Mavzu: Dielektriklar I. Kirish II. Asosiy qism: Dielektriklarning asosiy mexanik tavsiflari

1. Dielektriklarning asosiy mexanik xarakteristikalari.
Materialning zichligi, geometrik o'lchamlari, g'ovakligi, yopishqoqligi, namlik qarshiligi va boshqalar kabi umumiy jismoniy xususiyatlar har bir turdagi material uchun standartlashtirilgan va shuning uchun uni sinovdan o'tkazishda aniqlanishi kerak. Bundan tashqari, boshqa xususiyatlarni (mexanik, elektr) aniqlashda ko'pincha yuqoridagi parametrlarni qandaydir ruxsat etilgan xatolik bilan bilish talab qilinadi Dielektriklarni sinashda ishlatiladigan namunalar va elektrodlarning chiziqli o'lchamlari shkala o'lchagichlari, kaliperlar, mikrometrlar va qalinlik o'lchagichlari kabi taniqli asboblar yordamida o'lchanadi. Bir yoki boshqa qurilmani tanlash o'lchangan o'lchamning qiymati, materialning xususiyatlari (masalan, uning qattiqligi), konfiguratsiya, namuna, kerakli o'lchov aniqligi bilan belgilanadi. An'anaviy chiziqli o'lchash asboblaridan tashqari, ilmiy tadqiqotlar amaliyotida va elektr izolyatsiya materiallarini ishlab chiqarishda butunlay boshqa jismoniy hodisalarga asoslangan konvertorli qurilmalar qo'llanilgan. Bularga ultratovush va radioizotop qalinligi o'lchagichlari kiradi. Ikkinchisi ko'p qirraliligi bilan ajralib turadi; ular mahsulotning xususiyatlari va konfiguratsiyasidan qat'i nazar, har qanday materiallarning qalinligini yoki taglik va yupqa qoplama birikmalarining qalinligini o'lchash uchun javob beradi.
Materialning asosiy jismoniy xarakteristikasi uning zichligi; u materialning tuzilishi, tarkibi va boshqa fizik-kimyoviy xususiyatlarini baholash uchun ishlatilishi mumkin; u ba'zi nisbiy mexanik xususiyatlarni, masalan, kuch, elastiklik modulini aniqlash uchun ishlatiladi. Zichlik materialning haroratiga bog'liq bo'lganligi sababli, uning qiymatini harorat indeksi bilan ko'rsatish odatiy holdir, masalan, 20 ° S haroratda zichlik. Gözenekli materiallarda, shuningdek, bir nechta komponentlarni o'z ichiga olgan materiallarda. , o'rtacha (ko'rinadigan) aniqlanadi, quyma materiallarda esa - massa zichligi. Ikkinchisi, namuna massasining uning umumiy hajmiga, shu jumladan g'ovak hajmiga nisbati. Nisbiy zichlik - tana massasining teng hajmdagi mos yozuvlar (shartli) moddaning massasiga nisbatiga teng bo'lgan o'lchovsiz miqdor.
Gözenekli materiallar uchun qattiq moddaning haqiqiy zichligi namuna massasining uning hajmiga nisbati sifatida aniqlanadi.
Dielektrikning namlik va suvga chidamliligi deganda uning suv bug'lari bilan to'yingan holatiga yaqin atmosfera ta'siriga va (yoki) suvli muhit ta'siriga, uning xususiyatlarini qabul qilib bo'lmaydigan darajada yomonlashtirmasdan bardosh berish qobiliyati tushuniladi. Ushbu turdagi materialni sinashda boshqariladigan parametrlar quyidagilardir: dielektrik quvvati Epr, o'ziga xos hajm qarshiligi r, izolyatsiya qarshiligi Riz va ichki qarshilik Ri. Elektr xarakteristikalari bilan bir qatorda namlik va suvning emishi va shishishi ham aniqlanadi.
Yuqoridagi ko'rsatkichlar bo'yicha materiallarning namlikka chidamliligi namunalarni kerakli rejimlar saqlanadigan termal namlik kamerasiga joylashtirish orqali aniqlanadi. Bu havo harorati (23±2) yoki (40±2) °S, nisbiy namlik (93±2) yoki (95±2)% bo'lishi mumkin.
