9.10 слюдяные электроизоляционные материалы: свойства и применение
Слюда
— природный минерал характерного
слоистого строения, что позволяет
расщеплять ее кристаллы на листочки
толщиной до 0,006 мм. Тонкие листочки слюды
обладают гибкостью, упруги и имеют
большое разрушающее напряжение при
растяжении. Склеивая листочки слюды
клеящими смолами или лаками (щелочным,
масляно-битумным и др.), получают твердую
(миканиты) или гибкую (микаленты) слюдяную
изоляцию для обмоток электрических
машин.
Среди
довольно большой группы природных слюд
в качестве электроизоляционных материалов
находят применение только мусковит и
флогопит, так как они легко расщепляются
и обладают высокими электрическими
характеристиками.
Мусковит — калиевая слюда, имеющая преимущественно
серебристый, иногда с зеленоватым или
красноватым оттенком, цвет кристаллов.
Тонкие листочки (0,05—0,06 мм) этой слюды
прозрачны. Мусковит обладает химической
стойкостью: на него не действует ни один
из растворителей и щелочей. Серная и
соляная кислота разлагают мусковит
только при нагревании. Мусковит не
изменяет своих свойств до температуры
500 °С. При превышении этой температуры
из слюды начинает выделяться химически
связанная вода. В результате листочки
слюды вспучиваются, т. е. увеличивают
свою толщину. При этом резко ухудшаются
электрические и другие характеристики.
Температура плавления мусковита
1260—1300 °С.
Флогопит — калиево-магнезиальная слюда, имеющая
цвет кристаллов
от черного до
янтарного. Тонкие (0,006—0,01 мм) листочки
этой слюды полупрозрачны. Они имеют
меньшее разрушающее напряжение при
растяжении и менее упруги по сравнению
со слюдой мусковит. Сравнительно низкое
сопротивление истиранию позволило
применять флогопит в производстве
клееных листовых материалов — коллекторных
миканитов, из которых штампуют прокладки
для изоляции медных пластин
в
коллекторах электрических машин.
Находясь во время работы под истирающим
действием щеток, изоляционные прокладки
из флогопита истираются в одинаковой
степени с медными пластинами. Это
обеспечивает нормальную работу
коллектора. Флогопит по сравнению с
мусковитом обладает меньшей химической
стойкостью: реагирует с кислотами, но
щелочи на него не действуют. Флогопит
не изменяет своих характеристик до
температуры 800 °С. При превышении этой
температуры начинается вспучивание
листочков флогопита с потерей ими
первоначальных электрических и
механических свойств. В некоторых
разновидностях слюды флогопит с
повышенным содержанием воды
(гидратизированный флогопит) резкое
ухудшение свойств наступает начиная с
температуры 200—250 °С. Температура
плавления слюды флогопит 1270—1330 °С.
Связанные вопросы и ответы:
Вопрос 1: Что такое слюдяные электроизоляционные материалы
Ответ: Слюдяные электроизоляционные материалы представляют собой специальные виды слюды, которые используются для изоляции электрических проводников и предотвращения короткого замыкания. Они обладают высоким сопротивлением электрическому току и хорошими изоляционными свойствами.
Вопрос 2: Какие свойства должны иметь слюдяные электроизоляционные материалы
Ответ: Слюдяные электроизоляционные материалы должны обладать высоким сопротивлением электрическому току, высокой механической прочностью, устойчивостью к высоким температурам, хорошей химической стойкостью и долговечностью.
Вопрос 3: Какие области применения имеют слюдяные электроизоляционные материалы
Ответ: Слюдяные электроизоляционные материалы находят применение в электротехнической, электронной, радиотехнической и авиационной промышленности, а также в автомобильной и военной отраслях.
Вопрос 4: Какие виды слюд используются для производства электроизоляционных материалов
Ответ: Для производства электроизоляционных материалов используются различные виды слюды, такие как кальциевая слюда, бариевая слюда, магниевая слюда и другие.
Вопрос 5: Как производится слюдяные электроизоляционные материалы
Ответ: Производство слюдяных электроизоляционных материалов включает в себя несколько этапов, таких как обработка слюды, ее смешивание с различными добавками, прессование и обжиг.
Вопрос 6: Какие проблемы могут возникнуть при использовании слюдяных электроизоляционных материалов
Ответ: При использовании слюдяных электроизоляционных материалов могут возникнуть проблемы, такие как потеря изоляционных свойств из-за высоких температур, механических повреждений, воздействия химических веществ и влаги.
