giáo trình vật liệu điện nghề điện công nghiệp và dân dụng trung cấp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (983.51 KB, 74 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

Sæ LAO ĐàNG TH¯¡NG BINH VÀ XÃ HàI ĐÄK LÄK

TR¯âNG TRUNG CÂP TR¯âNG S¡N

GIÁO TRÌNH

MƠN HàC: VÀT LIÞU ĐIÞN

NGÀNH/NGHÀ: ĐIÞN CƠNG NGHIÞP VÀ DÂN DĀNG TRÌNH ĐÞ: TRUNG CÂP

Ban hành kèm theo Quyết định số: 226 /QĐ-TCTS. ngày 15 tháng 12 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Trung cấp Trường Sơn

Đắk Lắk, nm 2022

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

TUYÊN BÞ BÀN QUYÀN

Tài liáu này thuác lo¿i sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể đ°ÿc

khÁo.

Mãi māc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dāng vãi māc đích kinh doanh thi¿u lành m¿nh sẽ bá nghiêm cÃm.

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LâI GIàI THIÞU

Mơn hãc <VÃt liáu đián= là mát trong những môn hãc thực hành đ°ÿc biên so¿n dựa trên ch°¢ng trình khung và ch°¢ng trình chi ti¿t do tr°ång Trung

dāng.

đ°ÿc xây dựng ỗ mc ỏ Ân gin v dò hiu, trong mòi bài đÁu có các bài tÃp áp dāng để hãc sinh sinh viên thực hành, luyán tÃp kỹ nng nghÁ.

Khi biên so¿n, tác giÁ đã dựa trên kinh nghiám giÁng dÃy, tham khÁo đồng

dung ch°¢ng trình đào t¿o, phù hÿp vãi māc tiêu đào t¿o và các nái dung thực hành đ°ÿc biên so¿n gÅn vãi yêu cÅu thực t¿.

Ch°¢ng 1: Khái niám vÁ vÃt liáu đián Ch°¢ng 2: VÃt liáu cách đián

Ch°¢ng 3: VÃt liáu dÁn đián Ch°¢ng 4: VÃt liáu bán dÁn Ch°¢ng 5: VÃt liáu dÁn tć

Ch°¢ng 6: Dây dÁn, dây cáp, dây đián tć

Giáo trình cũng là ti liỏu hóc tp, ging dy v tham kho tỗt cho các ngành thuác l*nh vực đián dân dāng, vÃn hành nhà máy thăy đián và các ngành

và bổ sung cÃp nhÃt các ki¿n thąc mãi cho phù hÿp. Trong giáo trình, chúng tơi có đÁ ra nái dung thc tp ca tng bi ngồi hóc cng cỗ và áp dāng ki¿n thąc lý thy¿t đã hãc phù hÿp vãi kỹ nng.

Trong quá trình biên so¿n giáo trình, khơng tránh khåi thi¿u sót, tác giÁ rÃt mong sự đóng góp ý ki¿n căa b¿n đãc, để ngày mát hồn thián h¢n.

ĐÅk LÅk, ngày 15 tháng 12 nm 2022 Tham gia biên so¿n

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

MĀC LĀC

TUYÊN Bæ BÀN QUYÀN ... II LäI GIâI THIàU ... III MĀC LĀC ... IV

GIÁO TRÌNH MƠN HâC ... 1

1.Và TRÍ, TÍNH CHÂT, Ý NGH)A VÀ VAI TRỊ CĂA MƠN HâC: ... 1

2.MĀC TIÊU CĂA MÔN HâC: ... 1

CH¯¡NG 1: KHÁI NIàM VÀ VÂT LIàU ĐIàN ... 4

1.MĀC TIÊU: ... 4

2.NàI DUNG CHÍNH: ... 4

2.2. Phân lo¿i vÃt liáu đián ... 8

CH¯¡NG 2: VÂT LIàU CÁCH ĐIàN ... 10

1.MĀC TIÊU CH¯¡NG: ... 10

2.NàI DUNG CH¯¡NG : ... 10

2.2. Tính chÃt chung căa vt liỏu cỏch iỏn ... 13

2.3. Mỏt sỗ vt liáu cách đián thông dāng ... 16

CH¯¡NG 3: VÂT LIàU DÀN ĐIàN ... 22

1.MĀC TIÊU CHUNG: ... 22

2.NàI DUNG CH¯¡NG : ... 22

2.1. Khái niám và tính chÃt căa vÃt liáu dÁn đián. ... 22

2.2. Tính chÃt chung căa kim lo¿i và hÿp kim. ... 27

2.4. Mỏt sỗ vt liỏu dn iỏn thụng dāng. ... 28

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

2.1. Khái niám và tính chÃt vÃt liáu dÁn tć. ... 50

2.5. Ph°¢ng pháp bÁo quÁn các lo¿i dây dÁn, dây cáp, dây đián tć ... 67

2.6. NhÃn d¿ng các lo¿i dây dÁn và dây đián tć ... 68

2.7. Kiểm tra đánh kỳ ... 68

TÀI LIàU CÄN THAM KHÀO ... 69

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

GIÁO TRÌNH MƠN HàC Tên mơn hác: VÁt lißu đißn

Mã mơn hác: MH12

1. Vß trí, tính chÃt, ý nghĩa và vai trị của mơn hác:

đáng và hãc song song vãi mơn hãc Khí cā đián .

- Tính chÃt: Là mụn hóc lý thuyt cÂ sỗ bt buỏc. - í ngh*a và vai trị căa mơn hãc:

2. Māc tiêu của môn hác:

- VÁ ki¿n thąc:

+ NhÃn d¿ng các lo¿i vÃt liáu đián thông dāng. + Phân lo¿i các lo¿i vÃt liáu đián thơng dāng. + Trình bày đặc tính căa các lo¿i vÃt liáu đián. - VÁ kỹ nng:

+ Sử dāng thành th¿o các lo¿i vÃt liáu đián.

+ Xác đánh các d¿ng và nguyên nhõn gõy h hồng ỗ vt liỏu iỏn. + Tớnh chãn/thay th¿ vÃt liáu đián.

+ Phân biát đ°ÿc các vÃt liáu dÁn đián, cách đián, dÁn tć, bán dÁn

nghißm, thÁo luÁn,

bài tÁp

Kiểm tra*

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

2. Phõn loi vt liỏu iỏn.

4. Mỏt sỗ vÃt liáu dÁn đián thông dāng.

4. Bán dÁn tinh khi¿t và bán dÁn pha t¿p chÃt

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

3. Dây đián tć

4. Dây bãc cách đián bằng a mi ng

5. Ph°¢ng pháp bÁo quÁn các lo¿i dây

dÁn, dây cáp, dây đián tć

6. NhÃn d¿ng các lo¿i dây dÁn và dây

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

CH¯¡NG 1: KHÁI NIÞM VÀ VÀT LIÞU ĐIÞN Mã chÂng: 01

Giỏi thiòu:

Vt liỏu iỏn cú vai trị rÃt to lãn trong cơng nghiáp đián. Để thÃy rõ đ°ÿc bÁn chÃt cách đián hay dÁn đián căa các lo¿i vÃt liáu, chúng ta cÅn hiểu những khái niám vÁ cÃu t¿o căa vÃt liáu cũng nh° sự hình thành các phÅn tử mang đián trong vÃt liáu. Bên c¿nh đó chúng ta cũng cÅn nÅm rõ vÁ ngun gỗc, cỏch phõn loi cỏc loi vt liỏu ú nh° th¿ nào để tián lÿi cho quá trình lựa chãn và sử dāng sau này. Nái dung bài hãc này nhằm trang bá cho hãc viên những ki¿n thąc c¢

bài hãc sau có hiáu q h¢n.

1. Māc tiêu:

NhÃn d¿ng đ°ÿc các lo¿i vÃt liáu đián.

Phân lo¿i chính xác các lo¿i vÃt liáu đián dùng trong công nghiáp và dân dāng.

Để thÃy đ°ÿc bÁn chÃt dÁn đián hay cách đián căa vÃt liáu, chúng ta cÅn

đián trong vÃt liáu.

2.1.2. Cấu tạo nguyên tử của vật liệu.

Nguyên tử là phÅn tử c¢ bÁn căa vÃt chÃt. Theo mơ hình ngun tử căa

nhÃt đánh. H¿t nhân nguyên tử đ°ÿc t¿o nên tć các h¿t prơton và n¢tron. N¢tron

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

bằng 1,67.10-27 kg, ờlờctron (e) cú khỗi lng bng 9,1.10-31 kg.

ỉ tr¿ng thái bình th°ång, ngun tử đ°ÿc trung hịa vÁ đián, (tąc là trong

căa các đián tử). N¿u vì lý do nào đó, ngun tử mÃt đi mát hay nhiu iỏn t thỡ s trỗ thnh đián tích d°¢ng mà ta th°ång gãi là ion d°¢ng. Ng°ÿc l¿i n¿u nguyên tử trung hòa nhn thờm iỏn t thỡ trỗ thnh ion õm.