Namlikni yutish wa ni aniqlash uchun sinov uchun tayyorlangan va normalizatsiya qilinadigan namunalar tezda oldindan tortilgan, mahkam yopilgan idishga o'tkaziladi va tortiladi, so'ngra yuqori namlik sharoitida belgilangan vaqt davomida saqlanadi va yana tortiladi. Massani aniqlashda xatolik 0,001 g dan oshmasligi kerak.
Namlikni yutishning istalgan qiymati beshta namunadagi o'lchovlarning o'rtacha arifmetik qiymati sifatida topiladi.
Yuqoridagi ko'rsatkichlar bo'yicha materiallarning suvga chidamliligi namunalarni distillangan suvda (23 ± 0,5) ° S haroratda ushlab turgandan keyin aniqlanadi. Saqlash muddati materialning turiga bog'liq va tegishli standartda ko'rsatilgan. Bu 1 kundan 56 kungacha bo'lishi mumkin.
Suyuqlik va yumshatuvchi elektr izolyatsion materiallarning viskozitesi maxsus asboblar - viskozimetrlar yordamida aniqlanadi. Moddaning dinamik, kinematik va shartli yopishqoqligi mavjud.
Dinamik yopishqoqlik paskal soniyalarda o'lchanadi. Paskal sekund (Pa s) - laminar oqimi davomida 1 m masofada joylashgan qatlamlarda, oqimga perpendikulyar yo'nalishda, 1 Pa kesish bosimi ta'sirida muhitning dinamik yopishqoqligi, a 1 m / s oqim tezligidagi farq paydo bo'ladi. Sinov amaliyotida yopishqoqlikning yana bir birligi ham qo'llaniladi - poise (P): 1 P \u003d 0,1 Pa s. Dinamik yopishqoqlikni o'lchash Stokes qonuni yoki Puazeyl qonuniga asoslanadi. Kinematik viskozite v, sekundiga kvadrat metr, suyuqlikning dinamik yopishqoqligi h ning zichligiga, r ga nisbatiga teng. Amalda, kinematik yopishqoqlik ba'zan stoklarda o'lchanadi. 20°C da suvning kinematik viskozitesi v taxminan 1 cSt; bu haroratda suvning dinamik viskozitesi taxminan 1 sentipoza (0,001 Pa s) ni tashkil qiladi.
Nisbiy viskozite (VU) - ma'lum bir sinov usuli bilan olingan xususiyat. Bu empirik munosabatlar orqali dinamik va kinematik yopishqoqlik bilan bog'liq.
Ularning qurilmasiga ko'ra, viskozimetrlar kapillyar, universal, aylanadigan va ultratovushli bo'linadi.
Sinov materialining kinematik viskozitesi, v, to'rtinchi muhim ko'rsatkichga hisoblanadi.
Mexanik testlar materiallarning mustahkamlik xususiyatlarini, ya'ni ularning asl o'lchamlari va shaklidagi nomaqbul o'zgarishlarsiz tashqi mexanik yuklarga bardosh berish qobiliyatini aniqlash uchun mo'ljallangan. Ba'zi hollarda, mexanik sinovlar paytida materialning parchalanish yuki va uni yo'q qilgandan keyin deformatsiyasi aniqlanadi. Yukni qo'llash xususiyatiga ko'ra, mexanik sinovlar statik, yuk belgilangan tezlik bilan silliq ortib borayotganda va dinamik, yuk materialga to'satdan, silkinish yoki zarba shaklida va tez ta'sir qilganda bo'linadi. kattalik va (yoki) yo'nalishdagi o'zgarishlar. Statik sinovlarda taranglik, siqish yoki egilishdagi uzilish kuchlanishi, oqish kuchi, uzilishdagi cho'zilish va siqishdagi nisbiy deformatsiya aniqlanadi, elastiklik moduli (Yang) va boshqa xarakteristikalar; dinamik testlarda - zarba kuchi va tebranishga qarshilik. Materialning qattiqligi, moslashuvchanligi, plastikligi kabi muhim parametrlari alohida o'rin tutadi.