Что такое слюдяные электроизоляционные материалы
Слюда
— природный минерал характерного
слоистого строения, что позволяет
расщеплять ее кристаллы на листочки
толщиной до 0,006 мм. Тонкие листочки слюды
обладают гибкостью, упруги и имеют
большое разрушающее напряжение при
растяжении. Склеивая листочки слюды
клеящими смолами или лаками (щелочным,
масляно-битумным и др.), получают твердую
(миканиты) или гибкую (микаленты) слюдяную
изоляцию для обмоток электрических
машин.
Среди
довольно большой группы природных слюд
в качестве электроизоляционных материалов
находят применение только мусковит и
флогопит, так как они легко расщепляются
и обладают высокими электрическими
характеристиками.
Мусковит — калиевая слюда, имеющая преимущественно
серебристый, иногда с зеленоватым или
красноватым оттенком, цвет кристаллов.
Тонкие листочки (0,05—0,06 мм) этой слюды
прозрачны. Мусковит обладает химической
стойкостью: на него не действует ни один
из растворителей и щелочей. Серная и
соляная кислота разлагают мусковит
только при нагревании. Мусковит не
изменяет своих свойств до температуры
500 °С. При превышении этой температуры
из слюды начинает выделяться химически
связанная вода. В результате листочки
слюды вспучиваются, т. е. увеличивают
свою толщину. При этом резко ухудшаются
электрические и другие характеристики.
Температура плавления мусковита
1260—1300 °С.
Флогопит — калиево-магнезиальная слюда, имеющая
цвет кристаллов
от черного до
янтарного. Тонкие (0,006—0,01 мм) листочки
этой слюды полупрозрачны. Они имеют
меньшее разрушающее напряжение при
растяжении и менее упруги по сравнению
со слюдой мусковит. Сравнительно низкое
сопротивление истиранию позволило
применять флогопит в производстве
клееных листовых материалов — коллекторных
миканитов, из которых штампуют прокладки
для изоляции медных пластин
в
коллекторах электрических машин.
Находясь во время работы под истирающим
действием щеток, изоляционные прокладки
из флогопита истираются в одинаковой
степени с медными пластинами. Это
обеспечивает нормальную работу
коллектора. Флогопит по сравнению с
мусковитом обладает меньшей химической
стойкостью: реагирует с кислотами, но
щелочи на него не действуют. Флогопит
не изменяет своих характеристик до
температуры 800 °С. При превышении этой
температуры начинается вспучивание
листочков флогопита с потерей ими
первоначальных электрических и
механических свойств. В некоторых
разновидностях слюды флогопит с
повышенным содержанием воды
(гидратизированный флогопит) резкое
ухудшение свойств наступает начиная с
температуры 200—250 °С. Температура
плавления слюды флогопит 1270—1330 °С.
Какие свойства должны иметь слюдяные материалы для их использования в качестве изоляторов
Лаки представляют собой растворы пленкообразующих веществ: смол, битумов, высыхающих масел (льняное, тунговое и др.), эфиров целлюлозы или композиций этих материалов в органических растворителях. В процессе сушки лака из него испаряются растворители, а в лаковой основе происходят физико-химические процессы, приводящие к образованию лаковой пленки.
Пропиточные лаки применяются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов с целью цементации их витков, увеличения коэффициента теплопроводности обмоток и повышения их влагостойкости. С помощью покровных лаков создают защитные влагостойкие, маслостойкие и другие покрытия на поверхности обмоток или пластмассовых и других изоляционных деталей. Клеящие лаки предназначаются для склеивания листочков слюды друг с другом или с бумагой и тканями (миканиты, микаленты), а также для склеивания пленочных материалов с бумагой, картоном, тканями и для других целей.
Эмали представляют собой лаки с введенными в них пигментами — неорганическими наполнителями (окись цинка, двуокись титана, железный сурик и др.). Пигментирующие вещества вводятся с целью повышения твердости, механической прочности, влагостойкости, дугостойкости и других свойств эмалевых пленок. Эмали являются покровными материалами.
По способу сушки различают лаки и эмали горячей (печной) и холодной (воздушной) сушки. Первые требуют для своего отвердения 80—180 °C, а вторые высыхают при комнатной температуре.