Nng lng tỗi thiu cung cp cho iỏn t iỏn t tỏch rồi khồi nguyờn t trỗ thnh iỏn t tự do ng°åi ta gãi là nng l°ÿng ion hóa (Wi), khi bá ion hóa (bá mÃt đián tử), nguyên t trỗ thnh ion dÂng. Quỏ trỡnh bin nguyờn t trung hịa thành ion d°¢ng và đián tử tự do gãi là q trình ion hóa.

cũng khác nhau, các đián tử hóa trá ngồi cùng có mąc nng l°ÿng ion hóa thÃp nhÃt vì chúng xa h¿t nhân nhÃt.

Khi đián tử nhÃn đ°ÿc nng l°ÿng nhå h¢n nng l°ÿng ion hóa chúng sẽ bá kích thích và có thể di chuyển tć mąc nng l°ÿng này sang mąc nng l°ÿng khác,

kích thích nguyên tử sẽ đ°ÿc trÁ l¿i d°ãi d¿ng nng l°¢ng quang hãc (quang nng).

nhiÁu nguồn nng l°ÿng khác nhau nh°: nhiát nng, quang nng, đián nng, nng l°ÿng căa các tia song ngÅn nh° các tia: đ,ị,÷ hay tia R¢ghen v.v...

2.1.3. Cấu tạo phân tử.

Phân tử đ°ÿc t¿o nên tć những nguyên tử thông qua các liên kt phõn t. Trong vt cht tn ti bỗn loi liên k¿t sau:

A. Liên k¿t đồng hóa trá

Liờn kt ng húa trỏ c c trng bỗi s dựng chung nhng iỏn t

nhõn trỗ thnh bóo hịa, liên k¿t phân tử bÁn vững.

đồng hóa trá có thể là trung tính hay l°ỡng cực.

- Phân tử có trãng tâm đián tích d°¢ng và âm trùng nhau là phân tử trung tính. Các chÃt đ°ÿc t¿o nên tć các phân tử trung tính gãi là chÃt trung tính.

- Phân tử có trãng tâm đián tích d°¢ng và đián tích âm không trùng nhau, cách nhau mát khoÁng cách 89a99 nào đó gãi là phân tử cực tính hay cịn gãi là l°ỡng cực.

B. Liên k¿t ion

trong phân tử. Liên k¿t ion là liên k¿t khá bÁn vững. Do vÃy, vÃt rÅn có cÃu t¿o

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

ion c trng bỗi ỏ bÁn c¢ hãc và nhiát đá nóng chÁy cao. Ví d cỏc muỗi halụgen ca cỏc kim loi kiÁm.

cùng.

C. Liên k¿t kim lo¿i

D¿ng liên k¿t này t¿o nên các tinh thể vÃt rÅn. Kim lo¿i c xem nh l mỏt hỏ thỗng cu to t các ion d°¢ng nằm trong mơi tr°ång các đián tử tự do.

kim lo¿i. Chính vì vÃy liên k¿t kim lo¿i là liên k¿t bÁn vững, kim lo¿i có đá bÁn c¢ hãc và nhiát đá nóng chÁy cao.

Sự tồn t¿i các đián tử tự do làm cho kim lo¿i có tính ánh kim và tính dÁn đián, dÁn nhiát cao. Tính dẻo căa kim lo¿i đ°ÿc giÁi thích bỗi s dỏch chuyn v trt trờn nhau gia cỏc lãp ion, cho nên kim lo¿i dß cán, kéo thành lãp mång.

C. Liên k¿t Vandec – Vanx

Liên k¿t này là d¿ng liên k¿t y¿u, cÃu trúc m¿ng tinh thể phân tử không vững chÅc. Do vÃy những liên k¿t phân tử là liên k¿t Vandec - Vanx có nhiát đá nóng chÁy và có đá bÁn c¢ thÃp.

2.1.4. Khuyết tật trong cấu tạo vật rắn

mát cách tuÅn hoàn đÁu đặn. Tuy nhiên, trong tinh thể thực, mỏt nguyờn t cú th bỏ mt ỗ mỏt mt m¿ng nào đó. Khuy¿t tÃt này đ°ÿc gãi là nút khuy¿t. Trong tr°ång hÿp khác, mát nguyên tử có thể đ°ÿc đặt vào giữa những mặt m¿ng.

chß khuy¿t và khuy¿t tÃt ngồi nút, khơng chß sự sÅp x¿p hình hãc căa nguyên tử bá phá v m liờn kt húa hóc lớ tỗng gia nhng nguyên tử cũng bá gián đo¿n, điÁu này dÁn đ¿n làm thay đổi tính chÃt đián căa vÃt liáu. Khuy¿t tÃt chß khuy¿t và khuy¿t tÃt ngồi nút n¿u đặt gÅn nhau sẽ t°¢ng tác nhau và hình thành khuy¿t

khuyt tt Frenkel to ra nhng nh hỗng khỏc biỏt so vãi những khuy¿t tÃt chß khuy¿t và khuy¿t tÃt ngồi nút riêng lẻ. N¿u hai khuy¿t tÃt chß khuy¿t đặt c¿nh nhau cũng có sự t°¢ng tác vãi nhau, t¿o nên khuy¿t tÃt Schottky, khuy¿t tÃt này cũng khác biát so vãi tćng tr°ång hÿp riêng lẻ.

A. Khuy¿t tÃt d¿ng đ°ång

Trong sự hình thành vÃt liáu đ¢n tinh thể, những khuy¿t tÃt phąc t¿p h¢n có thể xuÃt hián. Chẳng h¿n khuy¿t tÃt đ°ång xuÃt hián khi dãy các nguyên tử bá thi¿u trong mát mặt m¿ng. Cũng nh° ỗi vói khuyt tt dng điểm, sự lách đ°ång làm gián đãan cÁ sự tn hồn hình hãc đÁu đặn căa m¿ng v nhng liờn kt nguyờn t lớ tỗng trong tinh thể. Sự lách này cũng có thể làm thay đổi tính chÃt đián căa vÃt liáu, th°ång là theo những cách thąc khơng thể tiên đốn đ°ÿc

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

nh ỗi vói khuyt tt im.

Khuyt tt dng đ°ång gồm có 2 d¿ng:

- Lách m¿ng biên (Edge dislocation): XuÃt hián các mặt nguyên tử d° trong tinh thể.

phÅn lân cÃn trong tinh thể.

do sai hång trong quá trình ni tinh thể. Th°ång thì lỏch mng nh hỗng nhiu n tính chÃt c¢ căa vÃt liáu và đ°ÿc dùng để giÁi thích tính chÃt c¢ căa vÃt liáu.

B. Khuy¿t tÃt d¿ng mặt

Trong vÃt liáu đa tinh thể có nhiÁu h¿t tinh thể nhå sÅp x¿p vãi đánh h°ãng tinh thể khác nhau, dÁn đ¿n xuÃt hián các biên h¿t. Biên h¿t là các miÁn có sự sÅp x¿p lách nhau vÁ tinh thể. Biên h¿t đ°ÿc coi là mát dãy các lách m¿ng. Khi trong tinh thể chÃt rÅn xuÃt hián các biên h¿t nh° th¿ ta nói chÃt rÅn bá khuy¿t tÃt d¿ng mặt.

2.1.5. Lý thuyết phân vùng năng lượng trong vật rắn

Có thể sử dāng lý thuy¿t phân vùng nng l°ÿng để giÁi thích phân lo¿i vÃt liáu thành các nhóm vÃt liáu dÁn đián, bán dÁn và đián mơi(cách đián).

khí khi các nguyên tử ỗ cỏch xa nhau mỏt khoÁng cách lãn đã chß rõ rằng nguyên tử căa mßi chÃt c c trng bỗi nhng vch quang ph hon ton xác đánh. ĐiÁu đó chąng tå rằng nghuên tử khác nhau có những tr¿ng thái nng l°ÿng hay mąc nng lng khỏc nhau.

Khi nguyờn t ỗ trng thỏi bỡnh thồng khụng bỏ kớch thớch, mỏt sỗ trong

iỏn t chß có thể có mặt khi ngun tử nhÃn đ°ÿc nng l°ÿng tć bên ngồi tác đáng(tr¿ng thái kích thích). Ngun tử ln có xu h°ãng quay vÁ tr¿ng thái ổn đánh. Khi đián tử chyển tć mąc nng l°ÿng kích thích sang mąc nng l°ÿng nguyên tử nhå nhÃt, nguyên tử phát ra phÅn nng l°ÿng d° thća.

vẽ. khi chÃt khí hóa lång và sau đó t¿o nên m¿ng tinh thể căa vÃt rÅn, các

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

nguyên tử nằm sát nhau, tÃt cÁ các mąc nng l°ÿng căa nguyên tử bá dách chuyển nhẹ do tác đáng căa các nguyên tử bên c¿nh t¿o nên mát dÁi nng l°ÿng hay còn gãi là vùng các mąc nng l°ÿng.

