Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Вопрос 15. Механические свойства диэлектриков
|
|
При выборе диэлектрического материала в каждом конкретном случае следует учитывать не только электрические свойства (относительную диэлектрическую проницаемость, удельное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическую прочность), но и механические свойства.
К основным механическим свойствам относятся упругость, прочность и вязкость.
Упругость. На материалы могут действовать сосредоточенные или распределенные нагрузки, которые вызывают в них механические напряжения. Под действием механических напряжений материал деформируется.
При небольших механических напряжениях выполняется закон Гука, который устанавливает линейную зависимость между механическими напряжениями, и относительной деформацией. В этом случае после снятия нагрузок форма образца восстанавливается.
Прочность. Свойство материала сопротивляться разрушению, а
также необратимому изменению формы под действием внешних нагрузок называется прочностью. Прочность обусловлена силами взаимодействия атомов, из которых состоит материал. Сила взаимодействия двух соседних атомов зависит от расстояния между ними. Если в твердом материале на участке, размер которого соизмерим с межатомным расстоянием, напряжение больше прочности, то по этому участку произойдет разрыв.
Закон Гука справедлив только до определенного предела. С некоторого значения механического напряжения, деформация растет быстрее, чем по линейному закону. Происходит холодное пластическое течение материала, и после снятия напряжения форма образца не восстанавливается. Напряжение называется пределом текучести.
Дальнейшее повышение механического напряжения приводит
к разрушению образца при напряжении, которое называется пределом прочности.
Прочность материалов характеризуется пределами прочности
при растяжении, сжатии и изгибе. Пределы прочности измеряются в единицах механического напряжения.
Механическая прочность зависит от типа связей молекул вещества: она максимальна в кристаллах с ковалентной связью и минимальна в кристаллах с молекулярной связью. Для металлов все три предела прочности близки, а для диэлектриков могут сильно отличаться.
Материалы, в которых пластическая деформация не наблюдается и образец разрушается (например, стекло, керамика), называются хрупкими. Хрупкие материалы легко разрушаются под действием вибраций и динамических нагрузок.
Материалы, в которых участок пластической деформации очень широк, называются пластичными.
Вязкость. Вязкость присуща материалам, которые находятся в
жидком агрегатном состоянии, и характеризует сопротивление их
течению.
Различают динамическую и кинематическую вязкости.
Динамическая вязкость измеряется в паскалях, умноженных на секунду. Кинематическая вязкость определяется отношением динамической вязкости к плотности жидкости и измеряется в квадратных метрах на секунду (м2/с).
Вязкость сильно уменьшается с повышением температуры. Это
особенно важно для заливочных и пропиточных электроизоляционных материалов. Заливку таких материалов производят в нагретом состоянии, когда они могут быстро заполнить мельчайшие поры.