Электротехнические материалы в самолётостроении

Органические изолирующие материалы. К ним относятся вещества животного ( шелк, воск) и растительного (бумага, резина, канифоль, лaки, смолы и масла) происхождения, а также искуственные синтетические продукты (бакелиты, полистирол, полихлорвинил и др.).

Бумага и лакобумага используются в качестве изолирующего материала в катушках трансформаторов и дросселей, для изоляции проводов, а также при изготовлении конденсаторов. Выпускается конденсаторная бумага толщиной 0,006-0,24 мм.

Электрокартон (прессшпан) - это картон, пропитанный парафинoм или специальными лаками. Толщина электрокартона 0,1-3 мм. Применяется для изготовления каркасов тpансформаторов и дросселей низкой частоты, катушек реле и прокладок.

Лакоткани пpедставляют собой хлопчатобумажные, шелкoвые и стеклянные ткани, пропитанные электроизоляционными лаками. Выпускаются в виде полотна толщиной 0,04-0,3 мм или трубки c внутренним диаметром 0,5-10 мм. Полотно используется для изоляции обмоток в трансформатoрах, трубки - для изоляции монтажных проводов.

Эбонит - материал, вырабатываемый из каучука. Легко обрабатывается, но обладает очень низкой теплостойкостью. Со временем свойства эбонита сильно изменяются, поэтому в высокочастотных цепях он не применяется.

К а р б о л и т - пластмасса, изготовляемая на основе композиции волокнистых и порошковых органических веществ со связующей смолой. Изделия из карболита дешевы, но хрупки и не поддаются механической обработке. Для высокочастотных цeпей карболит непригодeн.

Г е т и н а к с- слоистая пластмасса на бумажной основе. Выпускается в виде листав толщиной 0,2-30 мм c гладкой поверхностью от светло- до темно-коричневого цвета. Гетинакс хорошo поддается механической обработке, листы толщиной от 1,5 до 3 мм можно штамповать. Из гетинакса изготавливают панeли, планки, прокладки, кaркасы и др. Применение гетинакса следует ограничивать изоляцией низкочастотных цепей и цепей питания.

Текстолит - слоистая пластмасса на текстильной основе. Выпускается текстолит в виде листов толщиной 0,5-50 мм и стержней диаметром 860 мм. По сравнению c гетинаксом текстолит обладает меньшей хрупкостью и лучшими механическими свойствами. Текстолит хорошо обрабатывается режущим инструментом и применяется для изготовления кулачков, прокладок, каркасов для катушек и др. Текстолит, изготовленный на основе стеклянной ткани (стеклотекстолит), обладает высокими диэлектрическими качествами и пригоден для изоляции высокочастотных целей.

Полихлорвинил- прозрачный и окрашенный эластичный мaтериал. Широко пpименяется для изоляции монтажных проводов. Выпускается в видe листов, лeнт, стержней, трубок. Полихлорвинил обладает высокой электрической прочностью и отличается химической стойкостью к кислотам и щелочам. Недостатком полихлорвинила являются низкая нагревостойкость и способность растворяться в ацетоне.

П о л и с т и р о л (прозрачная стекловидная пластмасса) обладает высокими электроизоляционными свойствами в широком диапазоне частот. Используется для изготовления самых разнообразных изоляционных деталей (роликов, кaркасов высокочастотных контурных катушек, ручек, клавишей и др.) методом прессования, литья под давлением и обработки на стaнках. Пленочный полистирол (стирофлекс) толщиной 0,02-0,2 мм используется для изоляции жил высокочастотных кабелей и в производстве конденсаторов. Полистирол горюч, растворяется в дихлорэтане, бензоле. Недостатком полистирола является невысокая теплостойкость (60-80^°).

П о л и э т и л е н - эластичный полупрозрачный материал, обладающий высокими электроизоляционными свойствами, не растворяется при комнатной температуpе ни в каких растворителях, морозостоек (до -65^°), теплостойкость - до 70°. Применяется для каркасов контурных катушек и изоляции высокочастотных кабелей.

Ф т о р о п л а с т-4 (фтороорганический полимер белого цвета) характеризуется высокими электроизоляционными свойствами и механической прочностью. Он имeет значительную нагревостойкость (до 300^°), морозостойкость (до -135°). Не горит, не смачивается водой и не гигроскопичен. Изделия из фторопласта выпускают путем механической обработки таблетированного порошка, пластин, лезет, пленок и волокна. Применяется для изготовления пленочных конденсаторов высокого качества, изоляции высокочастотных кабелей и других ответственных деталей.

К а п р о н (продукт чистой полиамидной смолы без наполнителя) обладает высокими электроизоляционными механическими свойствами. Из капрона изготавливают нити, пленки, листы и различные детали (монтажные и переходные планки, втулки, ролики и др.). Капроновые нити используются для изоляции токоведущих жил кабельных изделий кaк заменитель шелка. Растворяется капрон в феноле,соляной и муравьиной кислотах.

О р г а н и ч е с к о е с т е к л о (плексиглас) вьпускается бесцветным и окрашенным в pазличные цвeта. Легко обрабатывается, полируется, допускает нанесение цифр, гравировку. Теплостойкость до 60^°. B качестве изоляционного матeриала органическое стекло применяется редко. B бoльшинстве случаев используется для изготовления шкал, визиров, линз и др.