1. Mąc nng l°ÿng bình th°ång căa kim lo¿i; 2. Vùng đián tử lÃp đÅy;

3. Mąc nng l°ÿng kích thích căa nguyên tử; 4. Vùng tự do;

5. Vùng cÃm.

2.2. Phân lo¿i vÁt lißu đißn

2.2.1. Phân loại theo khả năng dn in

Trờn cÂ sỗ gin nng lng, ngồi ta phân lo¿i theo vÃt liáu dÁn đián, vÃt liáu dÁn tć, vÃt liáu cách đián và vÃt liáu bán dÁn.

A. VÃt liáu dÁn đián

VÃt liáu dÁn đián là chÃt có vùng tự do nằm sát vãi vùng in y, thm

t t do rt lón; ỗ nhiỏt ỏ bỡnh thồng cỏc iỏn t húa trỏ ỗ vựng điÁn đÅy có thể chuyển sang vùng tự do rÃt dß dàng, d°ãi tác dāng căa lực đián tr°ång các đián tử này tham gia vào dịng đáên dÁn. Chính vì vÃy vÃt dÁn có tính dÁn đián

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

thể di chuyển tãi vùng tự do để tham gia vào dịng đáên dÁn. C. Đián mơi (vÃt liáu cách đián):

Đián mơi là chÃt có vùng cÃm lón n mc ỗ iu kiỏn bỡnh thồng s dn đián bằng đián tử không x¿y ra. Các đián tử hóa trá tuy đ°ÿc cung cÃp thêm nng l°ÿng căa chuyển đáng nhiát vÁn không thể di chuyển tãi vùng tự do để tham gia vào dòng đián dÁn. ChiÁu ráng vùng cÃm căa vÃt liáu cách đián (W = 1,5  2eV).

2.2.2. Phân loại theo từ tính

Theo tć tính ng°åi ta chia vÃt liáu thành: nghách tć, thuÃn tć và dÁn tć. a. VÃt liáu nghách tć

Là những vÃt liáu có đá tć th¿m  < 1 v khụng ph thuỏc vo t trồng

muỗi mồ và các kim lo¿i nh°: đồng, kẽm, b¿c, vàng, thăy ngân, gali, antimoan. b. VÃt liáu thuÃn tć

bên ngồi. Lo¿i này gồm có: oxy, oxit nitÂ, muỗi t him, muỗi st, muỗi

c. Vt liỏu dÁn tć

crơm và mangan, gađơlơnít, pherit có các thành phÅn khác nhau.

2.2.3. Phân loại theo trạng thái vật th

Cú vt liỏu ỗ th rn, th lồng v vt liỏu ỗ th khớ.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

CHĂNG 2: VT LIịU CCH IịN Mó chÂng: 02

iỏn.

Nh vy vt dn phi c bao bóc bỗi cỏc vt liáu cách đián.

VÃt liáu cách đián còn đ°ÿc gãi là đián môi. Đián môi là những vÃt liáu làm cho dịng đián đi đúng n¢i qui đánh.

2.1.2. Phân loại vật liệu cách điện

A. Phân lo¿i theo tr¿ng thái vÃt lý

Vât liáu cách đián (đián mơi) có th ỗ th khớ, th lồng v th rn. Võt liáu cách đián thể khí và thể lång ln ln phÁi sử dāng vãi vât liáu cách đián thể rÅn thì mãi hình thành đ°ÿc cách đián vì các phÅn t kim loi khụng th gi cht c ỗ trong khí. Vât liáu cách đián thể rÅn cịn phân lo¿i thành các nhóm:

cąng, đàn hồi, có sÿi, bng, màng mång. ỉ giữa thể lång và thể lång rÅn, cịn có mát thể trung gian, gãi là thể mÁm nhão nh°: các vÃt liáu có tính chÃt bơi tr¢n, các lo¿i s¢n t¿m.

B. Phân lo¿i theo thành phÅn hóa hãc

Theo thành phÅn hố hãc, ng°ịi ta chia vÃt liáu cách đián thành: vÃt liáu cách đián hữu c¢ và vÃt liáu cách đián vơ c¢.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

a. VÃt liáu cách đián hữu c¢

Chia lm hai nhúm: nhúm cú ngun gỗc trong thiờn nhiờn v nhúm nhõn to. Nhúm cú ngun gỗc trong thiờn nhiên sử dāng các hÿp chÃt c¢ bÁn có trong thiên nhiên, hoặc giữ nguyên thành phÅn hóa hãc nh°: vÁi sÿi, giÃy, s¢n vecni, bitum...hoặc bi¿n đổi hóa hãc nh°: cao su, xenluloit, phíp, lāa...Nhóm nhân t¿o th°ång đ°ÿc gãi là nhựa nhân t¿o, gồm có: nhựa phênol, nhựa amino, nhựa polieste, poliamit, poliuretan, nhựa epoxi, xilicon, polietilen, vinyl v.v&

Trong kỹ thuÃt đián, khi lựa chãn các vÃt liáu cách đián, thì tr°ãc tiên chúng ta phÁi bi¿t tr¿ng thái vÃt lý, hình dáng và ph°¢ng pháp gia cơng căa vÃt liáu mà chúng ta cÅn sử dāng đồng thåi phÁi nÅm đÅy đă tính chÃt đián, lý hố cÅn thi¿t.

b. VÃt liáu cách đián vơ c¢

VÃt liáu cách đián vơ c¢: gồm các chÃt khí, các chÃt lång khơng cháy, cỏc loi vt liỏu nh: s gỗm, thy tinh, mica, aming v.v&

C. Phân lo¿i theo tính cháu nhiát

Phân lo¿i vÃt liáu cách đián theo tính cháu nhiát là cách phân lo¿i rÃt c¢ bÁn. Khi lựa chãn vÃt liáu cách đián, tr°ãc tiên ta phÁi bi¿t vÃt liáu có khÁ nng cháu nhiát theo cÃp nào trong sỗ by cp chỏu nhiỏt ca vt liỏu cỏch iỏn theo bÁng sau: (BÁng 1.1).

BÁng 1.1: Các cÃp chßu nhißt của vÁt lißu cách đißn

phép (0C)

Các vÃt liáu cách đián chă y¿u

và các vÃt liáu t¢ng tự, không t¿m và ngâm trong vÃt liáu cách đián

lång. Các lo¿i nhựa nh°: nhựa polietilen, nhựa polistirol, vinyl

clorua, anilin...

t¿m dÅu bi¿n áp. Cao su nhân t¿o, nhựa polieste, các lo¿i s¢n cách đián có dÅu làm khụ, axetyl, tm gò dỏn, ờmõy gỗc sÂn nha du.

poliamit, eboxi. GiÃy ép hoặc vÁi có t¿m nha

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

phenolfocmandehit (gãi chung là bakelit giÃy). Nhựa

xenlulo, têctơlit. VÁi có t¿m poliamit. Nhựa poliamit, nhựa phênol - phurol có đán

xenlulo, nhựa êboxi.

tinh có chÃt ỏn. SÂn

cỏch iỏn cú du lm khụ, dựng ỗ cá bá phÃn khơng ti¿p xúc vãi khơng khí. S¢n cách đián

alkit, s¢n cách đián tć nhựa phênol. Các lo¿i sÁn ph¿m

mica (micanit, mica

có chÃt đán khống. Nhựa eboxi, sÿi thăy tinh, nhựa

melamin focmandehit, aming, mica, hoặc thăy tinh có

thn túy, hồn tồn

khơng có thành phÅn k¿t dính hay t¿m. ChÃt vÃt liáu

cách đián oxit nhơm và florua nhơm. Micanit khơng có chÃt k¿t dính, thăy tinh, są.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Politetraflotilen,

polimonoclortrifloetilen, ximng aming v.v..

2.2. Tính chÃt chung của vÁt lißu cách đißn

2.2.1. Tính hút ẩm của vật liệu cách điện

mơi tr°ång có đá ¿m cao thì trên bÁ mặt có thể ng°ng tā mát lãp ¿m làm cho dịng rị bÁ mặt tng, có thể gây ra s cỗ cho cỏc thit bỏ iỏn.

2.2.2. Tớnh cht cơ học của vật liệu cách điện

Các chi ti¿t bằng vÃt liáu cách đián trong các thi¿t bá đián khi vÃn hành

nhÃt đánh. Vì vÃy khi chãn vÃt liáu cách đián cÅn phÁi xem xét tãi đá bÁn c¢ căa các vÃt liáu và khÁ nng cháu đựng căa chúng mà khơng bá bi¿n d¿ng.

