Тема 14. Активные диэлектрики

В данной теме студент должен обратить внимание на особен­ности свойств каждой группы активных диэлектриков и области их практического применения с учетом этих свойств.

Вопросы для самопроверки.

1. Какие диэлектрики относятся к активным?

2. Какие особенности характерны для сегнетоэлектриков?

3. По каким основным признакам классифицируются электреты?

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

Вариант 1

1. Опишите физические состояния, характерные для аморфных и кристаллических полимеров, механизм и характер деформации, а также практическое значение термомеханического метода.

2. Слюда и слюдяные материалы. Основные виды природных слюд, их состав, структура, свойства и применение.

3. Опишите состав, основные классы, важнейшие свойства и об­ласти применения магнитно-мягких материален на примере электро­технической стали.

4. Оловянные бронзы, виды, состав, маркировка и назначение.

Вариант 2

1. Явление поляризации диэлектриков. Основные виды поля­ризации диэлектриков и их классификация по виду поляризации. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери в диэлектри­ках и их температурно-частотная зависимость для различных групп ма­териалов (газообразных, жидких, твердых; полярных и неполярных; органических и неорганических).

2. Резиновые материалы. Состав, структура и свойства. Классифи­кация резин по назначению. Диэлектрические (кабельные) резины и их назначение.

3. Опишите назначение и сущность химико-термической обра­ботки сталей на примере цементации. Термическая обработка после це­ментации и свойства сталей. Технология цементации.

4. Полиморфные превращения в металлах. Кривая охлаждения же­леза.

Вариант 3

1. Опишите общие характеристики и особенности механических свойств полимерных материалов. Кривые "напряжение-деформация" типичны для различных групп материалов и методики определения деформационного-прочностных свойств.

2. Опишите метод горячего прессования полимерных материалов, его сущность и процессы, происходящие при переработке термо- и реактопластов. Основные технологические параметры процесса прессо­вания и их влияние на свойства готовых изделий. Укажите оптималь­ные параметры горячего прессования электроизоляционных феноло-формальдегидных пресс-порошков марок: 03-040-02 и 32-330-02.

3. Вычертите диаграмму состояния "железо-карбид железа", укажи­те структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения и постройте кривую охлаждения с применением прави­ла фаз для сплава, содержащего 0,8% С. Какова структура данного сплава при обычной температуре?

4. Укажите основные требования, предъявляемые к проводнико­вым материалам и их классификацию. Влияние упругой и пластической деформации, а также температуры на электросопротивление металлов.

Вариант 4

1. Эпоксидные и полиэфирные связующие и материалы на их основе. Опишите структуру материалов в отвержденном состоянии, приведите условия и оптимальные технологические режимы процессов отверждения. Свойства и применение материалов.

2. Лакокрасочные материалы и покрытия на их основе. Классифи­кация по пленкообразующему режиму сушки и назначению. Техноло­гия нанесения и области применения.

3. Общие сведения о магнитных материалах. Классификация материалов но магнитным свойствам (диамагнетики, парамагнетики, фер­ромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики). Магнитная про­ницаемость.

4. Проводниковый алюминий. Опишите влияние примесей и дру­гих факторов на технические свойства алюминия.

Вариант 5

1. Удельные электрические сопротивления диэлектриков (определения, размерности и расчетные формулы). Явления возникно­вения различных видов токов при воздействии на диэлектрики электри­ческого поля. Виды электропроводности диэлектриков и их зависи­мости от состояния вещества, влажности, температуры, напряженности и времени приложения напряжения.

2. Опишите состав, свойства, технологию получения и области применения стеклотекстолитов марок: СТЭН, СТЭД, СТПА-5-1, СТПА-5-2.СТЭФ-1-2ЛК.СТЭФ-1-2ЛКА.

3. С какой целью проводится рекристаллизационный отжиг? Как назначается режим данного вида обработки? Приведите несколько конкретных примеров.

4. Опишите состав и важнейшие свойства материалов для работы в высокочастотных полях на примере магнитодиэлектриков.

Вариант 6

1.. Кремннйорганические связующие и материалы на их основе. Опишите условия и оптимальные технологические параметры процес­сов отверждения. Укажите свойства и области применения кремнийорганических прессовочных материалов ПКО-1-1-1, ПКО-1-3-И, ПКО-1-2-13.

2. Полимерные порошковые лакокрасочные материалы и покры­тия на их основе. Опишите состав, свойства, технологии нанесения и преимущества по сравнению с жидкими лакокрасочными материалами. Укажите, к какой группе относятся порошковые композиции П-ЭП-219, П-ЭП-534, УП-2155, опишите их состав, свойства и назна­чение.

3. С использованием диаграммы состояния "Железо-цементит" опишите структурные превращения, происходящие при нагреве стали У12. Укажите критические точки и выберите оптимальный режим на­грева данной стали под закалку, опишите структуру и свойства стали.

