Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 2 (3-е изд., 1987) (1152096), страница 116
Текст из файла (страница 116)
Кривые, характеризующие все материалы, кроме ГБ-7 н УФ-46, показывают постепенное снижение значения паве с увеличением флюепса нейтронов. По достижении флюенса 1О'а 1/см' прочность материалов повышается, достигая исходных значений, а затем при максимэльнам флюенсе резко падает, Аналогзчным Механические сеойсгаи облуеенных материалов 331 уу гу г я Список литературы !О й/ Ру !2 29 13фйфнт) !д 72 19 Ф(7/сиз Рис. 27.8. Зависимость разрушающего напряжения при сжатии п«от флюенса нейтронов: а — электротехннческнй Фарфор; б — стевтят СПК-2 ВГВ бгт В73 Ютб Вгб бгб Вгб ЮГ! 7~К Гй Рис.
27.9. Изменение ТКР различных керамических материалов после облучения: а — электроьервмнкв МК! б — ГБ-7; в — МГ-2; е— сгеетнт СК-1; д — элеятратсхннческвй фарфор; е— стеетят СНЦ; ш — кордяернтовзя керамика Л-24 !! — »сходный образец, -2 — после облучение бшюея. сам 2,№ Юа Нем', 3 — повторное нзмеренне! образом меняются предельное разрушающее напряжение при сжатии и ударная вязкость керамических материалов. Йаблюдается некоторый сдвиг максимумов и минимумов. Наличие максимумов на указанньгх кривых может быть связано с перераспределением внутренних напряжений в керамических материалах. Стеклофаза с увеличением флгоенса нейтронов сжимается, тогда как объем кристаллов возрастает.
Скорость и степень этих изменений зависит ст структуры и химического состава изменяющихся фаз. В результате может быть создано такое соотношение сжимающих и растягивающих напряжений, которое приведет к увеличению прочности всей системы. Термические ноэффициенты линейного расширения (ТКР) а керамических ыатериалоз после облучения нейтронами меняются различно (рис.
27.9). Коэффициент линейного расширения стеатитов после облучения нейтронамн флюенсоы 2,14 10ш 1/смх проходит через максимум и, начиная с 573 К, медленно умеиьшаеся до минимума при температуре около 973— 1023 К. Это уменыпение наиболее четко выражено на кривой стеатита СНТ(. Повторное нагрееание возвращает ТКР стеатитов к исходным значениям. Для высокоглиноземнстых материалов МК и ГБ-7 нейтронное облучение не вызывает заметных изменений в ТКР. Значе!шя ТКР кордиеритовой керамики Л- 24 существенно повышаются после облучения нейтронами флюенсом 2,14 102' 1/смт и ластигают максимума при 973 К, а затем медленно снижаются.
Прн повторном нагревании значения ТКР возвращаются к исходным. Кривая ТКР электротехнического фарфора, облучен- ного нейтронами флюенсом 2,14.10т' 1/смг, имеет максимум при температуре около 1073 К. При повторном нагревании максимум исчезает, а абсолютные значения ТКР лежат ниже исходных во всем интервале температур. 27.!. Баранов В. Ф. Дознметркя электрсяного излучения.мл Атонвздзт, 1974. 230 с. 27.2.
Власов Н. А. Не~троны. Мл Нзукв, !971. 662 с. 27.3. Гордеев И. В.. Кардашев Д. А., Малышев А. В. Ядерно-фязнческяе константы. Мл Атомнздзт, 1963. 606 с. 27Л. Рздввцновнвя хнмнн мзкромолекулл1ол рел. М. Доула. Мз Атом»вдет, 1Н Ю 326 с. 27.6. Фридлендер Г., Кеняедя Дж., Миллер Дж. Ядер»в» химия я рзднохнмн».
Мс Мнр. 1967. 664 с. 27.6. гареев Б. М. Фязнкз днэлектрнческнх мзтернвлов. Мс Энерго»вдет, 1932. 326 с. 27.7. Радиационная химия пол»веров/Под ред. акад. В. А. Каргина. Мс Нзуьз. 1973. 27.3. Публикация 644 Между»вредной электротехннчесзой комиссии. Ч. 1 — 4, Руководства по апре- делению ел»аз»я наняв»рующего нзлученнн нз злектроязоляцяонные мзтерязлы, 1977 — 1932. 27.9. Костюков Н. С., Мвглов В. В., Мумя»оя М. И. Рзднецноняз» стойкость дязлектряков.