2.2.3. Tính chất hóa học của vật liệu cách điện

Chúng ta phÁi nghiên cąu tính chÃt hóa hãc căa vÃt liáu cách đián vì: Đá tin cÃy căa vÃt liáu cách đián cÅn phÁi đÁm bÁo khi làm viác lâu dài: ngh*a là khơng bá phân hăy để giÁi thốt ra các sÁn ph¿m phā và khơng n mịn kim lo¿i ti¿p xúc vãi nó, khơng phÁn ąng vãi các cht khỏc (khớ, nóc, axit, kim, dung dỏch muỗi v.v...). ỏ bn ỗi vói tỏc ỏng ca cỏc vt liáu cách đián khác nhau thì khác nhau.

Khi sÁn xt các chi ti¿t có thể gia cơng vÃt liáu bằng những ph°¢ng pháp hóa cơng khác nhau: dính đ°ÿc, hịa tan trong dung dách t¿o thành s¢n.

Đá hòa tan căa vÃt liáu rÅn có thể đánh giá bng khỗi lng vt liỏu chuyn sang dung dách trong mát đ¢n vá thåi gian tć mát đ¢n vá thåi gian ti¿p xúc giữa vÃt liáu vãi dung mơi. Đá hịa tan nhÃt là các chÃt có bÁn chÃt hóa hãc

chÃt l°ỡng cực dß hịa tan h¢n trong chÃt lång l°ỡng cực, các chÃt trung tính dß hịa tan trong chÃt trung tính. Các chÃt cao phân tử có cÃu trúc m¿ch thẳng dß hịa tan h¢n so vãi cÃu trúc trung gian. Khi tng nhiát đá thì đá hịa tan tng.

2.2.4. Hiện tượng đánh thủng điện môi và độ bền cách điện

Hián t°ÿng đánh thăng đián mơi

Trong điÁu kián bình th°ång, vt liỏu cỏch iỏn cú iỏn trỗ rt lón nờn nú

mụi trồng cú iỏn ỏp cao thỡ cỏc mỗi liên k¿t bên trong căa vÃt liáu sẽ bá phá hăy làm nó mÃt tính cách đián đi. Khi đó, ng°åi ta nói vÃt liáu cách đián đã bá

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Thuỷ tinh Mica

DÅu máy bi¿n áp

Są Cáctông

10  25 15  20 32,5 10  15 50  100 5  18 15  20 8  12

1 3,6 3  6 3,12 6  10 5,4 2  2,5 5,5 3  3,5

Nh° vÃy để vÃt liáu làm viác an toàn mà khơng bá đánh thăng thì đián áp đặt vào vÃt phi bộ hÂn Ut mỏt sỗ ln tựy vo cỏc vt liỏu khỏc nhau. Tò sỗ gia iỏn ỏp ỏnh thăng và đián áp cho phép vÃt liáu còn làm viỏc gói l hỏ sỗ an ton (ừ).

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Vãi:

- Uđt: đián áp đánh thăng (kV).

- Ucp: đián áp cho phép vÃt liáu làm viác [kV]

- õ: giãi h¿n an toàn, phā thuác vào bÁn chÃt vÃt liáu.

Đá bÁn c¢: tùy vào điÁu kián làm viác căa thi¿t bá mà ta chãn vÃt liáu cách đián có đá bÁn c¢ thích hÿp.

Đá bÁn nhiát: Cn cą vào sự phát nóng khi thi¿t bá làm viác, ng°åi ta sẽ chãn các lo¿i vÃt liáu cách đián có nhiát đá cho phép phù hÿp.

Ví dā: Các vÃt liáu cách đián cỏc dng c ỗt núng (bn i (bn l), ni cÂm iỏn) thồng dựng vt liỏu t cp B trỗ lên.

2.2.7. Hư hỏng thường gặp

Các lo¿i vÃt liáu cách đián đ°ÿc sử dāng để cách đián cho máy đián, thi¿t bá đián và khí cā đián lâu ngày sẽ bá h° hång và ta th°ång gặp các d¿ng h° hång sau:

- H° hång do đián: do các máy đián, thi¿t bá đián và khí cā đián khi lm viỏc vói cỏc i lng, thụng sỗ vt quỏ trỏ sỗ ỏnh mc nh: cỏc i lng v dịng đián, đián áp, cơng st v.v...làm cho vÃt liáu cách đián giÁm tuổi thã hoặc bá đánh thăng.

- H° hång do bá già hóa căa vÃt liáu cách đián: trong quá trình làm viác các lo¿i vÃt liáu cỏch iỏn u bỏ nh hỗng ca cỏc diu kiỏn căa mơi tr°ång nh° nhiát đá, đá ¿m và h¢i n°ãc v.v.... Làm cho các vÃt liáu cách đián giÁm tính chÃt cách đián căa chúng đi và dß bá đánh thăng.

- H° hång do các lực tác đáng tć bên ngoài: các vÃt liáu cáh đián khi bá

t cúồng kớnh tÂng ỗi lón nu bỏ uỗn cong vãi bán kính nhå sẽ làm lãp cách đián bằng bá vỡ hoặc khi vào dây không c¿n thÃn làm lãp cách đián bá trÅy x°ãc hoặc là khi lót cách đián khơng c¿n thÃn làm gãy hoặc rách cách đián v.v...

- H° hång do sự mài mòn giữa các bá phÃn: các chi ti¿t khi làm viác ti¿p

và dß bá đánh thăng v.v...

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

2.3. Mßt sß vÁt lißu cách đißn thơng dāng

2.3.1. Vật liệu sợi

VÃt liáu composite, còn gãi là VÃt liáu tổ hÿp, VÃt liáu compozit, hay composite là vÃt liáu tổng hÿp tć hai hay nhiÁu vÃt liáu khác nhau t¿o nên vÃt liáu mãi có tính chÃt v°ÿt trái h¢n hẳn so vãi các vÃt liáu ban đÅu, khi những vÃt liáu này làm viác riêng rẽ.

2.3.2. Giấy và các tông

a. GiÃy tā đián

Lo¿i giÃy này khi đó đ°ÿc t¿m làm đián mơi cho các tā đián giÃy, có hai lo¿i giÃy tā đián: KOH là lo¿i giÃy đ°ÿc làm tā đián giÃy thông th°ång và silicôn là lo¿i giÃy tā đáng lực.

Đián môi ca t iỏn giy thồng lm viỏc ỗ cồng ỏ đián tr°ång cao; nhiát đá tć 70-1000C. Do đó yêu cÅu vÁ ph¿m chÃt cách đián khác là giÃy phÁi

GiÃy làm tā đián đ°ÿc sÁn xuÃt thành tćng cuán çng chiÁu ráng tć 12 đ¿n

l°ÿng riêng cao dùng trong các tā đián vãi đián áp mát chiÁu vì nú cú cồng ỏ cỏch iỏn lón, loi cú khỗi l°ÿng riêng thÃp tgơ nhå và có c°ång đá cách đián lâu dài lãn nên dùng trong các tā công suÃt làm viác vãi đián áp xoay chiÁu.

nhiát đá 110-1200C giy bỏ ụxy hoỏ, ỗ nhiỏt ỏ 150 1600C thì bá phá huỷ. Khi xác đánh giãi h¿n nhiát đá trên cÅn chú ý tãi tính cháu nhiát căa vÃt liáu t¿m giÃy, trć tr°ång hÿp t¿m silic hữu c¢. C°ång đá cách đián căa giÃy khơ ch°a t¿m Eđt = 35-40kV/mm; sau khi t¿m Eđt = 250 300kV/mm.

hỏ sỗ an ton nu cồng ỏ cỏch đián căa giÃy tā ¿m chÃt l°ÿng. b. GiÃy cáp

Th°ång đ°ÿc sÁn xuÃt vãi bÁ dày 0,08mm; 0,12mm; 0,17mm dùng làm cách đián và cáp đián lực, giÃy cáp đián phÁi đặc biát chú ý tãi tính cháu xoÅn căa giÃy.

hßn hÿp dÅu nhựa thơng Eđt = 70-80kV/mm.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

cỏc giy ộp cú khỗi l°ÿng riêng d = 1,09 – 1,10G/cm3, các giÃy ép cú hng sỗ iỏn mụi cao hÂn giy khụng ộp; hng sỗ iỏn mụi ca cỏc loi giy c tm ừ= 4,3(ỗi vói giy ộp); v ừ = 3,5 (ỗi vãi giÃy khơng ép).

Bìa cąng, cịn gãi là các tông (bÅt nguồn tć tć ti¿ng Pháp carton /kaʁtɔ̃/)

đ¿n cÃu hình phąc t¿p gồm nhiÁu lãp, có thể có n¿p hay gÿn sóng.=

GiÃy carton chính là thành phÅn quan trãng để t¿o ra các lo¿i thùng carton dùng để đóng gói sÁn ph¿m trong q trình vÃn chuyển cũng nh° l°u trữ. Hián nay có rÃt nhiÁu lo¿i giÃy carton, tuy nhiên đ°ÿc sử dāng phổ bi¿n nhÃt chính là carton sóng. Lo¿i carton này đ°ÿc cÃu t¿o bỗi 2 loi: giy thồng v giy súng. Loi giy mång nhÃt là 2 lãp, ti¿p đó có thể kể đ¿n các lo¿i giÃy 3 lãp, 5 lãp, 7 lãp và cao nhÃt là 9 lãp.