4. Опишите основные типы кристаллических решеток, характер­ных для металлов (объемноцентрированная и гранецентрированная кубические решетки, гексагональная плотноупакованная. тетраго­нальная). Укажите основные характеристики (параметр, атомный диа­метр, базис, коэффициент плотности атомной упаковки и координаци­онное число).

Вариант 7

1. Электрическая прочность и пробои диэлектриков (газооб­разных, жидких и твердых). Механизм и виды пробоя в органических и неорганических твердых диэлектриках,

2. Опишите структуру, состав, свойства и области применения не­органических стекол. Классификация стекол по химическому составу и назначению. Стекла электротехнического назначения. Технология по­лучения изделий из стекол.

3. Используя диаграмму изотермического превращения аустенита, объясните, почему нельзя получить в стали чисто мартенситную структуру при охлаждении ее со скоростью меньше критической.

4. Опишите состав, классификацию, важнейшие свойства и назна­чение магнитно-твердых материалов. Нарисуйте и объясните кривые размагничивания и зависимость энергии магнитного поля в воздушном зазоре от индукции.

Вариант 8.

1. Опишите теплофизические свойства полимерных материалов (теплостойкость, термостойкость, теплопроводность, тепловое расши­рение, нагревостойкостъ). Укажите основные теплофизические свой­ства материалов на основе полипропилена марок МОПЮН-Т-03, ЭЛПОН-ДС-03, СИЛ-ПОН-3-03.

2. Волокнистые композиционные материалы на полимерной матрице (стеклопластики, боропластики, углепластики, органопласти­ки), их состав, свойства и области применения.

3. Опишите назначение и физические основы химико-термической обработки стали на примере азотирования. Технология азотирования.

4. Коррозионно-стойкие стали. Расшифруйте состав, объясните назначение элементов, опишите свойства и области применения.

Вариант 9

1. Опишите состав, свойства и назначение полимерных материа­лов на основе полиамидов марок ПА6Г-5: ПА6/12: ПА12-Ю; ПА 12-20; ПА610-1-10!;ПА610-1-105: ПА610-1-108.

2. Опишите состав, свойства и области применения органических стекол на основе полистирола, поликарбоната и полиметилметакрилата. Укажите свойства и режимы переработки светотехнического полиметилметакрилата марок дакрил-6 и дакрил-7.

3. Для производства реостатных приборов выбран сплав константан МНМц 40-1,5. Расшифруйте состав, укажите, к какой группе отно­сится данный сплав по назначению и основные требования к материа­лам данной группы.

4. Латуни. Опишите состав, свойства и назначение сплавов Л-68, Л-85,Л-96."

Вариант 10

1. Фенопласты. их состав, свойства и области применения. Опи­шите основные группы прессованных фенольных масс с учетом об­ластей их преимущественного применения. Расшифруйте пресспорошки марок Э2-330-02 и 03-010-02, укажите их состав, свойства и назначение.

2. Общие и специфические свойства активных (управляемых) диэлектриков (сегнетоэлектрики, пироэлектрики, пьезоэлектрики, электреты). Области практического применения активных диэлектриков.

3. В производстве элементов сопротивления использован сплав МНМц 43-0,5. Расшифруйте состав: укажите, к какой группе относит­ся данный сплав по назначению и опишите его электрические характе­ристики.

4. Ферромагнитные материалы, сущность магнетизма. Понятие о доменной структуре и процессах намагничивания ферромагнетиков.

Вариант 11

1. Синтетические полимерные пленки, способы получения, свой­ства и области применения в приборостроении. Укажите основные спо­собы улучшения физико-механических характеристик полимерных пле­нок на примере полиамидных и полнэтилентерефталатных.

2. Клеевые материалы и их преимущества по сравнению с другими неразъемными соединениями. Состав, свойства и классификация клеев. Опишите технологию склеивания и укажите основные факторы, влияющие на прочностные и другие свойства клеевых соединений.

3. Используя диаграмму "железо-карбид железа", определите температуру полной и неполной закалки для стали Ст40. Опишите струк­туру и свойства стали после каждого вида термической обработки.

4. Опишите свойства, маркировку, виды и области применения проводниковой меди.

Вариант 12

1. Физико-химические свойства диэлектриков (гигроскопичность, влагопроницаемость, тропикостойкость, химическая, радиационная, космическая и коррозионная стойкость) и методы их определения.

2. Опишите структуру, состав, свойства и области применения неорганических диэлектриков на примере керамики. Классификация керамики по химическому составу и назначению. Технология получе­ния изделий из керамических материалов.

3. Опишите состав, маркировку и важнейшие свойства материалов для работы в высокочастотных полях на примере магнитно-мягких ферритов.

4. Опишите состав, свойства и назначение специальных (безоловянных) бронз.

Вариант 13

1. Опишите современные 'представления о надмолекулярной структур⁶ аморфных и кристаллических полимеров. Укажите основные факторы, влияющие на структуру и свойства полимерных материалов. Приведите примеры аморфных и кристаллических полимеров.

