Материалы электроники и электротехники. Королёв А.П - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Применение диэлектриков в конденсаторах позволяет получать
требуемые значения ёмкости, а в некоторых случаях
обеспечивает определённый характер зависимости этой ёмкости от внешних факторов. Диэлектрик конденсатора может
запасать, а потом отдавать в цепь электрическую энергию (ёмкостный накопитель). Иногда конденсатор используют для
разделения цепей постоянного и переменного токов, для изменения угла фазового сдвига и т.д.
Некоторые диэлектрики применяют как для создания электрической изоляции, так и в качестве конденсаторных
материалов (например, слюда, керамика, стекло, полистирольные и другие плёнки). Тем не менее требования к
электроизоляционным и конденсаторным материалам существенно различаются. Если от электроизоляционного материала
требуется невысокая относительная диэлектрическая проницаемость и большое удельное сопротивление, то диэлектрик
конденсатора, наоборот, должен иметь повышенную ε и малое значение tgδ. Роль диэлектрика в конденсаторе также нельзя
считать активной, но конденсатор уже является функциональным элементом в электрической схеме.
Конденсаторы с управляемыми (активными) диэлектриками могут быть использованы для усиления сигналов по
мощности, создания различных преобразователей, элементов памяти, датчиков ряда физических процессов и генерации
колебаний. В классификационной схеме рис. 4.5 управляемые диэлектрики, в свою очередь, подразделены по принципу
управления.
В дальнейшем классификация материалов осуществлена на основе особенностей строения их в тех состояниях, в
которых их применяют на практике, а следовательно, на основе особенностей их свойств. К таким особенностям относятся:
инертная высокополимерная структура пластичных в технологии материалов – пластмасс, высокоэластичное состояние
других полимерных материалов – эластомеров (каучуков), волокнистое строение, монокристалличность,
поликристалличность, стеклообразное состояние или многофазность. Из-за разнообразия применяемых на практике
диэлектриков, различия их свойств и некоторых, исторически сложившихся традиций подразделения материалов такую
классификацию не всегда удаётся строго выдерживать.
4.7. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ
И СВОЙСТВАХ ПОЛИМЕРОВ
Реакции образования полимеров.
Подавляющее большинство органических материалов, используемых для
изготовления электрической изоляции, относится к группе полимеров.
Полимерами называют высокомолекулярные
соединения, молекулы которых состоят из большого числа структурно повторяющихся звеньев – мономеров.
Реакцию образования полимера из мономеров называют
полимеризацией. В процессе полимеризации вещество может
переходить из газообразного или жидкого состояния в состояние весьма густой жидкости или твёрдое. Реакция
полимеризации не сопровождается отщеплением каких-либо низкомолекулярных побочных продуктов; при этой реакции
полимер и мономер характеризуются одинаковым элементным составом. Полимеризация соединений с двойными связями,
как правило, протекает по
цепному механизму. Для начала цепной реакции необходимо, чтобы в исходной инертной массе
зародились активные частицы. В цепных реакциях одна активная частица вовлекает в реакцию тысячи неактивных молекул,
образующих длинную цепь. Первичными активными центрами являются свободные радикалы и ионы.
Радикалы – это части молекулы, образующиеся при разрыве электронной пары и содержащие неспаренный электрон
(например, метил СН
3
–, фенил С
8
Н
6
–, этиловая группа С
2
Н
5
– и т.д.). Образование первоначальных радикалов и ионов может
происходить под действием теплоты, света, различных ионизирующих излучений, специально вводимых катализаторов.
Рассмотрим в качестве примера полимеризацию этилена (СН
2
= СН
2
), который в нормальных условиях находится в
газообразном состоянии. Предположим, что инициатором полимеризации является некоторый свободный радикал R–,
который, имея свободную валентность, обладает большой реакционной способностью. Такой радикал присоединяется к
молекуле этилена, раскрывая двойную связь, и тем самым превращает её в новый радикал со свободной валентной связью на
конце:
(R–) + CH
2
= CH
2
→ R – CH
2
– CH
2
–.
Образовавшийся комплекс очень активен и, в свою очередь, способен присоединить новую молекулу с образованием
более длинного радикала. Реакция полимеризации продолжается до тех пор, пока не произойдёт обрыв полимерной цепочки.
В реакционной системе вблизи от растущей полимерной цепи может оказаться другой свободный радикал или другая
растущая полимерная цепь. Тогда происходит их соединение друг с другом, и полимерная цепь прекращает дальнейший
рост.
Линейные и пространственные полимеры. В зависимости от пространственной структуры макромолекул полимеры
делят на два основных типа – линейные и пространственные. В
линейных полимерах макромолекулы представляют собой
цепочечные последовательности повторяющихся звеньев. При этом отношение длины молекулы к её поперечным размерам
очень велико и может быть порядка 1000.
В
пространственных полимерах макромолекулы связаны в общую сетку, что приводит к неограниченному возрастанию
молекулярной массы, которая характеризует уже не отдельную макромолекулу, а некоторую область полимера. В таких
пространственно-структурированных материалах отдельные макромолекулы теряют индивидуальность. Поэтому иногда
пространственные полимеры называют полимерными телами.

Страницы