2.3.3. Phíp

a. Ph°¢ng pháp sÁn xuÃt

vào mát tang quay bằng thép để có đ°ÿc chiÁu dày cÅn thi¿t, sau đó cÅt lãp giÃy

phíp. Viác đem rửa phíp là rÃt cÅn thi¿t để thÁi h¿t ZnCl2 vỡ n¿u để l¿i nó sẽ làm cho tính chÃt cách đián bá xÃu đi. Phíp đ°ÿc sÁn xuÃt thành lá hay là tÃm dày tć 0,1 n 25mm v cú th l dng ỗng vói cỏc ồng kớnh khỏc nhau.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

khỗi l°ÿng riêng căa phíp càng cao thì đặc tính c¢ và tính chÃt cách đián căa nó càng cao.

Nh°ÿc điểm căa phíp là đá háo n°ãc cao, tãi 50-60%. Khi đá ¿m mơi tr°ång xung quanh cao thì các chi ti¿t bằng phíp dß bá bi¿n d¿ng. Khi phíp bá thÃm ¿m thì l°ÿng ZnCl2 cịn l¿i trong phíp sẽ t¿o ra đián dÁn dián phân lãn.

Trên các vÃt có mang đián th¿ d°¢ng trong đián áp mát chiÁu khi ti¿p xúc vãi các chi ti¿t phíp sẽ có các ion clo tć ZnCl2 tách ra dÁn đ¿n hián t°ÿng n mịn vÃt dÁn. Có thể giÁm đá háo n°ãc căa phíp bằng cách t¿m phíp bằng dÅu máy bi¿n áp parafin.

c. Cơng dāng

Phíp đ°ÿc dùng lm cỏch iỏn trong mỏt sỗ thit bỏ iỏn, lm vồ chỗng sột ỗng, chn rónh mỏy iỏn, bung dp hồ quang vì phíp khi có tia hồ quang tác dāng sinh ra l°ÿng khí lãn có tác dāng dÃp tÅt tia hồ quang.

2.3.4. Amiăng, xi măng amiăng

Xi-mng aming (hay còn gãi là aming xi-mng, fibro xi-mng, bro xi mng) là mát lo¿i nguyên liáu sử dāng 85-90% là xi-mng làm nguyên liáu chă đ¿o, 10-12% là sÿi aming trÅng vãi vai trò là sÿi gia c°ång và mỏt sỗ cht ph gia khỏc. õy l loi nguyờn liỏu c s dng ph bin ỗ nhiu nÂi vói nhiÁu ąng dāng trong sÁn xuÃt tÃm lÿp aming xi-mng sóng, tÃm lÿp phẳng, tÃm lót sàn, tÃm vách, tÃm tồng, ỗng nóc&

Loi vt liỏu ny c phỏt minh bỗi Ludwig Hatschek t cuỗi th k 19

Tm lp fibro xi-mng (hay aming xi-mng) là lo¿i vÃt liáu lÿp c nhiu b con ỗ Viỏt Nam a chuỏng s dng nhồ kh nng chỗng chỏu tỗt vói thồi tit, thi cơng đ¢n giÁn và giá thành rẻ.

2.3.5. Vải sơn và băng cách điện

Bng keo cách đián là vÃt dāng đ°ÿc sử dāng để khÅc phāc các sự cỗ ca dõy iỏn khi gp phi tỡnh trng bỏ bong, sån vå hoặc bá tách vå. Vì tính tián ích

cùng ráng rãi trong các há gia đình và kể cÁ các nhà máy công nghiáp.

2.3.6. Chất dẻo

Khái niám

ChÃt dẻo là lo¿i vÃt liáu đ°ÿc dùng rỏng rói trong k thut cng nh trong ồi sỗng. Đặc điểm căa chÃt dẻo là d°ãi tác dāng căa sąc ép tć bên ngồi vào nó sẽ nhÃn đ°ÿc những hình dáng đó đ°ÿc đánh tr°ãc căa khn ép để ch¿ t¿o ra sÁn ph¿m.

ChÃt dẻo gồm có hai thành phÅn c¢ bÁn là chÃt k¿t dính và chÃt đán. + ChÃt k¿t dính: Là mát hßn hÿp chÃt hữu c¢ th°ång là hÿp chÃt cao phân

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

tử có khÁ nng bi¿n d¿ng d°ãi d¿ng dẻo, d°ãi tác dāng căa áp suÃt bên ngoài. Trong tr°ång hÿp đặc biát ng°åi ta cịn có thể sử dāng chÃt k¿t dính vơ c¢: Nh° thuỷ tinh trong mical¿c, ximng trong xi mng aming. ChÃt k¿t dính quy¿t đánh

chÃt k¿t dính mà ng°åi ta chia thành chÃt dẻo ép nóng và chÃt dẻo ép ngi. Tính chÃt

Đặc tính căa các sÁn ph¿m phā thuác vào các thành phÅn căa chÃt dẻo và ch¿ đá ép. Ví dā: Khi dÃp nén bát ép K21-22 (nhựa crozofocmanđêhít có trán chÃt đán) d°ãi áp st khn ép 250 – 300kg/cm2, nhiát đá căa khuân ép tć 155-1600C giữ trong thåi gian tć 0,5 đ¿n 1 phút tính cho mßi mm chiÁu dÅy căa sÁn ph¿m thì sÁn ph¿m ộp cú c tớnh sau: Khỗi lng riờng d = 1,35 – 1,40G/cm3 ; ó kéo  300kG/cm2; ó nén  1500kG/cm2; có đá bÁn nhiát khơng thÃp h¢n 1000C; đá hút n°ãc sau 24 giå không quá 0,25%; gô≤0,09.

ChÃt dẻo bằng polivinylclorit (không có chÃt đán) gãi tên là vinoplasl đ°ÿc sÁn xuÃt ra thành tćng tÃm vãi chiÁu dày tć 0,3 – 1,0mm. Ngồi ra cịn ch to ra cỏc ỗng, cỏc thanh hay cỏc sn ph¿m đánh hình khác, các tÃm vinoplasl có ó kéo  500kG/cm2. Nó có đá hút ¿m thÃp và đá bn hoỏ hóc cao ỗi vói dung mụi v cỏc chÃt có ho¿t tính hố hãc. Đặc tính cách đián ca vinoplast l iỏn trỗ sut khỗi.

ũv = 1015cm; iỏn trỗ sut mt s = 1014; Cỏc loi cht dẻo nhiÁu lãp

a. HêtinÅc

Đ°ÿc sÁn xuÃt ra bằng cách ép nóng giÃy đó đ°ÿc t¿m bakêlít. Ph°¢ng pháp t¿m giÃy phổ bi¿n nhÃt là t¿m bằng s¢n tąc là dung dách bakêlít trong r°ÿu sau đó đem sÃy khơ. GiÃy đó t¿m đ°ÿc cÅt ra thành tå theo khuân khổ quy đánh x¿p l¿i thành tćng chồng ąng vãi chiÁu dÅy cÅn thi¿t. Bakêlít trong vÃt liáu nóng chy s lp kớn cỏc lò ròng gia cỏc xÂ giÃy và tćng tå giÃy riêng biát. Áp lực khi ép t¿o ra áp suÃt 100-200kG/cm2 , nhiát đá ép tć 160 – 1650C duy trì tć 2-5

vào khoÁng 20 – 25kV/mm; b.Téctơlít

Téctơlít thuỷ tinh là téctơlít đặc biỏt c sn xut trờn cÂ sỗ xi thu tinh nó có đá bÁn nhiát, sąc cháu ¿m đá bÁn c¢ và đặc tính cách đián rÃt cao. Ng°åi ta ch to tộctụlớt thnh cỏc ỗng, cỏc thanh, cỏc sn ph¿m đánh hình có hình d¿ng phąc

làm vÃt liáu k¿t cÃu, ch¿ t¿o bá truyÁn đáng bánh rng, các ổ trāc &

Trong kỹ thuÃt đián ng°åi ta dùng ráng rãi chÃt dẻo làm vÃt liáu cách đián

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

cũng nh° vÃt liáu k¿t cÃu thuÅn tuý, sử dāng ch¿ t¿o các thi¿t bá và dāng cā đián áp và thÃp áp, nó cũng đ°ÿc dùng trong kỹ thuÃt thông tin.

