меньших флюенсах. Тоже происходкт с тетрагональнымн модификациями титанатов свинца, бария и др. Параметры образующихся при облучении кубических структур выше, чем у полученных обычным путем. Такие фазовые ° ревращення — результат накопления упорядоченных смешений атомов, Кроме того, ряд авторов придерживается мнения, что соединение, имеющее высокотемпературную модификацию, может перейти в нее при облучении.
Прнчиной этого являются высокая температура и давленне в областях термических пиков. Исследование материалов класса силккатов, облучеиных нейтронами флюенсом 10'э 1/смт, показала, что ставень аморфнзацин материалов уменьшается в соответствии с их строением в следующем направлении: островные, цепочечные, листовые, каркасные.
Отмечается также, что изменение плотности облученных матеряалов одинакового строения пропорционально содержавию в них 3!От. Облучение нейтронами флюенсом 6 10тэ 1/смз при 100 'С привело к полной аморфнзации циркоиа Ег31Оь граната гезА1т310ь берилла ЗВеО-А!тОз 63!От. Оисиды характеризуются большой стойкостью к облучению.
Под действием у-излучения в стеклах образуются центры окрашивания в результате захвата электронов возбужденными атомами. Окраска может возникать нлн меняться в результате окислительно-васстановительных процессов, стимулируемых наличием свободных электронов, если стекло содержит элементы с переменной валентностью. Излучение вызывает образование в стекле К и остранственного электрического заряда. латность его максимальна со стороны источника излучения и убывает с глубиной в соответствии с законом ослабления излучения.
Наведенный пространственный заряд влияет на многие свойства стекол, вызывая, в частности, локальные нарушения структуры, н можит даже привести к растрескиваивю и разрушению стекла, характерному для электрического пробоя. При облучении в реакторе структурные изменения обычно вызываются быстрыми ней- Равд. 27 З20 /(ейгггие ионизирующего излучения тронами и смещенными атомами, Тепловые нейтроны могут вызвать изменение химического состава материалов и при отсутствии элементов с большим сечением захвата мало сказываются на структуре. В стеклах, содержащих бор, благодаря большому сечению вэаизюдействня изотопа Вю с тепловыми нейтранамн, частицами, вызывающими структурные нарушения, будут продукты реакции В" (л, а)Ъ1г, т. е. гз-частицы и ядра отдачи.
Керамические электроизоляционные материалы, как правило, многофазны. Помимо одной илн нескольких кристаллических фаз они содержат стеилофазу, цементирующую кристаллы. Поскольку структурные компоненты керамики находятся в тесном взаимодействии, изменения под действием излучения в каждой из составляющих фаз отличаются от изменений в точ же соединении, находящемся в свободном состоянии. Так,свободный кварц аморфизуегся полностью после облучения нейтравами флюеасом 1,2.10" 1/см'-', а яварц, входящий в состав фарфора, при этик потоках сохраняется, отмечается лишь некоторая его кристобалитнзация.
Взаимодействие фаз проявляется и в измевеннях размеров ячейни норунда, содержащегося в высокоглиноземистых материалах. Ячейка корунда во всех высохоглнноземнстых материалах увеличивается вследствие накогленпя одиночных радиационвых дефектов. С уменьшением относительного содержания корунда в керамике его ячейка увеличивается в меньшей степени, что свидетельствует об амортизирующем влиянии стеклофазы на рост параметров. В муллито-корундовых керамических материалах УФ-46 и МГ-2 при увеличении флюенса нейтронов происходит растворение примесных кристаллических фаз.
Стеатитовые материалы, состоящие из смеси кристаллов различных модификаций метасилияата магния, сцементированных стеклом, чувствительны к облучению. Электротехнический фарфор состоит из кристаллов муллита н кварца, сцементированных щелочно-алюмосилнкатной стенлофазой. Облучение нейтронами приводит к заметным изменениям структуры и фазового состава фарфора. Облучение быстрыми нейтронами флюенсом до 1,06.10з' 1/см' при 200'С совершенна меняет фазовый состав фарфора: образуется и становится единственной кристаллической фазой материала иарунд. После отжита при !000 зС иа рентгенограмме наблюдается толька отражение муллита. Кордиеритовая керамика содержит крн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