Электроизоляционные лакированные ткани (лакоткани) представляют собой гибкие материалы, состоящие из ткани, пропитанной лаком или каким-либо жидким электроизоляционным составом. Лак или другой пропиточный состав после отвердевания образует гибкую пленку, которая обеспечивает электроизоляционные свойства лакотканям.
В зависимости от тканевой основы лакоткани делятся на хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные (стеклолакоткани). В качестве пропиточных составов для лакотканей применяются масляные, масляно-битумные, полиэфирные. Эскапоновые или кремнийорганические лаки, а также растворы латексов кремнийорганических каучуков или суспензии фторопластов.
Липкие стеклоткани и резиностеклоткани, пропитанные термореактивными составами с повышенной липкостью, обеспечивают монолитность изоляции, выполненной из этих материалов.
Основными областями применения лакотканей являются: электрические машины, аппараты и приборы низкого напряжения. Лакоткани применяются для гибкой межвитковой и пазовой изоляции, а также в качестве различных электроизоляционных прокладок.
Для изолирования лобовых частей обмоток и других токоведущих элементов неправильной формы применяют лакотканые ленты, вырезанные под углом 45° по отношению к основе лакоткани.
Пленочные электроизоляционные материалы представляют собой тонкие (от 10 до 200 мкм) гибкие пленки, бесцветные или окрашенные.
Применение пленочных материалов для пазовой изоляции в электрических машинах позволяет уменьшить толщину изоляции. Пленочные электроизоляционные материалы получают преимущественно из синтетических высокомолекулярных диэлектриков (лавсан, фторопласт-4 и др.).
Электроизоляционные слюды. Для электрической изоляции применяется преимущественно природная слюда. Из синтетических слюд находит применение фторфлогопит.
Слюды представляют собой вещества с характерным листовым сложением. Это позволяет расщеплять кристаллы слюды на тонкие листочки — от 6 до 45 мкм и более. Из всех природных слюд в качестве диэлектриков применяются только мусковит и флогопит. Эти слюды хорошо расщепляются и обладают высокими электрическими свойствами.
В электротехнике применяются следующие разновидности слюд.
Щипаная слюда — тонкие листочки произвольного очертания (контура). В зависимости от площади прямоугольника, который можно вписать контур листочка, щипаная слюда делится на девять размеров. По толщине листочков щипаную слюду делят на четыре группы. Щипаная слюда применяется для изготовления клееных слюдяных электроизоляционных материалов (миканиты, микафолий, микаленты и др.).
Конденсаторная слюда — листочки прямоугольной формы, получаемые штампованием (вырубкой) из пластинок слюды (подборы). Конденсаторная слюда применяется в производстве слюдяных конденсаторов в качестве основного диэлектрика, а также в качестве защитных пластин.
Слюда для электровакуумных приборов — плоские детали разной формы, снабженные заданными отверстиями. Эти изделия получают вырубкой из пластинок слюды мусковит. Толщина слюдяных деталей находится в пределах 0,1—0,5 мм.
Какие преимущества имеют слюдяные материалы в сравнении с другими изоляционными материалами
Из разных типов минералов слюды как изоляционный материал применяют только флогопит и мусковит. Они обладают повышенными диэлектрическими способностями, легко расщепляются на отдельные пластинки.
Водопоглощение в кристаллических минералах идет по местам спайности слоев, составляет от 1,3 до 5,5%. Месторождения слюды находятся в гранитных пегматитах, гнейсах, других породах. Кристаллы после добычи очищают, делят на пластинчатые подборы. Расщепляя пластины флогопита или мусковита послойно получают щипаную слюду.
Тонкие пластинки по размеру соответствует контуру подбора. Таким способом получают листочки одинаковой толщины от 10 до 45 мкм. Площадь пластинок маленькая, поэтому их склеивают. Так изготавливают миканиты и микаленты. Эти материалы используют для ответственной пазовой изоляции электрических машин.
Особенности мусковита
Это кристаллический слюдяной минерал цвета серебра на основе калия. Встречаются кристаллы с бледно-зелеными, красными, коричневатыми оттенками и перламутровым блеском. Пластинки материала прозрачны и тонки (толщина листочка до 0,06 мм). Мусковит – инертен к химическим веществам, устойчив к агрессивным щелочам и кислотам. Минерал поддается воздействию концентрированных серной и соляной кислот только при нагреве.
