Слайд 1Направление подготовки бакалавров
«Химическая технология»
Материаловедение и технология конструкционных
материалов
Лихачев Владислав Александрович, к.х.н., доцент
Слайд 2Модуль 3. Основные конструкционные материалы.
Слайд 12.01
Слайд 3Классификация керамических материалов.
Слайд 12.02
Классификация электротехнических материалов
На практике применяются следующие виды
электротехнических материалов
1. С низким сопротивлением;
2. С высоким сопротивлением;
3. С особыми
магнитными свойствами:
3.1. магнитотвердые;
3.2. магнитомягкие.
4. Диэлектрики, Материалы не проводящие ток (полимеры, резина, керамика)
Слайд 4Свойства и применение керамических материалов.
Слайд 12.03
Электротехнические материалы с низким сопротивлением
Материалы,
использующиеся для проводников и при обеспечении контакта.
Это чистые металлы: Au,
Ag, Cu, Al.
В представленном ряду электропроводность падает.
Cu, Al – основные материалы для проводников и шин выпрямителей и электролизеров;
Au, Ag для покрытия ответственных контактов.
Электропроводность Au, Ag, Cu, Al падает при появлении примесей или при легировании этих металлов.
Слайд 5Свойства и применение керамических материалов.
Слайд 12.04
Применяются для изготовления нагревательных приборов,
реостатов и сопротивлений.
Электротехнические материалы с высоким сопротивлением
Основной материал для нагревателей
это сплав Ni-Cr (нихром):
Х20Н80 (20% Cr, 80% Ni) может использоваться до температуры 1150оС,
Сплавы для термопар: хромель (Ni + 10%Cr), алюмель (Ni + 2%AL)
Cплавы для реостатов и сопротивлений должны иметь невысокую температурную зависимость сопротивления. К таким материалам относятся сплавы на основе меди с высокой концентрацией растворяющихся компонентов: константин МНМц40 -1,5 (40% Ni, 1,5%Mn); копель МНМц45-0,5 (45% Ni, 0,5%Mn).
Максимальная температура эксплуатации этих сплавов до 500оС, долее окалинообразование
Слайд 6Классификация композиционных материалов.
Слайд 12.05
Материалы с особыми магнитными свойствами
1. Диамагнетики –
материалы с отрицательной магнитной восприимчивостью, намагничиваются противоположно магнитному полю. Полупроводники
Si, Ge;
2. Парамагнетики. Материалы со слабой намагниченностью под действием внешнего магнитного поля: K, Na, Al, Mo, W, Ti, аустенитные стали;
3. Ферромагнетики – материалы с высокой магнитной восприимчивостью: Fe, Со, Ni, гадолиний.
3.1. Магнитотвердые (материалы для постоянных магнитов).
3.2. Магнитомягкие (магнитопроводы электрических машин генераторов, электродвигателей, трансформаторов, реле, пускателей, электромагнитов).
Слайд 7Рис. Зависимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н.
а) магнитотвердые материалы; б) магнитомягкие материалы; 1 – первичная кривая
намагничивания, 2 – гистерезисная кривая намагничивания.
Магнитотвердые и магнитомягкие материалы
Слайд 8Классификация композиционных материалов.
Слайд 12.06
Магнитотвердые материалы
Материалы с неравновесной доменной структурой, с
мелким зерном, с анизотропией свойств. со значительными внутренними напряжениями.
Высокоуглеродистые (1%
С) легированные стали кобальтом, хромом.
Важнейший легирующий элемент Со (высокая коэрцитивная сила, отсутствие размагничивания под действием вибрации и температуры: электротехнические стали ЕХ5К5, ЕХ9К15М2;
Е – электротехническая магнитотвердая сталь.
Сплавы типа альнико и юндк (Fe-Ni-АL-Cu-Co) ЮНДК3Т3БА, ЮНДК40Т8АА (БА-столбчатая структура, АА-монокристаллическая структура)
Изготовление: литье, порошковая металлургия с заключительной закалкой.
Слайд 9Сплавы для постоянных магнитов
Слайд 10Свойства и применение композиционных материалов.
Слайд 12.07
Магнитомягкие материалы
Материалы с гомогенной
структурой с крупным зерном, без внутренних напряжений. Небольшие потери при
перемагничивании.
Техническое железо С < 0,025% (реле, сердечники, электромагниты.
Электротехнические стали легированные кремнием (0,8-4,8%). за счет Si увеличивается сопротивление и снижаются потери на вихревые токи: Э2012, Э2313ТШ, где
Э – электротехническая магнитомягкая сталь,
первая цифра: 1-горячекатанная изотропная; 2- изотропная холоднокатанная; 3- анизотропная холоднокатанная.
вторая цифра: содержание кремния 0 < 0,5%; 1 - 0.5%-0,8%; 2- 0,8-2,1% Si; 3 – 1,8 – 2.8% Si.
Третья, четвертая цифры – магнитные свойства сталей.
Слайд 11Магнитомягкие материалы
Буквы в конце маркировки обозначают вид покрытия на листовом
материале электротехнической стали, где, ТШ – термостойкое покрытие, улучшающее штампуемость;
Т
– термостойкое покрытие;
ЭТ –электроизоляционное покрытие.
Листовую электротехническую сталь после прокатки подвергают высокотемпературному отжигу в вакууме 1100-1200 С.