Совместимость материалов

Под совместимостью понимается свойство системы из различных ЭИМ совместно работать в определенных условиях эксплуатации и в определенных конструкциях без взаимного или одностороннего отрицательного воздействия, снижающего качество конструкции в целом.
1) Технологическая совместимость – способность пленки эмалевого провода сохранять электрические и механические свойства после действия растворителя и горячих пропиточных составов.
2) Эксплуатационная совместимость – способность эмалевой изоляции и пропиточного состава совместно работать в одной системе без ускоренного износа.
Физическая модель низковольтной межвитковой изоляции
1 – провод; 2 – эмалевая изоляция; 3 – сквозное повреждение эмали

Эффект взаимного влияния проводников
1 — кривая распределения внутренних напряжений от проводника 1; 2 — кривая распределения напряжений от проводника 2;
3 — суммарная кривая

Для одноосного растяжения (полимер в устройствах продолговатой формы, трубки, пазы и т.п.)
где αм – ТКЛР металла;
αп и Е – ТКЛР и модуль упругости полимерного материала;
ΔТ – разность наименьшей эксплуатационной температуры Тэ и температуры стеклования – Тс (Тэ – Тс).
∙ Для двухосного растяжения (тонкие слои, нанесенные на твердые подложки – эмаль в лобовых частях, лаковые покрытия)
где μ - коэффициент Пуассона полимерного материала.
.
Для резин μ = 0,5 (мм/мм), стали μ = 0,3 (мм/мм).
∙ Для трехосного нагружения (толстые слои полимерных материалов)
где величина μ для высокоэластичного состояния – 0,45; для стеклообразного – 0,33.

При оценке совместимости системы необходимо учитывать
соотношение распределений прочности на растяжение пропитывающего состава σр и внутреннего напряжения σвн.
Дефект образуется, если происходит пересечение функций распределений этих величин (σвн max > σр min). Вероятность образования дефекта пропорциональна заштрихованной площади под пересекающимися кривыми.
График зависимости F=f(σ)
2. соотношение тангенциальной составляющей внутренних напряжений τвн и адгезионной прочности эмали τа. Отслоение пропиточного материала от эмали произойдет, если τвн ≥ τа.

σр min > σвн max (нет заштрихованной площади) и τвн max < τа min
1. Совместимая система, не подверженная растрескиванию и расслоению
Еэ < Еп.с,
(нет заштрихованной площади)

σр min < σвн max (есть заштрихованная площадь) и τвн max < τа min
2. Растрескивание и снижение Uпр изоляции
(нет заштрихованной площади)

3) σр min < σвн max (есть заштрихованная площадь) и τвн max > τа min
График зависимости F=f(σ) и F=f(τ)
3. Отслоение эмали, ухудшение цементации витков (Uпр может не измениться)
(есть заштрихованная площадь)

Еэ > Еп.с

Микро конструкция межвитковой изоляции
монолитная – при полном заполнении межвиткового пространства пропиточным материалом
сотовая – пропиточный состав располагается в виде тонкой пленки вокруг провода
Монолитная конструкция межвитковой изоляции
1 – провода; 2 – пропиточный компаунд; 3 – пленка эмали на проводе
Сотовая конструкция межвитковой изоляции
1 – провода; 2 – пропиточный материал; 3 – пленка эмали на проводе; 4 – полость,
не заполненная лаком

Несовместимые системы.
Трещина, прорастающая в центральную область межвитковой изоляции
Отслоение пропиточного материала от эмали
1 – область отслоения
Вид разрушений конструкции изоляции из химически несовместимых материалов
провод ПЭТ-155 пропитан эпоксидным компаундом с отвердителем изо-МТГФА

Оценка совместимости

Воздействие пропиточных материалов и растворителей на пленку эмали характеризуется следующими показателями:
1) размягчение эмали
2) изменение пробивного напряжения после запечки пропиточного материала
3) изменение нагревостойкости пропитанных образцов по сравнению с непропитанными
* 7Н – наиболее твердый карандаш, 6В - наиболее мягкий

Стойкость изоляции эмалированных проводов к пропиточным лакам
Изменение пробивного напряжения изоляции эмалированных проводов при воздействии растворителей