2.3.7. Nhựa cách điện

Nhựa (chÃt dẻo) hay ti¿ng anh gãi là plastic là các hÿp chÃt cao phân tử. Chúng đ°ÿc dùng làm nguyên liáu để sÁn xuÃt ra nhiÁu lo¿i vÃt dāng khác nhau phc v ồi sỗng sinh hot hng ngy nh: Bn, gh, chai ló, ỏo ma, tỳi nilon, cỗc, *a, bỏt, ỗng dn diỏn& V nhng sn phm cụng nghiáp hián đ¿i ąng dāng trong sÁn xuÃt, xuÃt nhÃp khu.

Thut ng ''plastic'' cú ngun gỗc t ting Hy L¿p ''plastikos'', có ngh*a là

trong q trình sÁn xt. Nhựa cho phép đúc, ép hoặc nén thành nhiÁu hình d¿ng khác nhau. Tć d¿ng màng mång cho đ¿n d¿ng sÿi, tm, ỗng, chai, hỏp& v nhiÁu h¢n nữa.

2.3.8. Dầu cách điện

DÅu cách đián (còn đ°ÿc gãi là dÅu máy bi¿n áp hoặc dÅu mỏy bin th) l loi du n ỏnh ỗ nhiỏt ỏ cao v cú c tớnh cỏch iỏn rt tỗt. Nó đ°ÿc sử dāng trong máy bi¿n áp chąa đÅy du, mỏt sỗ loi t iỏn cao ỏp, chn lu ốn hunh quang, v mỏt sỗ loi cụng tc, cu dao cao áp. Chąc nng căa nó là cách

mát chÃt làm mát.

DÅu máy b¿n áp có chąc nng chính là cách đián và làm mát máy bi¿n áp. Do đó, nó phÁi có đá bÁn đián mơi cao, đá dÁn đián và đá ổn đánh hóa hãc, và phÁi giữ đ°ÿc những đặc tính kỹ này khi giữ ç nhiát đá cao trong thåi gian dài. Các thông sỗ k thut in hỡnh l im chóp chỏy 140oC trỗ lờn, im ụng c -40oC trỗ xuỗng, iỏn ỏp ỏnh thng iỏn mụi 28 kV(RMS) trỗ lờn.

bin ỏp hồn tồn khơng có h¢i n°ãc tr°ãc khi dÅu cách đián vào. ĐiÁu này giúp ngn ngća sự hình thành ho quang v s cỗ tip iỏn khi ti.

2.3.9. Sơn và các hợp chất cách điện

S¢n cách đián l loi vt liỏu ỗ trng thỏi dung dỏch, thnh phÅn gồm có:

khơ. Khi qt s¢n lên bÁ mặt sn phm, dung dỏch bay hÂi, cũn li gỗc sÂn qua mát q trình hóa lý t¿o thành màng s¢n có tính chÃt cách đián.

2.3.10. Chất đàn hồi

ChÃt đàn hồi là mát lo¿i vÃt liáu nhựa dẻo có kh nng cỏch iỏn tỗt, chỏu c bin d¿ng, dß dàng đúc thành các hình d¿ng khác nhau. Là mát lo¿i polyme đặc biát, chÃt đàn hồi bao gồm cao su tự nhiên và nhân t¿o.

trên ván tr°ÿt, đ¿ giày, đồ dùng cho trẻ em, đ¿n lãp cách đián bao bãc dây loa và

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

đ°ång dây đián tho¿i.

2.3.11. Điện môi vô cơ

ChÃt đián môi là chÃt dÁn đián kém, l cỏc vt cht cú iỏn trỗ sut cao (107 ữ 1017.m) ỗ nhiỏt ỏ bỡnh thồng. Cht cỏch iỏn gồm phÅn lãn các vÃt liáu vơ c¢ cũng nh° hữu c¢. Đián mơi là những chÃt khơng dÁn đián (cách đián). Trong phân tử căa các chÃt đián môi, sỗ lng cỏc iỏn tớch t do l rt ớt. ĐiÁu

q 1 giá trá giãi h¿n thì đián mơi bá đánh thăng (mÃt tính cách đián), mßi đián

thc vo tớnh cht ca iỏn mụi. Hng sỗ iỏn mụi căa chân không = 1.

Khi đián môi đ°ÿc đặt trong đián tr°ång , thực t¿ khơng có dịng iỏn chy trong chỳng bỗi vỡ, khụng giỗng nh kim lo¿i, chúng khơng có các electron liên k¿t lång lẻo hoặc tự do có thể trơi qua vÃt liáu. Thay th¿ phân cực đián xÁy ra. Các đián tích d°¢ng trong đián môi đ°ÿc dách chuyển dÅn theo h°ãng căa đián tr°ång và các đián tích âm đ°ÿc dách chuyển dn theo hóng ỗi diỏn vói iỏn trồng. S phõn tách đián tích nhẹ hoặc phân cực này làm giÁm đián tr°ång trong lãp đián mơi.

mát đ¢n vá thể tích căa mơi tr°ång đián mơi là lãn h¢n. Các đián dung căa mát

môi đ¿n các hián t°ÿng đián đ°ÿc mô tÁ trên quy mô lãn hoặc v* mô bng cỏch s dng cỏc khỏi niỏm nh hng sỗ đián môi, đá thÃm và phân cực.

2.3.12. Vật liệu cách điện bằng gốm sứ

căa vÃt liáu này khá giũn, dò v nhng cú kh nng chỏu nhiỏt tỗt. Cng vỡ vy, cỏc thit bỏ cỏch iỏn bng gỗm są th°ång đ°ÿc ąng dāng t¿i các vá trí ít bá tác đáng vÃt lý, và có khÁ nng sinh nhiát cao nh° trên cát đián cao áp, tr¿m bi¿n ỏp. iỏn mụi ca vt liỏu s ỗ khong 4 – 10KV/mm.

2.3.13. Mica và các vật liệu trên cơ sở mica

Mica hay còn đ°ÿc gãi là nhựa Acrylic hay thăy tinh hữu c¢, đây là mát lo¿i nhựa dẻo trong, nó th°ång đ°ÿc nhÅc đ¿n nh° mát lo¿i vÃt liáu công nghiáp. Lo¿i vÃt liáu này có tỷ lá trong l°ÿng bằng ½ thăy tinh, đá xuyên sáng

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

CH¯¡NG 3: VT LIịU DắN IịN Mó chÂng: 03

th kh thi các lo¿i vÃt liáu dÁn đián th°ång dùng.

2. Nßi dung chÂng :

2.1. Khỏi niòm v tớnh cht ca vÁt lißu d¿n đißn.

2.1.1. Khái niệm về vật liệu dẫn điện.

VÃt liáu dÁn đián là vÃt cht m ỗ trng thỏi bỡnh thồng cú cỏc i án tích

liáu có tính dÁn đián.

- VÃt liáu có tính dÁn đián tử: là vÃt chÃt mà sự ho¿t đáng căa các đián tích khơng làm bi¿n đổi thực thể9 đã t¿o thành vÃt liáu đó. VÃt dÁn có tính dÁn đián tử bao gồm những kim lo¿i ç tr¿ng thái rÅn hoặc lång, hÿp kim và mát sỗ cht khụng phi kim loi nh than ỏ. Kim loi v hp kim cú tớnh dn iỏn tỗt c ch¿ t¿o thành dây dÁn đián, nh° dây cáp, dây quÃn dÁn đián trong các máy đián và khí cā iỏn....

trong cỏc khớ c iỏn dựng 9 sỗi m, ỗt núng, chiu sỏng, lm bin trỗ.... - Vt liỏu có tính dÁn Ion: là những vÃt chÃt mà dịng đián đi qua sẽ t¿o nên sự bi¿n đổi hóa hãc. VÃt dÁn có tính dÁn Ion thơng th°ång là các dung dách: dung dách axit, dung dách kiÁm và cỏc dung dỏch muỗi.

Vt liỏu dn iỏn cú th ç thể rÅn, lång và trong mát sç điÁu kián phù hÿp có thể là thể khí hoặc h¢i.

VÃt liỏu dn iỏn ỗ th rn gm cỏc kim loi v hp kim ca chỳng (trong mỏt sỗ trồng hp có thể khơng phÁi là kim lo¿i hoặc hÿp kim).

Vt liỏu dn iỏn ỗ th lồng bao gm cỏc kim lo¿i lång và các dung dách đián phân. Vì kim loi thồng núng chy ỗ nhiỏt ỏ rt cao trć thăy ngân (Hg)

có thể dùng vÃt liáu dÁn iỏn kim loi lồng l thy ngõn.

Cỏc cht ỗ th khớ hoc hÂi cú th trỗ nờn dn iỏn n¿u cháu tác đáng căa đián

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Trong ú: R- iỏn trỗ ()

ũ - iỏn trỗ sut ( mm2/m) S tit diỏn dõy dn (m) b. iỏn trỗ dn G

iỏn dn G căa mát dây dÁn là đ¿i l°ÿng nghách đÁo căa iỏn trỗ R 1

e : iỏn tớch ca phn t mang đián.

