Передмова

ДЕРЖАВНОГО ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ

«ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з навчальної дисципліни

"КОНСТРУКЦІЙНІ І ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ

М А Т Е Р І А Л И"

для спеціальності 5.05070104

"Монтаж і експлуатація електроустаткування

промислових підприємств і цивільних споруд"

Конспект лекцій з навчальної дисципліни “Конструкційні і електротехнічні матеріали”

Підготувала: Левицька О.І. – викладач вищої категорії електротехнічних дисциплін Харцизького металургійного технікуму ДВНЗ”ДонНТУ”.

Конспект лекцій складений згідно з програмою дисципліни “КОНСТРУКЦІЙНІ І ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ”, затвердженою 31 серпня 2006 року. В конспекті описані механічні, електричні, теплові та фізико-хімічні властивості конструкційних і електротехнічних матеріалів, їх будова, способи отримання, а також галузі застосування і перспективи розвитку.

Навчальний посібник може бути використаний викладачами і студентами денної і заочної форми технікумів спеціальності 5.05070104 “Монтаж і експлуатація електроустаткування промислових підприємств і цивільних споруд”.

Рецензенти:

Гудим Г.І. – голова циклової комісії спеціальних електротехнічних дисциплін Харцизького металургійного технікуму ДВНЗ”ДонНТУ”, викладач дисципліни “Електричні вимірювання”

Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії спеціальних електротехнічних дисциплін. Протокол № ____ від “___”______2007 рік

ПЕРЕДМОВА.

Сучасні машини і прилади є досить складними і багатофункціональними. В одному агрегаті конструктивно поєнані матеріали практично з усіх класифікаційних груп конструкційних і електротехнічних матеріалів. Тому спеціалісти багатьох галузей повинні вміти раціонально обирати матеріали для різних деталей, для кожного виду ремонтних і налагоджувальних робіт устаткування, враховуючи їх функціональне призначення, умови роботи і експлуатації, властивості, оптимальну вартість.

Конспект розроблений згідно з програмою навчальної дисципліни “КОНСТРУКЦІЙНІ І ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ”, затвердженою 31 серпня 2006 року для студентів денної і заочної форми навчання технікумів спеціальності 5.05070104 “Монтаж і експлуатація електроустаткування промислових підприємств і цивільних споруд”.

У конспекті подана інформація про механічні, теплові, електричні і фізичні властивості конструкційних і електротехнічних матеріалів, їх будова, способи отримання, шляхи обробки металів, а також галузі застосування в промисловості і машинобудуванні. Теоретичний матеріал супроводжується таблицями з довідниковими даними.

Запропанований конспект ставить метою допомогти студентам при вивченні теоретичного матеріалу, при самостійній роботи на лекційних і практичних заняттях і буде корисний при підготовці повідомлень і рефератів з навчальної дисципліни.

Конспект у досить компактній формі містить достатню інформацію з дисицпліни “Конструкційні і електротехнічні матеріали” і виключає необхідність використання інших довідників.

ЗМІСТ

	Вступ
Розділ 1. Основи металознавства
	1.1 Будова і властивості металів і сплавів
	1.1.1 Будова металів і сплавів.
	1.1.2 Властивості металів і сплавів
	1.2 Основні поняття про сплави. Сплави заліза з вуглецем.
	1.3 Чавуни
	1.4 Вуглецеві сталі
	1.5 Леговані сталі
	1.6 Тверді сплави
	1.7 Сплави кольорових металів
	1.8 Основи термічної і хіміко-термічної обробки металів
	1.9 Корозія металів і міри боротьби з нею
Розділ 2. Способи обробки металів і сплавів
	2.1 Ливарне виробництво
	2.2 Обробка металів тиском
	2.3 Обробка металів різанням
	2.4 Зварювання та паяння металів
	2.4.1 Зварювання металів
	2.4.2 Паяння металів
	2.5 Електрофізичні і електрохімічні способи обробки металів
Розділ 3. Магнітні матеріали
	3.1 Основні характеристики магнітних матеріалів
	3.2 Магнітні матеріали
	3.2.1 Магнітом´які матеріали
	3.2.2 Магнітотверді матеріали
Розділ 4. Провідникові матеріали
	4.1 Загальні властивості провідників
	4.2 Матеріали високої електричної провідності
	4.3 Матеріали високого електричного опору
	4.4 Провідникові матеріали і сплави різного призначення.
	4.5 Провода, шини, кабелі
	4.5.1 Провода та шини
	4.5.2 Силові кабелі
Розділ 5. Діелектрики
	5.1 Фізичні процеси, що виникають в діелектриках
	5.1.1 Електричні характеристики діелектриків
	5.1.2 Пробій діелектриків
	5.2 Механічні, фізико-хімічні та теплові властивості ізоляційних матеріалів
	5.3 Газоподібні діелектрики
	5.4 Рідкі діелектрики
	5.5 Високомолекулярні органічні та елементоорганічні діелектрики
	5.6 Воскоподібні діелектрики. Бітуми. Лаки. Компаунди
	5.6.1 Воскоподібні діелектрики
	5.6.2 Бітуми
	5.6.3 Електроізоляційні лаки
	5.6.4 Електроізоляційні компаунди
	5.7 Волокнисті матеріали
	5.8 Пластмаси. Плівкові матеріали. Гуми
	5.8.1 Пластмасові і плівкові матеріали
	5.8.2 Гуми
	5.9 Слюда і матеріали на її основі
	5.10 Скло та сітали. Керамічні електроізоляційні матеріали
	5.10.1 Скло та сітали
	5.10.2 Керамічні електроізоляційні матеріали
	5.11 Активні діелектрики
Розділ 6. Напівпровідникові матеріали
	6.1 Основні властивості напівпровідників
	6.2 Напівпровідникові матеріали
Розділ 7. Спеціальні матеріали
	7.1 Теплоізоляційні та жароміцні матеріали
	7.1.1 Теплоізоляційні матеріали
	7.1.2 Жаростійкі та жароміцні сталі і сплави
	7.2 Матеріали для нагрівальних печей опору
	Література

