Л3.7. Электротехнические материалы

Модуль 3. Основные конструкционные материалы.
Слайд 12.01

Классификация керамических материалов.
Слайд 12.02
Классификация электротехнических материалов
На практике применяются следующие виды электротехнических материалов
1. С низким сопротивлением;
2. С высоким сопротивлением;
3. С особыми магнитными свойствами:
3.1. магнитотвердые;
3.2. магнитомягкие.
4. Диэлектрики, Материалы не проводящие ток (полимеры, резина, керамика)

Свойства и применение керамических материалов.
Слайд 12.03
Электротехнические материалы с низким сопротивлением
Материалы, использующиеся для проводников и при обеспечении контакта.
Это чистые металлы: Au, Ag, Cu, Al.
В представленном ряду электропроводность падает.
Cu, Al – основные материалы для проводников и шин выпрямителей и электролизеров;
Au, Ag для покрытия ответственных контактов.
Электропроводность Au, Ag, Cu, Al падает при появлении примесей или при легировании этих металлов.

Свойства и применение керамических материалов.
Слайд 12.04
Применяются для изготовления нагревательных приборов, реостатов и сопротивлений.
Электротехнические материалы с высоким сопротивлением
Основной материал для нагревателей это сплав Ni-Cr (нихром):
Х20Н80 (20% Cr, 80% Ni) может использоваться до температуры 1150оС,
Сплавы для термопар: хромель (Ni + 10%Cr), алюмель (Ni + 2%AL)
Cплавы для реостатов и сопротивлений должны иметь невысокую температурную зависимость сопротивления. К таким материалам относятся сплавы на основе меди с высокой концентрацией растворяющихся компонентов: константин МНМц40 -1,5 (40% Ni, 1,5%Mn); копель МНЦ45-0,5 (45% Ni, 0,5%Mn).
Максимальная температура эксплуатации этих сплавов до 500оС, долее окалинообразование

Классификация композиционных материалов.
Слайд 12.05
Материалы с особыми магнитными свойствами
1. Диамагнетики – материалы с отрицательной магнитной восприимчивостью, намагничиваются противоположно магнитному полю. Полупроводники Si, Ge;
2. Парамагнетики. Материалы со слабой намагниченностью под действием внешнего магнитного поля: K, Na, Al, Mo, W, Ti, аустенитные стали;
3. Ферромагнетики – материалы с высокой магнитной восприимчивостью: Fe, Со, Ni, гадолиний.
3.1. Магнитотвердые (материалы для постоянных магнитов).
3.2. Магнитомягкие (магнитопроводы электрических машин генераторов, электродвигателей, трансформаторов, реле, пускателей, электромагнитов).

Рис. Зависимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н. а) магнитотвердые материалы; б) магнитомягкие материалы; 1 – первичная кривая намагничивания, 2 – гистерезисная кривая намагничивания.
Магнитотвердые и магнитомягкие материалы

Классификация композиционных материалов.
Слайд 12.06
Магнитотвердые материалы
Материалы с неравновесной доменной структурой, с мелким зерном, с анизотропией свойств. со значительными внутренними напряжениями.
Высокоуглеродистые (1% С) легированные стали кобальтом, хромом.
Важнейший легирующий элемент Со (высокая коэрцитивная сила, отсутствие размагничивания под действием вибрации и температуры: электротехнические стали ЕХ5К5, ЕХ9К15М2;
Сплавы типа альнико и юндк (Fe-Ni-АL-Cu-Co) ЮНДК3Т3БА, ЮНДК40Т8АА (БА-столбчатая структура, АА-монокристаллическая структура)
Изготовление: литье, порошковая металлургия с заключительной закалкой.

Сплавы для постоянных магнитов

Свойства и применение композиционных материалов.
Слайд 12.07
Магнитомягкие материалы
Материалы с гомогенной структурой с крупным зерном, без внутренних напряжений. Небольшие потери при перемагничивании.
Техническое железо С < 0,025% (реле, сердечники, электромагниты.
Электротехнические стали легированные кремнием (0,8-4,8%). за счет Si увеличивается сопротивление и снижаются потери на вихревые токи: Э2012, Э2313ТШ, где
Э – электротехническая магнитомягкая сталь,
первая цифра: 1-горячекатанная изотропная; 2- изотропная холоднокатанная; 3- анизотропная холоднокатанная.
вторая цифра: содержание кремния 0 < 0,5%; 1 - 0.5%-0,8%; 2- 0,8-2,1% Si; 3 – 1,8 – 2.8% Si.
Третья, четвертая цифры – магнитные свойства сталей.