Мусковит термоустойчив до 500С, т. е. свойства материала при нагревании до этой температуры не меняются. При превышении максимально допустимого температурного порога пластинки вспучиваются, утолщаются за счет выхода химически связанной воды. Диэлектрические и другие показатели резко падают. Температура плавления этого слюдяного материала 1260-1300С.
Отличительные черты флогопита
слоистый силикат, слюдяной магнезиальный минерал от светло-желтого до темно-бурого цвета. Пластинки слюды толщиной от 0, 006 до 0,01 мм прозрачны или полупрозрачны. В сравнении с мусковитом флогопит менее устойчив к разрушающим растягивающим нагрузкам, не так эластичен. За счет пониженной сопротивляемости истиранию флогопитовая слюда используется для изготовления коллекторных миканитов.
Из клееных листов штампуют изоляционные прокладки, которые применяют в коллекторах электромашин. При работе прокладки и пластины меди в равной мере стираются под воздействием щеток. Благодаря этому коллекторы успешно функционируют. Флогопит менее стоек к воздействию химических веществ, вступает в реакцию с кислотами, щелочной среды не боится.
Этот вид слюды термостоек до 800С, не меняет свойств при нагреве до такой температуры. После превышения максимального температурного барьера пластинки вспучиваются, электрические и физико-механические показатели резко снижаются. У гидратизированного флогопита с высоким содержанием химически связанной воды качества ухудшаются при нагреве до 200-250С. Флогопит плавится в температурном интервале от 1270 до 1330С.
Характеристики фторфлогопита
Это синтетический слюдяной материал. Листочки, полученные при расщеплении, прозрачны. Термостойкость синтетического материала – до 1000С, что выше, чем у природной слюды, а водопоглощение от 0,5 до 2% – ниже.
Электрические показатели фторфлогопита лучше:
Эту синтетическую слюду применяют в качестве термостойкого изоляционного материала специальных электромашин.
Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов
Слюда. Природный слоистый материал, обладает термостойкостью, прочностью, прекрасный диэлектрик. Слюды — большой класс слоистых минералов, из них в технике используется в основном мусковит и иногда биотит и флогопит.По английски слюда — Mica, отсюда производные названия материалов на базе слюд — миканиты, микалента, микафолий, микалекс и т.д.Слюда, добытая в руднике, разбирается, сортируется. Крупные куски вручную расщепляются на пластинки — так получается щипаная слюда — прозрачные однородные пластинки. Такая слюда обладает самым высоким качеством и идет на ответственные применения — в вакуумной технике, окна ввода/вывода излучения и т.д. К сожалению, крупные однородные куски слюды без дефектов — редкость, поэтому пластинки из слюды разной формы склеивают воедино, так получается миканит . Если в качестве подложки для наклеивания пластинок слюды использовать ткань (стеклоткань, бумагу) получается микалента, микафолий, стекломиканит . Совсем мелкие отходы слюды размалываются, и в виде водной пульпы отливаются на сетку, также как бумага. После удаления воды частички слюды слипаются в единое полотно — получается слюдяная бумага (слюдинит, слюдопласт) . Получившееся полотно для прочности может пропитываться органическим связующим. Гибкость слюдяной бумаги позволяет наматывать её в качестве изоляции. Также намоткой можно получить стержни, трубки. Если пропитать слюду расплавленным стеклом, то получившийся прочный материал называется микалекс .Перемолотая в пыль слюда — компонент пигментов, благодаря своей «чешуйчастости» дает перламутровый эффект. В пигментах используется в основном биотит.Синтетический материал — фторфлогопит (synthetic mica) — это слюда (флогопит) где -OH группы заменены фтором. Фторфлогопит более прочен и термически стоек, выглядит также как слюда, тоже слоистый но абсолютно прозрачный/белый, а не желтоватого оттенка, как природная слюда. Увы, пока с этим материалом живьем не сталкивался.Примеры примененияКонструктивные элементы для удержания нагревательных элементов в фенах, калориферах, тепловентиляторах, паяльниках и т.д.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Нагреватели бытовых тепловентиляторов. Конструкция слева менее материалоемкая, но значительно менее надежная, особенно в условиях механических нагрузок. Как защитное окошко выхода микроволнового излучения от магнетрона в микроволновках. (обычно попадая на слюду еда обугливается, и становясь проводником, начинает бурно искрить, от чего владельцы микроволновки со страху микроволновку выбрасывают, хотя достаточно вырезать из листа слюды и заменить окошко.)