Thay Vtb = uE (u - đá di chuyể9n căa phÅn tử mang đián) vào (2.3), ta đ°ÿc d¿ng tổng quát căa đánh lt ơm:

i = no.e.u.E = ÷ E (2.4)

vãi ÷ = no.e.u đ°ÿc gãi là đián dÁn suÃt. d. Đián dÁn suÃt ÷

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Đ¿i l°ÿng nghách đÁo căa đián dÁn suÃt ÷ gói l iỏn trỗ sut p 1

a - l hỏ sỗ thay i iỏn trỗ sut theo nhiỏt ỏ (1/oC).

Qua nghiên cąu, ng°åi ta thÃy: Các kim lo¿i tinh khit thỡ hỏ sỗ a gn nh giỗng nhau và đ°ÿc lÃy bằng:

ý

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

ổ gn nhiỏt ỏ 0oK (nhiỏt ỏ tuyỏt ỗi) iỏn trỗ sut ca kim loi tinh khit gim ỏt ngát, chúng thể hián tính siêu dÁn. VÁ ph°¢ng dián lý thuyt, ỗ nhiỏt ỏ 0oK, kim loi cú iỏn trỗ bng 0.

Khi bỏ chy do thỡ iỏn trỗ suÃt căa kim lo¿i tng. Nh°ng n¿u ti¿n hành nung cho nú kt tinh li thỡ iỏn trỗ sut có thể giÁm (giÁm do tác dāng căa

Trong đó : ũo : iỏn trỗ sut ban u căa mÁu

ó : ąng st c¢ khí căa mÁu

k: hỏ sỗ thay i ca iỏn trỗ sut theo áp suÃt DÃu (+) t°¢ng ąng vãi bi¿n d¿ng do kéo

DÃu (-) t°¢ngu ąng vãi bi¿n d¿ng do nén

Sự thay đổi căa p khi kéo hoặc nén là do sự thay đổi biên đá dao đáng căa m¿ng tinh thể kim lo¿i: khi kéo thì p tng, khi nộn thỡ p gim.

c. Cỏc yờu tỗ nh hỗng khác:

- T¿p chÃt phi kim có trong kim lo¿i cng cú th lm p tng.

v nh hỗng ca ánh sáng.

2.1.4. Hiệu điện thế tiếp xúc và sức nhiệt động.

Khi hai kim lo¿i khác nhau ti¿p xúc vãi nhau thì giữa chúng có mát hiáu

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

đián th¿ gãi là hiáu đián th¿ ti¿p xúc. Nguyên nhân phát tinh hiáu đián th¿ ti¿p xúc là do cơng thốt căa mßi kim lo¿i khác nhau do ú sỗ iỏn t t do trong cỏc kim lo¿i (hoặc hÿp kim) khơng bằng nhau hình 2.1

Theo thuy¿t đián tử, hiáu đián th¿ ti¿p xúc giữa 2 kim hai lo¿i A và B bằng

UAB = UB – UA + ln oAoB

Trong đó: UA và UBđián th¿ ti¿p xúc căa kim lo¿i A và B noA và noB mÃt đá đián tć trong kim lo¿i A và B

vài vôn, n¿u nhiát đá căa cặp bằng nhau, tổng hiáu đián th¿ trong m¿ch kín bằng khơng. Nh°ng khi mát phÅn tử căa cặp có nhiát đá là T1 cịn cặp kia là T2 thì trong tr°ång hÿp này sẽ phát sinh sąc đián đáng.

TTA TTe  n ý

Biểu thąc (2-14) chąng tồ s.n.. l hm sỗ hiỏu nhiỏt ỏ

S xut hián hiáu đián th¿ ti¿p xúc đóng vai trị quan tróng ỗ hiỏn tng n mũn iỏn húa v c ng dng trong mỏt sỗ khớ c o lồng, c biát là ąng dāng để ch¿ t¿o các cặp nhiát ngÁu dùng để đo nhiát đá. BÁng th¿ đián hóa căa các kim lo¿i so vãi Hyđrô bÁng 2.2

BÁng 2.2 BÁng th¿ đián hóa căa các kim lo¿i so vãi Hydro bÁng 2.2

Sąc nhiát đián đáng sinh ra căa hai kim lo¿i khác nhau khi ti¿p xúc đ°ÿc ąng dāng để ch¿ t¿o cặp nhiát ngÁu.

Giá trá căa sąc nhiát đián đáng ti¿p xúc: EAB = 2,87.10-7.ñ .ln nA/nB (2-15)

Trong đó:

EAB sąc đián đáng ti¿p xúc dāng giữ 2 thanh kim lo¿i A và B

nA v nB sỗ lng iỏn t rÂi t do trong mỏt Ân vỏ phõn khỗi (1cm3) ca 2 kim lo¿i A và B.

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

2.2. Tính chÃt chung của kim lo¿i và hÿp kim.

Kim lo¿i:

- CÃu t¿o nguyên tử căa kim lo¿i

CÃu t¿o nguyờn t ca kim loi cú mỏt sỗ c im sau:

+ Có ít đián tử hóa trá. HÅu h¿t các kim lo¿i có 1, 2, hoặc 3 đián tử ç lãp ngồi cùng.

+ Có cÃu trúc m¿ng tinh thể. M¿ng tinh thể căa kim lo¿i có 3 d¿ng c¢ bÁn: M¿ng tinh thể lāc ph°¢ng

M¿ng tinh thể lÃp ph°¢ng tâm dián M¿ng tinh thể lÃp ph°¢ng tâm khỗi

+ Liờn kt trong kim loi l liờn kt kim lo¿i.

Đặc điểm căa liên k¿t này: t¿i các nút m¿ng là các h¿t nhân mang đián tích d°¢ng. Xung quanh là các đián tử tự do (thông qua các đián tử tự do các ion d°¢ng t¿o ra lực hút nhau, qua đó hình thành liên k¿t). Nh° vÃy liên k¿t kim lo¿i đ°ÿc hình thành do các đián tử tự do gÅn k¿t các ion d°¢ng vãi nhau.

cÂ bn v mỏt sỗ kim loi khỏc hoc phi kim khác. Hoặc có thể coi hÿp kim là

vói nguyờn tỗ phi kim. Hp kim cú cu to tinh thể. Có các lo¿i tinh thể hÿp kim sau: tinh thể hßn hÿp, tinh thể dung dách rÅn, tinh th hp cht húa hóc.

kim ỗ trng thỏi lồng. ỉ tr¿ng thái này các đ¢n chÃt khơng tan vào nhau và cũng khơng tác dāng hóa hãc vãi nhau. Kiểu liên k¿t chă y¿u là liên k¿t kim lo¿i.

- Tinh th dung dỏch rn: cú ngun gỗc t hòn hp cỏc Ân cht trong hp kim ỗ trng thái lång. ỉ tr¿ng thái này các đ¢n chÃt trong hßn hÿp tan vào nhau,

dách rÅn. Kiểu liên k¿t này cũng chă y¿u là liên k¿t kim lo¿i.

lång. æ tr¿ng thái này n¿u các đ¢n chÃt tham gia hÿp kim có kiÁu m¿ng tinh thể khác nhau, tính chÃt khoa hãc khác nhau và kích th°ãc các ion khác nhau rõ rát thì giữa những đ¢n chÃt này t¿o ra hÿp chÃt hóa hãc. Kiểu liên k¿t này là liên k¿t cáng hóa trá.

2.2.1. Tầm quan trọng của kim loại và hợp kim.

Trong các nhóm vÃt liáu kể trên thì vÃt liáu kim lo¿i có vai trò quy¿t đánh đ¿n sự phát triển căa xã hái và kỹ thuÃt. Đó là vÃt liáu c¢ bÁn để ch¿ t¿o ra

máy đáng lực, máy công cā gÅn liÁn vãi sự phát triển căa các vÃt liáu kim lo¿i

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

vãi tính nng ngày càng cao.

- Đặc tính chung:

+ Là kim lo¿i có màu đå nh¿t sáng rực

+ iỏn trỗ sut ũCu nhồ (chò lón hÂn so vói b¿c Ag nh°ng do b¿c đÅt tiÁn h¢n nên ít đ°ÿc dùng so vãi đồng).

+ Là kim lo¿i hi¿m chß chi¿m khng 0,01% trong lịng đÃt

Đồng dùng trong kỹ thuÃt đián phÁi đ°ÿc tinh luyán bằng đián phân, t¿p chÃt lÁn trong đồng dù mát l°ÿng rÃt nhå thì tính dÁn đián căa nó cũng giÁm đi đáng kể.

Al thì đián dÁn st căa nó (÷Cu) giÁm đi 25%  40% và n¿u trong đồng có 0,5% Ba, As, P, Si thì có th gim n 55%.