ВСТУП

1. Значення, задачі дисципліни і її зв'язок з іншими спеціальними дисциплинами.

2. Класифікація матеріалів.

1. Сучасний науково-технічний прогрес тісно пов'язаний з розробкою, вивченням і освоєнням нових матеріалів. Ці матеріали грали і продовжують грати дуже важливу роль у розвитку цивілізації. Саме матеріали були і є ключовою ланкою в рішенні багатьох інженерних задач при розробці виробів електротехніки, енергетики і т.д.

Для раціонального застосування матеріалів необхідне знання їх фізичних, механічних, електричних властивостей, розуміння закономірності змін цих властивостей при зміні умов їх отримання і експлуатації. Зробити правильний вибір може лише фахівець, який володіє інформацією про всю гаму сучасних матеріалів, способи оптимізації властивостей, методи обробки для отримання необхідної конфігурації деталей при заданій точності й продуктивності

Будь-який спеціаліст, а особливо електромонтажник, повинен володіти не тільки відповідною підготовкою, але і знаннями властивостей електротехнічних матеріалів, які використовуються, без чого неможливо зрозуміти практичні питання сучасного виробництва.

Основні задачі вивчення дисицпліни:

- розгляд теоретичних основ, з яких треба виходити при вивченні і випробуванні матеріалів, які застосовуються в електротехніці;

- встановлення класифікації електротехнічних матеріалів за їх призначенням, складом і властивостями;

- вивчення основних характеристик, що служать для оцінки придатності матеріалів при їх використанні в електротехніці;

- виклад основних особливостей технології електротехнічних матеріалів;

- показ найхарактерніших технічних і економічних обгрунтованих випадків застосування електротехнічних матеріалів на практиці

Вивчення дисципліни грунтується на знаннях, отриманих із загальноосвітніх предметів і «Теоретичних основ електротехніки», і, у свою чергу, є базою для вивчення спеціальних дисицплін «Електричні вимірювання», «Основи промислової електроніки», «Автоматика», «Електричні машини», «Електричні апарати» та інших профілюючих дисциплін.

2. За призначенням матеріали, що використовуються в різних галузях електротехніки, умовно поділяють на конструкційні і електротехнічні.

Конструкційні матеріали застосовують для виготовлення несучих конструкцій, а також допоміжних деталей елементів радіоприладів, що працюють в умовах дії механічних навантажень.

Електротехнічні матеріали, які знаходять застосування в радіоелектроніці. Застосування їх в радіоелектроніці обумовлено перш за все їх електричними і магнітними властивостями.

За поведінкою в електричному полі електротехнічні матеріали можна розбити на чотири групи: провідникові, напівпровідникові, магнітні і діелектричні (електроізоляційні).

Провідникові матеріали відрізняються великою питомою провідністю і використовуються в електротехнічних пристроях як провідники електричного струму: обмотки в машинах, контактні вузли, провода і кабелі для передачі і розподілу електричної енергії і т.д.

Напівпровідникові матеріали за питомою провідністю займають проміжне місце між провідниками і діелектриками. Їх застосовують у випрямлячах, підсилювачах, у фотодатчиках, як спеціальні джерела струму і т.п.

Магнітні матеріали мають здатність посилювати магнітне поле, в яке їх поміщають, тобто мають велику магнітну проникність. Їх використовують для виготовлення магнітопроводів в електричних машинах і трансформаторах, для екранування магнітного поля, а так само у вигляді постійних магнітів, що створюють навколо себе магнітне поле.

Електроізоляційні матеріали (діелектрики) відрізняються дуже малою питомою електричною провідністю. Вони служать для ізоляції однієї від одної різних струмопровідних деталей, що мають різні потенціали, або для створення електричної ємності в конденсаторах.