[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Окошко вывода микроволнового излучения из слюды. Благодаря тому, что тонкие пластинки слюды не пропускают газы, но пропускают энергичные заряженные частицы — слюдяные окошки используются в конструкциях счетчиков альфа и бета частиц.Используется в конструкциях радиоламп — удерживает электроды на своих местах.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Восьмигранная пластинка изготовлена из слюды. Используется как материал слюдяных конденсаторов. Слюда выступает диэлектриком, а электродами — проводящее напыление металла на пластинках слюды. Данный вид конденсаторов встречается всё реже и реже, вытесненный конденсаторами на базе полимерных пленок. Слюдяные конденсаторы могут работать при высокой температуре.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Слюдяные конденсаторы производства СССР полувековой давности.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Пластинки слюды в конденсаторе. Металлизация на пластинках формирует обкладки. До появления и широкого распространения теплопроводящих изолирующих прокладок из полимерных материалов, вроде Номакон, слюдяные пластинки использовались для электрической изоляции компонентов при сохранении теплового контакта, например, когда необходимо на один радиатор закрепить несколько транзисторов, корпуса которых под разными напряжениями.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Пластинки природной щипаной слюды. Интересные факты о слюдеРаньше, несколько веков назад, когда не умели делать тонкие оконные стекла, светопрозрачные конструкции делали расщепляя природную слюду. Так как большие куски слюды без дефектов были редкостью, то и окна принимали причудливую форму.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Природная слюда прозрачна. Слюдоматериалы полученные переработкой природной слюды как правило непрозрачны.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Окно со вставками из слюды из экспозиции красноярского краеведческого музея Слюда — достаточно мягкий материал, слюдяная пластинка (как и большинство материалов на её базе) легко режется ножницами. В силу своей слоистой природы, склеивание слюды — занятие малонадежное, сила сцепления меж слоев невысокая, поэтому при производстве детали из слюды скрепляют механически- заклепки, люверсы, винты и т. д.[Image: Какие недостатки могут быть у слюдяных изоляционных материалов. Слюда] Электрические соединения с нагревательным элементом выполнены полыми заклепками.Какие области применения имеют слюдяные изоляционные материалы
[Image: Какие области применения имеют слюдяные изоляционные материалы. Виды миканита для нагревателей]
[Image: 9.10 слюдяные электроизоляционные материалы: свойства и применение 10]
Изоляционная слюдяная плита, своего рода теплоизоляционный материал, состоит из высококачественной флогопитовой бумаги или мусковитной бумаги и силиконовых смол, которые нагреваются, приобретают текучесть и далее прессуется.
Типы
Слюдяные пластины различаются по составу, толщине и типу поверхности. В таблице размещена классификация миканитов с различными свойствами.
Классификация
Тип
Свойства
Тип
Мусковит
Флюгопит
Теплостойкость 500 °c
Теплостойкость 800 °c
Степень твердости
Твердый лист
Гибкий лист
Жесткий
Мягкий
Поверхность
Матовая
Глянцевая
Грубая поверхность
Гладкая поверхность
Жесткая слюда:
Жесткий миканит - это жесткий ламинированный материал, изготовленный из мусковита или фосфолидной слюдяной бумаги с кремниевой смолой .
Этот тип известен своим превосходным термическим сопротивлением , хорошей огнестойкостью, высокой диэлектрической прочностью, отличной физической прочностью и небольшим количеством дыма при нагревании.
Данные миканиты широко используются в промышленности и при производстве бытовых электроприборов (утюги для одежды, фены, тостеры, чайники, кухонные приборы, микроволновые печи, воздухонагреватели), в металлургии (частотная печь, печь промежуточной частоты, дуговая печь), медицинских приборах, и т.п.
Гибкая слюдяная пластина:
Гибкая слюдяная пластина является разновидностью гибкого ламинированного материала обладает отличными диэлектрическими свойствами , отличной прочностью на растяжение и легкостью при комнатной температуре. Часто используется для производства фенов, электрических утюгов, моторов и т. д.
Глянцевая слюда:
Глянцевая пластинка слюды изготовлена из слюдяной бумаги из мусковита (или флогопита) и высокотемпературной кремниевой смолы по сравнению с жесткой пластиной слюды, ее поверхность очень гладкая , но свойства не отличаются. Серия глянцевых слюдяных пластин имеет два вида: глянцевую пластинку из слюды Мусковит и глянцевую пластинку слюды Флюгопит.