Неорганические изолирующие материалы. Они отличаются огнестойкостью, значительной твердoстью. Сюда относятся слюда, кварц, стеклo, стеклоэмаль, радиофарфор, большое количество специальных сортов керамики.

С л ю д а имеет две разновидности - мусковит и флогопит. Мусковит (бесцветный и прозрачный) имеет лучшие электроизоляционные свойства, ислользуется в качестве диэлектрика для конденсаторов. Флогопит (светлого коричневого цвета) обладает пониженными электроизоляционными свойствами по сравнению с мусковитом и применяегся для изоляции электронагревательных приборов. Слюда, размельченная в порошок и спрессованная с борной кислотой и суриком, называется микалексом. Из микалекса изготавливают изоляторы для мощной высокочастотной аппаратуры.

Одним из наиболее высококачественных электроизоляционных материалов, имеющих наибольшую устойчивость в различных эксплуатациохных условиях, является керамика, она устойчива к длительному воздействию повышенных температур, влаги и химических веществ. К керамическим материалам, применяемым в радиотехнической промышленности, относятся радиофарфор, ультрафарфор, стеатит, термоконд, тиконд и др.

Детали из радиофарфора и ультрафарфора изготавливают формированием, выдавливанием через мундштук, литьем. Далее их механииески обрабатывают и подвергают обжигу. Они применяются для изготоиления каркасов катушек коротковолноного и ультракороrковолнового диапазона, изоляторов, ламповых панелей, плат переключателей, оснований непроволочных резисторов.

С т е а т и т (установочная радиокерамика) по своим характеристикам сходен с радиофарфором, Применяется для изготовления контурных конденсаторов, осей переменных конденсаторов.

Г и к о н д (конденсаторная керамика) имеет высокое значение диэлектрической проницаемости и отрицательный температурный коэффициент проницаемости. Температурный коэффициент емкости тикондовых конденсаторов отрицателен.

Т е р м о к о н д- это также конденсаторная керамика, обладающая малым температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости. Применяется для изготовления стабильных контурных конденсаторов.

Основные свойства электроизоляционных материалов приведены в табл. 5.

Таблица 5 Основные свойства диэлектриков

Заключение

В последние десятилетия с внедрением электроники в производстве самолётов широкое распространение получили электротехнические материалы, проводники, диэлектрики, а особенно полупроводники.

Из полупроводниковых материалов изготавливают элементы бортовых электронных систем современного летательного аппарата, широкое распространение в электрооборудовании нашли простые полупроводниковые элементы кремний и германий из них изготавливают диоды, транзисторы, тиристоры, варикапы, стабилитроны. Из них изготавливают начинку электронных блоков отвечающих за преобразование переменного электротока в постоянный. Из транзисторов, тиристоров делают начинку блоков отвечающих за усиление, коммутирование и т.п. электро и радиосигналов. Из сложных полупроводниковых элементов изготавливают микросхемы. Все эти радиоэлементы монтируют на печатных платах которые должны обладать диэлектрическими свойствами, широкое распространение получили платы из фольгинированного медью гетинакса, текстолита, а в последнее время и стеклотекстолита. Из ПВХ и фторопласта изготавливают изоляцию электропроводов.

Особое место в передаче, коммутации электросигналов и электрического тока играют проводниковые материалы, из них изготавливают электропровода, широкое место здесь занимает медь, алюминий, железо, золото, серебро, платина. Вакуумную бескислородную медь (M00) используют в электровакуумных приборах (аноды мощных ламп), в элементах СВЧ-приборов (волноводы, магнетроны), для изготовления особо, тонкой проволоки и красномедной фольги. Медь марок М2, М3 и М4 применяют для получения медных сплавов -бронз и латуней.

Лучшие марки бронз, например бериллиевую применяют для токоведущих пружин, контактов, различных мембран. Кадмиевую бронзу используют для проводов, коллекторных пластин, скользящих контактов.

Медныe сплавы, основанные на твердых растворах никеля в меди, широко используют для изготовления проволочных или ленточных резисторов. Алюминий марок А0 (99,0% Аl) иАЕ (99,5% Al) используют для получения алюминиевых сплавов, кабелей, токопроводящих изделий, шин, рамок и стрелок электроизмерительных приборов.

Несмотря на высокую стоимость, серебро применяют в качестве неокисляющихся проводников, электрических контактов на высоких и ультравысоких частотах, а также в печатных микроэлектронных схемах. В высокочастотной аппаратуре серебро широко используют для покрытия меди или латуни тонким слоем.

Библиографический список

1. Материалы для авиационного приборостроения и конструкций под редакции академика А.Ф. Белова, Москва «Металлургия» 1982г.

2. Материалы электронной техники. В.В. Пасынков, Москва Издательство «Высшая школа», 1980г.

3. Справочник радиомеханика. М.А. Бродский Минск, «Высшая школа», 1974г.

4. Электрорадиоматериалы. под редакцией Б.М. Тареева Москва, 1978г.

5. Электротехнический справочник, Шестое издание том1 под общей редакцией профессоров Московского энергитического института, Москва «Энергия» 1980г.

Размещено на Allbest.ru