Учебное пособие по материалке от Дистанционщиков (540408), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Сравнение свойств мусковита, флогопита и фторфлогопита - синтетическойслюды приведено в таблице.На основе природной и синтетической слюды может быть изготовлено многоразличных интересных для техники материалов. Многочисленные новые слюдинитовыеи слюдопластовые материалы обеспечивают в настоящее время повышениенадежности электротехнического оборудования, улучшения качества и повышениеудельной мощности электрических машин.Слюды представляют собой группу материалов, относящихся к воднымалюмосиликатам с ярко выраженной слоистой структурой, которая обусловливаетвысокую анизотропию свойств, т.е.
неодинаковость физико-механических и105электрических характеристик в направлении вдоль и поперек слоев. В качествеэлектрической изоляции в настоящее время применяют два вида минеральных слюд:мусковит и флогопит.Кроме природных слюд применяются также и синтетические. Слюда являетсявесьма ценным природным минеральным электроизоляционным материалом.Использование ее в качестве изоляции крупных турбо- и гидрогенераторов, тяговыхэлектродвигателей и в качестве диэлектрика в некоторых конденсаторах связано с еевысокой электрической прочностью, нагревостойкостью, механической прочностью игибкостью.
В природе слюда встречается в виде кристаллов, которые способны легкорасщепляться на пластинки по параллельным друг другу плоскостям (плоскостямспайности).Слюды - достаточно широко распространенные минералы и составляют 3,8%массы земной коры, однако промышленные месторождения мусковита и флогопита,содержащие кристаллы достаточно крупных размеров, немногочисленны. В нашейстране крупноразмерный мусковит добывается в Карелии, в Иркутской и в Мурманскойобластях, а флогопит - в Мурманской области и в Якутии. За рубежом крупнымислюдяными месторождениями располагает Индия.Химический состав природных слюд может быть приближенно выраженследующими формулами:мусковит -К2О•3Аl2О3•6SiО2•2Н2Офлогопит -К2О•6MgО•Аl2О3•6SiО2•2Н2ОКроме того, в слюды могут входить другие химические элементы, оказывающиевлияние на их свойства.В месторождениях слюду обычно находят вместе с кварцем, полевым шпатом идругими минералами.
Примесь трехвалентного железа придает мусковиту коричневуюили красноватую окраску, причем мусковит с такой окраской считается наилучшим.Мусковит зеленоватого цвета с примесью двухвалентного железа имеет ухудшенныедиэлектрические свойства, в частности пониженное удельное объемное сопротивление.Слюдяная изоляция из мусковита или флогопитаимеет высокую химическуюстойкость, причем мусковит более стоек, чем флогопит.
Сильные кислоты и щелочидействуют на мусковит и флогопит только при значительной концентрации, принагревании и длительном контакте.По электрическим свойствам мусковит является одним из лучшихэлектроизоляционных материалов и превосходит в этом отношении флогопит. Крометого, он более прочен механически, более тверд, гибок и упруг, чем флогопит. Принагревании слюды до некоторой температуры из нее начинает выделяться входящая вее состав вода. При этом в результате вспучивания слюда теряет прозрачность,толщина ее увеличивается, механические свойства и электрические характеристикиухудшаются.
Для различных слюд температура обезвоживания колеблется в весьмашироких пределах: у мусковитов она обычно не менее 200оС, у флогопитов - не менее800оС. Некоторые разновидности флогопита имеют более низкие температурыобезвоживания (150÷250оС), что связано с повышенным содержанием воды. Такиеслюды находят применение только для малоответственных целей.Температура плавления слюд зависит от их химического состава и находится впределах 1145÷1400оС. Расплавленная слюда при застывании не образует кристалловпрежнего состава.
Получаемый после остывания расплава стекловидный материал неявляется слюдой.Синтетическая слюда получается путем расплавления в высокотемпературнойпечи шихты специально подобранного состава с последующим весьма медленным106охлаждением расплава, в результате чего кристаллизуется синтетическая слюда.Синтетическая слюда, называемая фторфлогопитом, обладает более высокойхимической стойкостью, нагревостойкостью, радиационной стойкостью, чем природныйфлогопит. Это связано с тем, что во фторфлогопите отсутствует кристаллизационнаявода, гидроксильные группы ОН в нем замещены на ионы фтора. Синтетическая слюдазначительно дороже, чем природная.
Она получается в виде сравнительно небольшихкристаллов и труднее, чем природная слюда, расщепляется. По этим причинамсинтетическая слюда не может рассматриваться как заменитель природной, однако онапредставляет большой интерес из-за высоких электрических свойств. Фторфлогопитнаходит применение в качестве изоляционных материалов в электронных лампах, дляокон волноводов, в качестве диэлектрика конденсаторов, работающих до температуры600÷700оС, и для других изделий, применяемых в радиоэлектронике. Кроме того, наоснове синтетической слюды может быть изготовлено, как и на основе природнойслюды, много различных интересных для техники материалов.
