Ю.В. ЦЕЛЕБРОВСКИЙ
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
ДЛЯ ЭЛЕКТРИКОВ
В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2010
УДК 621.315.5/. <...> А.Ф. Бернацкий (НГАСУ–Сибстрин)
Работа подготовлена в учебно-научной лаборатории электротехнического материаловедения для студентов II курса направлений 149200, 140600 и специальности
280101 ФЭН и ФМА (очная и заочная формы обучения)
Ц 341
Целебровский Ю.В. <...> Это
материалы для генераторов и двигателей, линий электропередачи и контактной сети,
трансформаторов, выключателей, ограничителей перенапряжений и множества других электрических аппаратов и устройств. <...> Студенты-электрики должны твердо знать, что и эти простейшие образования и вещество в целом своими свойствами обязаны закону Кулона,
определяющему взаимодействие между заряженными частицами (частицами, обладающими таким свойством, как электрический заряд). <...> При ковалентной связи наблюдается, как правило, большая механическая прочность материалов (алмаз). <...> Среди последних широко распространены
сплавы и композиционные материалы. <...> Что такое
Композиционным материалом называется материал, состоящий из
7
композиционный материал и какие вы можете назвать примеры композиционных материалов?
двух или более компонентов, химически не связанных между собой, но
в итоге изменяющих параметры материала в целом по сравнению с
параметрами каждого из компонентов. <...> Для расчета таких параметров, как электропроводность, теплопроводность, диэлектрическая проницаемость (ниже они объединены
общим термином «обобщенная проводимость»), существует множество расчетных моделей, из которых мы выделим две. <...> Назовите две модели проводимости композицион ных материал ов
Матричная модель, содержащая два компонента: матрицу, которая характеризуется непрерывностью в строении, и наполнитель, дискретно заполняющий объем материала, не занятый матрицей. <...> Значение обобщенной проводимости для матричной <...>
Материаловедение_для_электриков_в_вопросах_и_ответах.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Ю.В. ЦЕЛЕБРОВСКИЙ
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
ДЛЯ ЭЛЕКТРИКОВ
В ВОПРОСАХ И ОТВЕТАХ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2010
Стр.1
УДК 621.315.5/.61(075.8)
Ц 341
Рецензенты:
канд. техн. наук доц. А.М. Погорельский (НГТУ);
д-р техн. наук проф. А.Ф. Бернацкий (НГАСУ–Сибстрин)
Работа подготовлена в учебно-научной лаборатории электротехнического материаловедения
для студентов II курса направлений 149200, 140600 и специальности
280101 ФЭН и ФМА (очная и заочная формы обучения)
Целебровский Ю.В.
Ц 341 Материаловедение для электриков в вопросах и ответах: учеб. пособие – Новосибирск:
Изд-во НГТУ, 2010. – 64 с.
ISBN 978-5-7782-1309-8
В учебном пособии в краткой форме даны основные понятия электротехнического
материаловедения, приведены определения тепловых, электрических и механических
параметров материалов, дается оценка основных классов материалов, применяемых в
электроэнергетике и электротехнике. В пособии также приводятся числовые характеристики
различных материалов, рассматриваются вопросы их долговечности. Форма изложения
позволяет продуктивно готовиться к зачету по курсу и вспомнить основные
понятия, изученные ранее в курсах физики и химии.
УДК 621.315.5/.61(075.8)
ISBN 978-5-7782-1309-8
2
© Целебровский Ю.В., 2010
© Новосибирский государственный
технический университет, 2010
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .....................................................................................................................................
1. Строение и основные свойства материалов.........................................................................
1.1. Основные сведения о строении вещества ...................................................................
1.2. Тепловые свойства материалов ....................................................................................
1.3. Основные электромагнитные свойства материалов ...................................................
1.3.1. Удельное электрическое сопротивление..........................................................
1.3.2. Диэлектрическая проницаемость ......................................................................
1.3.3. Магнитная проницаемость ................................................................................
1.4. Основные механические свойства материалов ...........................................................
2. Характеристики различных классов материалов, применяемых в электроэнергетике
и электротехнике ....................................................................................................................
2.1. Материалы для механических конструкций ...............................................................
2.1.1. Сталь и чугун ......................................................................................................
2.1.2. Бетон....................................................................................................................
2.1.3. Титан ...................................................................................................................
2.2. Диэлектрики (электроизоляционные материалы) ......................................................
2.2.1. Общая характеристика диэлектриков...............................................................
2.2.2. Диэлектрические потери ...................................................................................
2.2.3. Электрическая прочность диэлектриков ..........................................................
2.2.3.1. Общие положения ................................................................................
2.2.3.2. Механизм электрического пробоя газов ............................................
2.2.3.3. Механизм электрического пробоя жидкости ....................................
2.2.3.4. Механизм электрического пробоя твердых тел ................................
2.3. Полупроводники (слабопроводящие материалы) .......................................................
2.3.1. Общие свойства полупроводников ...................................................................
2.3.2. Полупроводящие материалы, применяемые в электроэнергетике ................
2.4. Магнитные материалы ..................................................................................................
2.4.1. Свойства магнитных материалов ......................................................................
2.4.2. Виды магнитных материалов ............................................................................
2.5. Проводниковые материалы .........................................................................................
2.6. Сверхпроводники ..........................................................................................................
3. Долговечность материалов ....................................................................................................
3.1. Понятие о старении материалов ...................................................................................
3.2. Коррозия материалов ....................................................................................................
Заключение .................................................................................................................................
Словарь основных терминов. ....................................................................................................
Библиографический список ......................................................................................................
3
4
5
5
9
10
10
12
16
20
24
24
24
26
27
28
28
28
30
30
31
32
33
35
35
36
38
38
40
42
44
46
46
46
48
49
63
Стр.3