Спецификация:
Наименование
Muscovite Plate
H P5
Phlogopite Plate
H P5(J)
Muscovite flexible Plate
H P5(R)
Phlogopite flexible Plate
H P5(JR)
Связующее вещество
Силиконовая смола
≥90%
≤10%
Толщина (мм)
0.1-2.0
0.1-2.0
0.1-2.0
0.1-2.0
Толщина
Допуск (мм)
Стандарт
±0.02-0.05
±0.02-0.05
±0.02-0.25
±0.02-0.25
Частный
±0.05-0.08
±0.05-0.08
±0.04-0.06
±0.04-0.06
Плотность ( g/см3 )
1.6-2.2
1.6-2.2
1.6-2.2
1.6-2.2
Потери тепла при500 °c (%)
≤ 1.00
≤ 0.60
≤ 2.00
≤ 2.00
Предел прочности при изгибе ( kgf/mm² )
≥ 18
≥ 16
-
-
Диэлектрическая прочность (KV/mm)
>20
>18
>15
>15
Изоляционное сопротивление (MΩ)
200-600
100-600
-
-
Рабочая температура
500 °c
800 °c
500 °c
800 °c
Стандартный размер (мм)
1000*600 , 1000*1200 , 1000*2400
Стандарт
GB5019-85,IEC371
Применение:
Лист жесткой слюды состоит примерно на 90% из белой слюдяной бумаги или слюдяной бумаги из золота и высокоэффективной органической силиконовой смолы. Назначение использования: духовки, фены, утюги, рулонные шпильки, электрические гребенки, а также слюда применяется вдля промышленных нагревателей, изоляционных материалов в электрических промышленных печах. Слюда имеет хорошую электрическую прочность и механические свойства. Этот продукт прошел проверку подлинности UL и соответствует стандартам IEC371.
Как изготовляются слюдяные изоляционные материалы
- Сохраняют сплошную структуру после склеивания.
- Не портятся в процессе эксплуатации, сберегая исходные характеристики.
- Материалу можно придать различную конфигурацию.
- Обладают низким коэффициентом впитывания воды, поэтому применяются в сухих и влажных помещениях.
- Разная толщина используется для создания необходимого слоя изоляции.
- Материал проявляет устойчивость по всей площади: кромки исключают крошение, настолько надёжно они скреплены полимером.
- Процентное соотношение слюды меняется в зависимости от вида производимой изоляции и составляет 69-90%.
- Несмотря на достаточно тонкие слои, прочность на изгибающую нагрузку достигает 200 МПа.
Ассортимент миканита
Существует 6 разновидностей изоляционного продукта.
- Гибкий миканит. Применяется для диэлектризации обмоток электрооборудования с напряжением постоянного тока до 1000 В, переменного тока – до 700 В. Продукт изготавливается из флогопита на глифталевом, кремнийорганическом, битумном (с добавлением масла) связующем. Выпускается без основы, с односторонней или двусторонней обкладками из бумаги, стеклоткани. В эту группу входит миканит, произведенный из мусковита, который выполняет функции паровой изоляции. Рабочая температура для разного целевого назначения составляет +130…+180˚С.
- Прокладочный. Используются изделия из мусковита, обычной и термостабильной слюды. Связующим выступает кремниевая органика, глифталевый лак. Сфера использования – создание витков, шайб и прокладок в электрически устройствах. Температурный коридор – +130…+180˚С.
- Коллекторный. Сделан из флагопита, термостойкой слюды. Связующими выступают шеллак, полиэфирный продукт, глифталевый лак, фосфорнокислый аммоний (t = +200˚С). Термический диапазон эксплуатации составляет + 130˚С и выше. Применением в электрических машинах между ламелями коллекторов.
- Формовочный. Изоляция представлена мусковитной слюдой, флагопитом на глифталевом, полиэфирном и кремнийорганическом связующем. Устанавливается в фасонных запчастях агрегатов и установок. Выдерживают без разрушений температуры в +130…+180˚С.
- Микалента. Изготавливается из мусковитной, флагопитовой (включая термостойкий тип), каучуковой слюды. Из связующего применяется масляно-глифталевий, масляно-битумный, кремнийорганический состав. В качестве основы берут стеклоткань, стеклосетку, бумагу для размещения на одной или обеих сторонах изоляции. Термическую стойкость материал проявляет в режиме температур +130…+180˚С.