Сравнение свойствмусковита, флогопита и фторфлогопита приведено в таблицеНагревостойкость,оСУдельноеэлектрическоесопротивлениеОм•мТангенс угладиэлектрическихпотерь причастоте 1 МГцПлотность,кг/м3Мусковит500÷6001012÷10140,0003(2,6÷2,8)•103Флогопит800÷9001011÷10120,0015(2,7÷2,8)•10311001014÷10150,0002(2,6÷2,8)•103Вид слюдыСинтетическаяслюда(фторфлогопит)Слюдяные материалы изготовляют на основе так называемой щепаной слюды,После очистки слюды от посторонних минералов при ее извлечении из горных породона носит название забойного сырца. Забойный сырец разбирается вручную,раскалывается ножом на пластинки и обрезается.
Полученная щепаная слюдаприменяется для производства миканитов.Миканиты представляют собой листовые или рулонные материалы, получаемыесклеиванием между собой пластинок щепаной (щипанной) слюды. В качествесклеивающих материалов применяются различные, преимущественно синтетические,смолы или лаки. Часто миканитами называют листовые материалы на основе щепанойслюды.
Гибкие или рулонные материалы называются микалентой или микафолием.В зависимости от вида применяемой слюды различают миканиты из мусковита ифлогопита и их смеси. По областям применения различают пять основных видовслюдяных листовых материалов: коллекторный, прокладочный, формовочный, гибкий итермоупорный.Различныемиканитовыематериалыобладаютсравнительновысокойнагревостойкостью.Коллекторный миканит, изготовляемый из флогопита, как более легкоистирающийся, используют в виде штампованных заготовок, которые прокладываютсямежду медными пластинами коллекторов электрических машин.
Коллекторный миканитобладает хорошими механическими свойствами и дает малую (не более 2%) усадку вусловиях большого давления и повышенной температуры (до 160оС).Прокладочный миканит применяют для создания различных электроизоляционныхпрокладок, шайб и т.п. Он изготовляется из мусковита, флогопита или их смеси с малым107количеством связующего - глифталя или кремнийорганической смолы (3÷20%).Формовочные миканиты содержат от 5 до 20% связующего (глифталя иликремнийорганической смолы), остальное - слюда.
При нагреве они способныформоваться и сохранять приобретенную конфигурацию при охлаждении. Применяютсяпри изготовлении коллекторных манжет, фланцев, каркасов, катушек, трубок и другихизделий.Разновидностью формовочного миканита является микафолий - один илинесколько слоев щепаной слюды, склеенных лаком между собой и бумажной илистекловолокнистой подложкой, покрывающей слюду с одной стороны. Он применяетсядля изготовления твердой изоляции стержней якорных обмоток машин высокогонапряжения, а изготовляется из флогопита или мусковита на глифталевом,полиэфирном или кремнийорганическом связующем.Микалента является разновидностью гибкого миканита.
Она клеится из щепанойслюды крупных размеров только в один слой и имеет подложки из стеклоткани,стеклосетки или микалентной бумаги с двух сторон. Микалента является основнойизоляцией обмоток многих электрических машин высокого напряжения.Термоупорный (нагревостойкий) миканит не содержит органического связующего.Изготовляется он на основе флогопита, связующим которого служит фосфорнокислыйаммоний (аммофос).Такой миканит, применяемый для изготовления изоляции электронагревательныхприборов, способен работать при температуре в несколько сотен градусов.Слюдиниты и слюдопласты являются разновидностью слюдяных бумаг,получаемых из слюдяных отходов без предварительной ручной щепки.Слюдиниты, называемые за рубежом «самика», изготовляют из слюды«мусковит». Измельченная слюда с водой отливается на сетку бумагоделательноймашины, в результате получается слюдинитовая бумага толщиной 10÷150 мкм.
Такаябумага разрушается при соприкосновении с полярными жидкостями или водой. Припропитке и склеивании с подложками получаются листовые слюдиниты (коллекторный,формовочный, гибкий. Слюдинифолий (рулонный материал) и слюдинитовые ленты.Слюдинитовые материалы по свойствам приближаются к миканитовым, но, какправило, имеют пониженную по сравнению с миканитами влагостойкость и малоеудлинение перед разрывом.Слюдопластовые бумаги служат для изготовления слюдопластов (делятся поприменению на те же группы, что и слюдиниты). Слюдопластовые бумагиизготовляются, как и слюдинитовые бумаги, на бумагоделательной машине, но безприменения связующего.
Такая технология возможна благодаря тому, что сразу послерасщепления кристаллы (чешуйки) природной слюды способны прочно соединяться засчет сил межмолекулярного взаимодействия (силы когезии). По сравнению сослюдинитами слюдопласты имеют, как правило, более высокую механическуюпрочность и более высокую устойчивость к воздействию электрической короны(короностойкость).Нанокристаллическая керамика1Нанокристаллические материалы представляют собой особое состояниеконденсированного вещества− макроскопические ансамбли ультрамалых частиц с1По монографии Гусева А.И., Ремпеля А.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