тзшкент: ФАП, 19й!. 211 с. 27.10 Мвслев В. В. Расчет нагло»генной дозы эгешроянога н протонного нэлученяй злезтраязоляцноннымя мегер»влемя в системами изоляции.— Электротехннкв, 1993, № 1, с. 30-33. 27.11. Расчет поглощенной ввергни прн взаимодействии реакторного язлученяя с веществом твердого двэлектрнкз/В. В.
Мзслов, ИБ П. Морозова/ /Сб. Прохояглен»е элементарных частиц через вещества. Алмз-Атз: Кзззхскнй государственный укяверс»тет, ШЗЗ с. !З-16, ть — 74. 27.12. Рвдяацяаннае электромвтернзловеденяе/ /Н. С. Костюков, Н. П. Антонове, М. Н. Зильбермея я др. Мс Атом»одвт. !979, с Н)4. 27.13. костюков н. с., Антонова н. и., харнтовов Ф. !1. Рздязцнонпзя я еоррозноявзя стойкость злектрокерзмнкн. Мл Аюмнздзт, 1973. 27.14.
Ввшрнк Г. А., Костюков Н. С. Физико- химические основм пройзводствз н эксплузтзцня электрокерзмнкн. Мс Энергн», 1971. 332 Свойства лотериоаое лри криогенных температурах Разд. 28 РАЗДЕЛ 28 СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОИИЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ й;РИОГЕИИЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ Г. Е, Голубков, Д, Н. Савельева Рар ЗР Рис. 28.1. Завнсямость пробивного напряжения азота от расстояния между электродами: т — перахапппа пап!жиаппаа Х вЂ” ппстпяпнпа папрямсапа 28.1. ГАЗООБРАЗНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ Х Э Р Р Яг раггмаалааа им Т а б л и ц а 28.1. Основные физические показатели газов сш с йй ыс Ф а„ а„"и $ ах а йс с 5 сс с х хв 323 а „-х х с , х с. а с ст х х х и вй Лсо вс а с и .с х > ялб хс Фм„.
9 с са. ш о а а кх л аа Мс й хп хс Гаа 0,1345 0,1785 0,08988 0,8999 1,696 1,7840 1,2504 1,4289 0,7168 4,215 3,195 20,38 27,09 77.36 90,18 111,7 Неа Нез Н Не Рз Аг Иа Оа сн 4,0038 3,0169 2,016 20,183 38,0 39,944 28,016 32.0 !6,043 5,25 3,35 33.2 44,40 144,0 150,55 126,26 154,77 190.6 750 788 134! 866 784 643 800 590 16,6 1,2 12,0 5,7 5.0 4,9 1,8 Гелий Гелий Водород Неон Фтор Аргон Азот Кислород Метан 0,22 О,!! 1,26 2,56 5,05 4,71 3,29 4,91 4,48 Исгользование явления сверхпроводимости и снижения активного сопротивления проводников при глубоком охлаждении в электроэнергетических установках, микроэлектронике позволяет решать многие задачи, выполнение которых без прнменения криогенных температур (Π— 120 К) невозможно.
В указанных устройствах в качестве электрической изоляции применяют твердые материалы, а также газы и жидкости, одновременно выполняющие роль хладоноснтелей. Основной особенностью этой области прнмененчя является то, что при охлаждении до криогенных температур часть газов превращается в жидкость илн твердое тело, жидкие электро- изоляционные ааасла затвердевают, полимеры, находящиеся в обычных условиях в высоко- эластическом состоянии, переходят в стекло- образное н большинство из них становятсн хрупкими.
При криогенных температурах могут быть использованы гелий, водород, неон, фтор, аргон, азот, кислород, метан, которые в этих условиях химически инертны, достаточно стойки при действии электрических разрядов. Основные показатели газов, которые могут быть использованы прн криогенных температурах, приоедены в табл. 28.1. Гааообразная изоляция имеет то преимущество, что после электрического пробоя она восстанавливается и с течением времени ее свойства не ухудшаются. Электрическая прочность газов при переменном н постоянном напряткеннн при снижении температуры н сохранении исходной плотности практически ве меняется. Напрнмер, пробивное напряжение воздуха постоянной плотности, соответствующей 0,1 МПа при 293 К, в области температур 300 †1 К прн расстоянии 10 мм между меднымн сферамн диаметром 20 мм н частоте 50 Гц остается постоянным и равно 30 кВ. На рис.