- Микафолий. Производится из флагопита, мусковита, термостойкой слюды. Для связующего выбирают глифталевый, шеллачный, полиэфирный, кремнийорганический вариант с обкладкой из бумаги, стеклосетки или стеклоткани. Стандартный нагрев на +130…+180˚С.
Какие факторы влияют на свойства слюдяных изоляционных материалов
Слюда представляет собой породообразующий минерал, который широко применяется в промышленности. Самыми распространенными видами слюды являются мусковит и биотит.
К сожалению возможности применения слюды ограниченны, это объясняется тем, что при нагреве слюды до 500 градусов, начинает выделяться кристаллизационная вода, что в свою очередь увеличивает её электропроводимость. Однако, за последние 20 лет сферы применения слюды расширились, так её стали использовать в эмульсионных красках, в изготовление электрических панелей, и в каркасах чувствительных элементов. Кроме этого, слюда нашла свое применение в радиотехнике и электронике, так как слюда признана одним из лучших диэлектриков.
Помимо электроизоляционных свойств, слюда обладает теплостойкостью, влагостойкостью и, как отмечалось ранее, отличается стойкостью к воздействию химических реагентов. В большинстве случаев слюда используется в склеенном виде с сочетанием различных подложек, в качестве которых используют микалентную бумагу, либо стеклянные ткани. Все материалы, в основе которых лежит слюда, называются миканитовой электроизоляцией.
Изделия из слюды можно условно разделить на композитные материалы на основе натуральной слюды и на композитные материалы на основе слюдяных бумаг. Так миканит, микалента и стекломиканит относятся к композитным материалам на основе натуральной слюды, а пленкостеклослюдинит, слюдинит, слюдопласт, стеклопленкослюдопласт, стеклослюдопласт к композитным материалам на основе слюдяных бумаг.
Миканит представляет собой электроизоляционный материал, который состоит из щипаной слюды. Данный материал обладает высокими изоляционными свойствами, так же обладает высокой влагостойкостью. В силу дороговизны материала применять его стоит только в том случае, если использование лакоткани недопустимо. Микалента представляет собой еще одну разновидность слюдосодержащего материала, который отличается элекролизационными свойствами и имеет обклейку только с одной стороны, приминятеся в качестве электроизаляционного материала в электрических машинах и аппаратах. Стекломиканит так же применяется в данной сфере, но только в виде межпазовой и межвитковой изоляции, еще находит свое применение в газовой изоляции электромашин.
Пленкостеклослюдинит является электроизоляционным материалом, который состоит из слоев стеклоткани, слюдяной бумаги и полиэтилентерефталатной плёнки. Пленкостеклослюдинит применяется, как гибкий изоляционный материал в электромашинах и аппаратах нагревостойкость, которых не превышает 180 °С.. Плёнкостеклослюдинит обладает высокими электроизоляционными свойствами, хорошей влагостойкостью и может полностью заменить применяемые гибкие слюдосодержащие материалы.
Слюдиниты представляют материалы, в основе изготовления которых лежит слюдинитовая и целлюлозная бумага. Слюдиниты применяют в качестве витковой и пазовой изоляции электрических машин взамен гибкого миканита. Слюдопласт же, почти аналогичен слюдиниту, только изготавливается он под воздействием определенной температуры и используется для изоляции нагревательных элементов при высокотемпературной эксплуатации.
Как можно определить качество слюдяных изоляционных материалов
Слюды составляют группу минералов, характеризующихся совершенной спайностью, обладающих способностью расщепляться на очень тонкие листочки с равной поверхностью. Из всех известных минералогических видов слюд наиболее важное промышленное значение имеют мусковит и флогопит, которые одновременно с легкостью расщепления на тонкие листочки обладают весьма высокими электрическими характеристиками, негорючестью и большой химической прочностью. Они также термически и химически стойки, мало гигроскопичны и в тонких листочках гибки, упруги и прозрачны. Практическое значение, кроме мусковита и флогопита, имеют биотит и вермикулит . Биотит в ограниченных количествах применяется для замены мусковита или флогопита. Вермикулит представляет собой гидратированный биотит, с трудом расщепляется на тонкие пластинки, обладает пониженными электрическими свойствами и недостаточно термически стоек. С помощью дифференциально термического анализа обнаружен рост вспучивания структуры кристаллов слюды . Определен диапазон температур, в котором слюда сохраняет свои рабочие свойства. Исследованы и выявлены визуальные изменения вспучивания в интервале 20-1200 °С. Решены задачи термоустойчивости слюды для дальнейшего использования в электро- и радиотехнической промышленности. Сделано заключение, что техническое использование слюды в более ответственных случаях имеет ограничение температуры в пределах 600-650 °С. Значительное остаточное вспучивание предполагает практическое использование слюды в качестве термоизоляционного материала.