Cu.

iỏn trỗ sut v cỏc yu tỗ nh hỗng n iỏn trỗ sut ng c tiờu chun húa trờn thỏ trồng quỗc t ỗ 200C có: - p = 1,7241.10-6 (cm)

- ÷ = 0,58.10-6 (1/.cm)

Cỏc yu tỗ nh hỗng n iỏn trỗ sut - nh hỗng ca cỏc tp cht - nh hỗng ca gia cụng cÂ khớ - nh hỗng ca quỏ trình sử lý nhiát

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Nhìn chung cỏc nh hỗng trờn u gim iỏn dn sut ca đồng Phân lo¿i:

Đồng khi kéo nguái đ°ÿc gãi là đồng cąng: Nó có sąc bÁn cao, đá giãn dài nhå, rÅn và đàn hồi.

Đồng đ°ÿc nung nóng rồi để ngi gãi là đồng mÁm: nó ít rÅn h¢n đồng cąng, sąc bÁn c¢ khí kém, đá giãn khi t rt lÂn v iỏn dn sut ữ cao.

Đồng đ°ÿc sử dāng trong công nghiáp là lo¿i đồng tinh ch, nú c phõn loi trờn cÂ sỗ cỏc t¿p chÃt có trong đồng tąc là mąc đá tinh khit, bng 2.4.

nh hỗng ca gia cụng cÂ khớ:

+ æ tr¿ng thái ă nhiát (mÁm) đá bÁn đąt khi kéo: ô = 22kG/cm2+ Khi kéo thành sÿi (nguái): ơ = 45kG/cm2

Vì vÃy, để dß dàng khi sự dāng nên gia nhiát vÃt liáu đồng

L°u ý: Vì sąc bÁn c¢ khí căa đồng giÁm khi nhiát đá tć 770C nên những quy đánh vÁ ph°¢ng dián kỹ thuÃt phÁi làm sao giãi h¿n nung nóng bình th°ång căa dây dÁn trÅn sao cho nhiát đá căa chúng không v°ÿt quá 700C.

b) Hÿp kim căa đồng

Hÿp kim trong đó vÃt liáu đồng là thành phÅn c¢ bÁn, có đặc điểm là sąc

chÁy.

Hÿp kim căa đồng có thể đúc thành các d¿ng hình phąc t¿p, ng°åi ta dß dàng gia cơng trên máy cơng cā và có th¿ phă lên bÁ mặt căa các kim lo¿i khác nhau theo ph°¢ng pháp m¿ đián. Những hÿp kim chính căa đồng đ°ÿc sử dāng trong kỹ thuÃt đián là: Đồng thanh, đồng thau, các hÿp kim dùng làm iỏn trỗ.

hp cht khỏc nh: thic, silic, phỗt pho, berili, crơm, mangan, cadmi&, trong đó đồng chi¿m vá trí c¢ bÁn, cịn các chÃt khác có hàm l°ÿng thÃp.

Cn cą vào l°ÿng và thành phÅn các chÃt chąa trong đồng, ng°åi ta chia hÿp kim căa đồng thành các d¿ng chă y¿u sau:

- Đồng thanh (đồng đå)

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Đồng thanh là mát kim lo¿i ca ng, cú thờm mỏt sỗ kim loi khỏc tng c°ång đá cąng, sąc bÁn và dß nóng chÁy.

Tùy theo các vÃt liáu thêm vào, ng°åi ta phân biát: + Đồng thanh vãi thi¿c

+ Đồng thanh vãi thi¿c và kẽm + Đồng thanh vãi nhôm

+ Đồng thanh vãi Berili

Đồng thanh đ°ÿc dùng để ch¿ t¿o các chi ti¿t dÁn đián trong máy đián và khí c iỏn; gia cụng cỏc chi tit nỗi v gi dõy dn, cỏc ỗc vớt, ai cho hỏ thỗng nỗi t, c gúp iỏn, cỏc gió v gi&

BÁng 2: Tính chÃt vÃt lý căa đồng thau

- Đồng thau:

Đồng thau là mát hÿp kim đồng vãi kẽm, trong đó kẽm khơng v°ÿt q

phÅn trm căa kẽm càng lãn.

t¿o nên trên bÁ mặt căa vÃt liáu càng nhanh khi nhiát đá càng lãn.

Còn n¿u tỷ lá phÅn trm căa kẽm nhå thì trên bÁ mặt căa vÃt liáu sẽ t¿o

bÁo vá cỏc chi tit chỗng li sự n mịn căa khơng khí khi có Amoniac n¿u

Để tng sc khỏng ỗi vói s n mũn iỏn hóa, ng°åi ta th°ång t¿m thi¿c hay tráng kẽm khi đồng thau cịn nóng.

Đồng thau đ°ÿc dùng trong kỹ thuÃt đián để gia công các chi ti¿t dÁn dịng nh° ổ cÅm đián, các phích cm, ui ốn, cỏc u nỗi n hỏ thỗng tip đÃt,

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

xát, có trãng l°ÿng riêng nhå (nhẹ). Chi¿m 7,5% trong vå trái đÃt (nhiÁu nhÃt trong các kim lo¿i)

- Có đián dÁn suÃt và nhiát dÁn cao, chß sau Ag và Cu - Gia cơng dß dàng khi nóng và khi ngi

- Có sc bn ỗi vói s n mũn do cú lóp oxit rÃt mång t¿o ra khi ti¿p xúc vãi không khớ.

- Sc bn cÂ khi tÂng ỗi bộ.

- Lãp oxit có đián dÁn lãn khi khó khn cho viỏc tip xỳc.

- iỏn trỗ sut v cỏc yu tỗ nh hỗng n iỏn trỗ sut

iỏn trỗ sut ca nhụm ỗ 200C l 2,941.10-6 (.cm). Hỏ sỗ thay i iỏn trỗ sut theo nhiỏt ỏ ủ = 0,004 – 0,0049

l°ÿng nhẹ (trãng l°ÿng Al nhå h¢n Cu 3,5 lÅn) tính dẻo cao. So vãi đồng, nhơm kém h¢n vÁ các mặt đián và c¢. Vãi dây dÁn có cùng ti¿t dián và đá dài thì dây

có ti¿t dián lãn h¢n 1,669 lÅn so vãi dây đồng.

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Vì vÃy, n¿u bá ràng bc b¢i kích th°ãc thì khơng thể thay ng bng nhụm c.

Cỏc yu tỗ nh hỗng n iỏn trỗ sut - nh hỗng ca cỏc tp cht

- nh hỗng ca gia cụng cÂ khớ - nh hỗng ca quỏ trỡnh x lý nhiỏt

Nhỡn chung cỏc nh hỗng trờn u lm tng iỏn trỗ sut v thay i hỏ sỗ ca nhụm.

Bng 2: nh hỗng phā căa sÅt và silic

Phân lo¿i:

Nhôm dùng trong cụng nghiỏp c phõn loi trờn cÂ sỗ t lá phÅn trm

thuÃt đián th°ång đÁm bÁo tinh khi¿t tỗi thiu 99,5% Al, cỏc tp cht khỏc nh st, silic tỗi a l 0,45% ng v km tỗi a là 0,05%.

ỉ nhiát đá th°ång, khi để trong khơng khí, nhơm sẽ đ°cã bãc mát lãp mång, chÅc nát oxit, lóp ny cú iỏn trỗ lón bo vỏ tỗt đãi vãi sự n mòn, ngay

hÿp tồn t¿i các khí khác trong khí quyển nh° C02, NH3, SO2&và đá ¿m lãn có thể phát sinh n mịn đián hóa. Hián t°ÿng n mịn đián hóa có thể xÁy ra ç mçi ti¿p xúc giữa kim lo¿i c¢ bÁn và tùy theo tình hình cā thể có thể dÁn đ¿n sự liên

đ¿n sự n mòn căa dây dÁn. Những liên há Ãy có thể làm mÃt tính tinh khi¿t căa nhơm và do đó dß dàng t¿o nên sự n mũn nhanh, c biỏt ỗ nhng vỏ trớ tip xúc trong quá trình lÅp đặt đián.

khi¿t khác nhau, ng°åi ta thÃy rằng: nhôm vãi đá tinh khi¿t 99,5% đ°ÿc gia công và lÅp ráp dù cho sự chm sóc c¿n thÃn nó vÁn bá n mịn nhiÁu h¢n đồng.

Đặc biát trong kỹ tht đián hay phi nỗi iỏn ng vói nhụm. Nu chò tip xỳc bỏ m thỡ ỗ y s cú mỏt sc đián đáng có chiÁu đi tć nhơm sang đồng, do ú phn nhụm ỗ chò tip xỳc bỏ n mũn rÃt nhanh. Vì vÃy chß ti¿p xúc giữa nhơm và ng cn c chỳ ý bo vỏ chỗng thm.

</div>

giáo trình vật liệu điện nghề điện công nghiệp và dân dụng trung cấp

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về