28.1 показана аависнмость пробивного напрюкения азота от расстояния между электродами при тем- пературах 293, !!3 и 93 К и постоянной плотности. Такая же зависимость для воздуха при 293 и 113 К совпадает с кривыми, приведенными на рисунке. Зависимость пробивного напряжения гелия, водорода н азота от плотности дана на рнс. 28.2 Прв сохранении плотности вне зависимости от температуры для полей с напрятаевностью электрического поля примерно 10 МВ/м остается справедливым закон Пашена. Если напряженность заметно превышает 10 МВ/м, указанная выше закономерность теряетсл н пробивные напряжения снижаются. В неоднородном поле прочность гелия ниже, чем в однородном.
Для отрицательно за- ззз Слаиэсгнлые газы (криогенные заидкосги) (/ар,з Ю" температуре нзмерезия, К 1,000231 1,000928 1,001898 1,00168 1,00231 82 82 84,1 90, 10 90, 18 Гелий Водород Азот Кислород Окись углерода 1 гп 2 й яр> гпн и/ш я>гг пугг я>гагре/ числа пмлелул Ф азееиие пбзенипдеааплпеие, м-х Рис. 28.2. Кривые Пашена для азота (7), водорода (2) и гелия (8) при низких температурах, приближающихся к температуре кипения чб 88 48 88 88 /88 аакг/з Риг. 28.3. Электрическая прочность гелия в завясимогтн от термодинамического состояния. Расстояние между плоскими латунными электродамн диаметром 60 мм равно 1 мм 8 (ЗУ (8 68 38 2~ 30 Рдпплшяеие мВябц з>гпггж пйюпги>мм Рнс.
28.4. Пробивное напряжение жидкого (1 — 8), парообразного при 20 К (4 — б) и газообразного при 300 К (7 — 9) водорода в однородном поле в зависимости от расстоявня между сферическими электродами диаметром 62,5 мм (А 4, 7 — давление 0,3 МПа; 2 8, 8— 0,3 МПа; 8, б. 9 — 0,1 МПа) ря>кенной иглы она особенно мала и слабо зависит от расстояния между электродами. На рис. 28.3 показано поведение гелия з электрическом поле в зависимости от термодинамического состояния. При температурах ниже критической изотермы (6,2 К) гелий— жидкость, при более высоких в газ.
С понижением плотности газообразного гелия его электрическая прочность снижается, а с повышением давления возрастает плотность н электрическая прочность. Аналогично ведут себя воздух, азот, водород и кислород. Электрическая прочность водорода, гелия и азота в виде пара при температуре кипения значительно выше„ чем у газа, особенно при импульсном напряжении. Зависимость пробивного напряжения жидкого, парообразного и газообразного водорода от расстояния между электродами при разных давлениях дана на рис. 28.4. Гзз, выполняющий ври криогенных температурах функции электрической изоляции, практически всегда находится в условиях электрического насыщенна.
При этом показатель электрической проводимости ие имеет смысла. Насыщение воздуха наступает при напряженности поля около 0,6 В/м и продолжается примерно до ! МВ/м, затем возникает и развивается ионизация. Насыщение в водороде, гелии наступает при более низких напряженностях, чем в тяжелых газах, так как водви>кноегь ионов в легких газах в 5 — 8 раз выше.
Для большинства рассматриваемых здесь газов е, близка к квадрату показателя преломления света (табл. 28.2). Потери энергии в газе, если нет ударной ионизации, весьма малы и !86 меньше 10-'. Таблица 28.2. Значения з, газов при криогенньж температурах и давлении 0,1 Мйа 28.2. сЖИЖеиные ГАзы (криогениые жидкости> С>кюкенные газы при криогенных температурах являются не только хладоагентами, но и диэлектриками. В табл. 28.3 приведены некоторые физические показатели сжиженных газов прн температурах, близких к температуре кипения, и давлении 0,1 МПа. Подвергавшийся испытаниям жидкий азот соответствовал ГОСТ 9293-74 и содержал кислорода значительно менее 0,5 9!>.
Жидкие водород я гелий были очищены и тверлых примесей нс содержали. Полагают, что пробой жидкостей начинается в пузырьках, образующихся непосредственно у элеяггродов. Они легко возникают изза низкой теплоты испарения криогенных жидкостей. В жидком гелии, водороде и азоте пузыри появляются вследствие воздействия электрического поля в точках, где имеется высокая напряженность, а в кипящей из-затеплопритока жидкости — в любой точке объема и без электрического поля. Благодаря эмиссии с высоконапряженных точек катода, где локальная напряженность Свойства материалов ари криогенных телаграгурпх 334 Разд„28 Т а б л и ц а 28.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