2. Газообразные диэлектрики, их электроизоляционные свойства и области применения.

3. Для изготовления детали прибора выбрана бронза БрБ2. Ука­жите ее состав, опишите важнейшие свойства и области применения.

4. Дефекты кристаллического строения металлов (точечные, ли­нейные и поверхностные). Опишите линейные несовершенства и их влияние на свойства металлов и сплавов.

Вариант 14

1. Пластические массы. Опишите основные компоненты и их функциональное назначение. Укажите технико-экономическую эффек­тивность применения пластмасс.

2. Опишите сущность методов литья под давлением и экструзии "^-полимерных материалов. Укажите конструкции, принципы действия, основные технологические параметры и их влияние на свойства гото-вь1х изделий.

3. Приведите классификацию, состав и важнейшие свойства спла­вов с высокой проницаемостью в слабых магнитных полях на примере пермаллоев.

4. Диаграмма состояния "железо-углерод". Опишите фазовый со­став, структуру сплавов, эвтектоидные и эвтектические превращения, а также условия образования первичного, вторичного и третичного це­ментов.

Вариант 15

1. Опишите назначение, классификацию, состав, свойства и при­менение компаундов и герметиков. Укажите в качестве примера ма­рочный ассортимент компаундов на основе эпоксидных, смол, их со­став, свойства и назначение.

2. Полнвинилхлорид и материалы на его основе., Опишите со­
став, свойства и применение поливинилхлоридных пластикатов ма­рок П-30,

Э-40-1,ВШЛ-1,ВШЛ-2,ИРМ-40,ИРМ-Т.

3. Опишите физическую сущность и механизм процесса кристалли­зации металлов.

4. Опишите состав, классификацию, важнейшие свойства и назна­чение магнитно-мягкого материала на примере технически чистого же­леза.

Вариант 16

1. Основные сведения о полимерах как основах органических диэлектриков. Способы получения, классификация по происхожде­нию, форме макромолекул, надмолекулярной структуре, отношению к температуре, полярности. На примере поливинилхлорида и фторо-пласта-4 обоснуйте различие в электроизоляционных свойствах.

2. Опишите состав, свойства и области применения пластических масс на основе фторопластов марки: фторопласт-50, фторопласт 4ТМ, фторопласты Ф-4МБ-2 и Ф-4МБ, фторопласт-4ДМ, фторопласт Ф-2МЭ.

3. Используя диаграмму "железо-цементит", опишите структурные превращения, происходящие при нагреве доэвтектоидной стали. По­кажите критические точки А_с1 и Асз для выбранной стали.

4. Дайте графическое изображение петли гистерезиса ферромагнит­ных материалов, укажите основные характерные точки и параметры.

Вариант 17

1. Опишите основные типы термопластичных полимеров для высоких частот. Укажите способы получения, структуру, важнейшие свойства и области их применения.

2. Полиимидные пленки. Основные свойства и применение пленок марок: ПМ-14/50, ПМ-1Э, ПМ, ПМ-414, ЛПМК-Т, ЛПМЭЛТ.

3. Опишите механические и технологические свойства деформи­руемых алюминиевых сплавов.

4. Данте графическое изображение кривой намагничивания фер­ромагнитных материалов, укажите характерные точки и параметры.

Вариант 18

1. Термопластичные диэлектрики с повышенными диэлектриче­скими потерями. Химическое строение, состав, свойства и применение.

2. Классификация и общие свойства волокнистых материалов. Электротехнические бумаги, картоны и текстильные материалы, их свойства и применение.

3. Ферромагнетизм. Особенности строения и состав ферритов. Анти-ферромагнетики.

4. Термическая обработка стали. Нормализация и ее влияние на структуру и механические свойства стали. Улучшенные стали.

Вариант 19

1. Термопластические диэлектрики для высоких частот. Химиче­ское строение, свойства и области применения.

2. Углеграфитовые материалы vi методы их получения. Строение и свойства (физические, теплофизические, механические, химические, электротехнические) искусственных графитовых материалов (техниче­ский пиролитическпй графит, стеклоуглерод) и области их примене­ния.

3. Технически чистое железо. Состав и влияние примесей на маг­нитные свойства. Термическая обработка.

4. Отпуск стали. Виды и назначение отпуска. Технология проведе­ния отпуска. Дефекты термической обработки стали.

Вариант 20

1. Классификация электротехнических материалов (диэлектрики, проводники и полупроводники). Функции диэлектрических материа­лов в конструкциях приборов.

2. Опишите структуру, состав, свойства и технологию получения
ситаллов (термоситаллов и фотоситаллов). Классификация ситаллов по
назначению и области их практического применения.

3. Электротехническая сталь. Состав, структура и классификация по структурному состоянию и вида прокатки, по содержанию кремния, по основной нормируемой характеристике. Применение.

4. Опишите прецизионные сплавы с особыми тепловыми свойствами. Вычертите график зависимости коэффициента теплового расширения от температуры для железоникелевых сплавов.

Список литературы