Statik vayronagarchilikni sinovdan o'tkazishda V s kuchlanish kuchi namunani yo'q qilishdan oldingi eng yuqori yuk F ga mos keladigan kuchlanish sifatida tushuniladi. Yoriqdan keyin nisbiy cho'zilish d - yorilishdan keyin namunaning taxminiy uzunligi o'sishining dastlabki uzunlikka nisbati. Kuchlanish sinovi nafaqat materialning mustahkamligini, balki elastik va plastik deformatsiyalarga moyilligini ham baholashga imkon beradi. Elastik chegara - bu qoldiq cho'zilish namunaning ishchi qismining dastlabki uzunligining 0,05% ni tashkil etadigan kuchlanish. Chiqish kuchlanishi - cho'zilish yukini oshirmasdan namunaning deformatsiyasining sezilarli darajada oshishi (shartli uzunligining 0,2% gacha) bo'lgan kuchlanish.
Maksimal yuklanish, tanaffus yoki rentabellikdagi cho'zilish foiz sifatida hisoblanadi.
Plastmassalar, kompozitlar, laminatlar va boshqa qattiq materiallarning Charpy ta'siriga chidamliligi qattiq sarkaç zarbasi sinovlari yordamida aniqlanadi. Namuna 1.1-rasmda ko'rsatilganidek, ikkita tayanchga joylashtiriladi. 30 ° burchak burchagi va egrilik radiusi (2 ± 0,5) mm bo'lgan xanjar shaklidagi zarbaga ega bo'lgan og'ir mayatnik l, sinov namunasi mayatnik traektoriyasining pastki qismida bo'lishi uchun 2 o'qda ko'tariladi. Mayatnikning og'irlik markazi zarba beruvchining o'rtasiga to'g'ri keladi.
Qulf bo'shatilganda, sarkaç tushadi, namunani buzadi va ma'lum bir holatga ko'tariladi. Sarkacning potentsial energiyasining dastlabki va yakuniy zahiralari orasidagi farqdan namunani yo'q qilishga sarflangan zarba energiyasi topiladi. Ta'sir kuchi - bu zarba energiyasining namunaning tasavvurlar maydoniga nisbati.
1.1-rasm - Sharpi (a) mayatnik zarbasini tekshirgichning sxemasi va zarba berish momentidagi namunaga nisbatan zarba beruvchining holati (b): l - mayatnik; 2 - hujumchining yuzi; 3 - mayatnikning o'qi; 4 - sinov namunasi

Elektr izolyatsion materiallar va mahsulotlarning qattiqligi sinov ob'ektining xususiyatlariga qarab turli usullar bilan aniqlanadi. Ko'pgina hollarda, ma'lum bir yuk ostida namuna yuzasiga indenterni bosishning statik usuli qo'llaniladi. Qattiqlik intenterning chuqurligi bilan baholanadi. Ba'zan, aksincha, chuqurlik chuqurligi doimiy indenter tezligida o'rnatiladi va indenterga qo'llaniladigan yuk o'lchanadi. Ushbu usulning boshqa variantlari ham qo'llaniladi.

Plastmassalarning qattiqligi (bir yo'nalishli tolali GRPlar bundan mustasno) diametri (5 ± 0,5) mm bo'lgan sayqallangan qotib qolgan po'latdan yasalgan sharni chuqurlashtirish orqali o'lchanadi. Maydoni 10x10 mm va qalinligi kamida 4 mm bo'lgan doira yoki kvadrat shaklidagi namunalar po'lat plastinka ustiga qo'yiladi, to'p u bilan aloqa qilguncha materialga silliq tushiriladi; 5 soniyadan so'ng, maxsus qurilma yordamida ular uni sirtga bosishni boshlaydilar, yukni (2-3) soniya ichida maksimal qiymatga oshiradilar. Keyin yuk 30 soniya davomida doimiy ravishda saqlanadi. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, to'pning chuqurligini h, mm o'lchang. Tajriba uch yoki undan ortiq namunalarda bir necha marta takrorlanadi. To'pning tazyiqlari orasidagi masofa, shuningdek, bosma va namunaning chetlari orasidagi masofa kamida 5 mm bo'lishi kerak. Maksimal yukning qiymati sifatida tanlanadi Shunday qilib, 30 soniyadan keyin to'pning chuqurligi 0,15 dan 0,35 mm gacha. Agar bir nechta yuk qiymatlari ushbu qiymatni qondirsa, ularning eng kichigi olinadi. Yuk ± 1% dan ko'p bo'lmagan xatolik bilan o'lchanadi, chuqurlik chuqurligi - 0,001 mm dan ko'p bo'lmagan xato bilan.