Какие стандарты применяются для слюдяных изоляционных материалов Название (англ.): Commutator micanite. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на коллекторный миканит, предназначенный для применения в качестве изоляционных прокладок в коллекторах электрических машин Название (англ.): Micafoly. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на микафолий, применяемый в электрических машинах и аппаратах в качестве формующегося в нагретом состоянии электроизоляционного материала Название (англ.): Micastrip. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на микаленту, предназначенную для применения в электрических машинах и аппаратах в качестве электроизоляционного материала Название (англ.): Flexible micanite. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на гибкий миканит, предназначенный для применения в электрических машинах и аппаратах в качестве электроизоляционного материала Название (англ.): Micanite for insulating gaskets. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на прокладочный миканит, предназначенный для применения в электрических машинах и аппаратах в качестве электроизоляционных прокладок Название (англ.): Moulding micanite. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на формовочный миканит, предназначенный для применения в электрических машинах и аппаратах в качестве электроизоляционного материала Название (англ.): Flexible glass micanite. Specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на гибкий стекломиканит, применяемый в электрических машинах и аппаратах в качестве электроизоляционного материала. Стекломиканит должен соответствовать ГОСТ 25045-81и требованиям настоящего стандарта ГОСТ 25045-81 Материалы электроизоляционные на основе щипаной слюды. Общие технические условия 01.01.1984 действующий Название (англ.): Electrical insulating materials with chips mica. General specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на электроизоляционные материалы из щипаной слюды, предназначенные для применения в электрических машинах и аппаратах ГОСТ 26103-84 Материалы электроизоляционные на основе слюдяных бумаг. Общие технические условия 01.01.1986 действующий Название (англ.): Electrical insulating materials on mica paper base. General specifications Область применения: Настоящий стандарт распространяется на электроизоляционные материалы из слюдяных бумаг - слюдиниты и слюдопласты, предназначенные для применения в электрических машинах и аппаратах Название (англ.): Electrical insulating mica paper. General specification Область применения: Настоящий стандарт распространяется на электроизоляционную слюдяную бумагу без связующего, применяемую для изготовления электроизоляционных материалов ГОСТ 28579.1-91 Материалы электроизоляционные слюдяные. Определения и общие требования 01.01.1993 действующий Название (англ.): Insulating materials based on mica. Definitions and general requirements Область применения: Настоящий стандарт распространяется на электроизоляционные материалы, используемые в электрооборудовании и изготовленные из щипаной слюды или слюдобумаги с наполнителем или без него, и непосредственно на слюдобумагу ГОСТ 28579.3.3-90 Материалы электроизоляционные жесткие слюдяные для нагревательного оборудования. Технические условия 01.01.1992 действующий Название (англ.): Insulating rigid mica materials for heating equipment. Specification Название (англ.): Insulating materials based on mica. Methods of test Область применения: Настоящий стандарт распространяется на электроизоляционные материалы, изготовленные из щипаной слюды или слюдяной бумаги с подложкой или без нее.
В настоящем стандарте определены методы испытаний, применяемые к слюдяным электроизоляционным материалам и изделиям на их основе ГОСТ Р МЭК 371-3-1-93 Материалы электроизоляционные слюдяные для межламельной изоляции. Технические условия 01.01.1995 действующий Название (англ.): Insulating mica materials for commutator separators. Specifications Область применения: Настоящий стандарт содержит требования к различным типам материалов на основе щипаной слюды или слюдобумаги, используемых для межламельной изоляции.
Эти материалы изготавливают из щипаного мусковита или флогопита или из соответствующей слюдобумаги с применением связующего. Их поставляют в виде:
- листов с размерами, полученными при прессовании или после обрезки;
- полос, нарезанных из листов;
- коллекторных прокладок, изготовленных по размерам и форме, соответствующим требованиям потребителя.
