какую температуру выдерживает карболит
Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 6
Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части продолжаем разбирать диэлектрики полностью синтетические по происхождению. Тоесть всем известные пластики. В этой части: карболит, гетинакс, текстолит. 
Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)
Доступные природные материалы использовались широко, но, с развитием техники становилось всё более очевидным, что природные материалы порой полное дерьмо. Большой разброс свойств, подверженность гниению, трудности в добыче — поэтому поиски искусственных заменителей велись и ведутся всё время. Появление синтетических материалов — это революция не только техническая, но и экономическая, политическая. Вам больше не нужны колонии чтобы покрыть свои потребности в резине. Экипировка вашего солдата стала легче в несколько раз. В этом разделе — материалы, полученные «с нуля», а не попытка улучшить природные, как в предыдущем разделе.
Многие из приведенных материалов являются полимерами — материалами с длинными молекулами, состоящими из простых однотипных кирпичиков — мономеров. Полимеры можно разделить на две большие группы по их поведению при нагреве, это термопласты и реактопласты. Термопласты при нагревании плавятся, реактопласты при нагревании разлагаются.
Соответственно гору старых пластиковых игрушек из термопластов можно переплавить в новое изделие, а гору старых изделий из реактопластов так переработать не выйдет.
Полимер может состоять из чистого мономера, а может также содержать со-полимер, который встраивается в структуру молекулы. Например есть два мономера: А и Б. Молекула полимера из чистого А будет выглядеть так:
Молекула полимера из сополимеров А и Б может выглядеть так:
Введение сополимера позволяет изменить свойства пластмассы. Пример — полистирол и АБС пластик. Полистирол прозрачный хрупкий пластик, введение сополимера акрилонитрила и введение добавки из полибутадиена дает на выходе ударопрочный пластик.
Если в полимере все несимментричные звенья смотрят в одну сторону, такой полимер называется изотактическим:
Если в полимере они чередуются, то такой полимер называется синдиотактическим:
Обычно, стереорегулярность влияет на важные для электроники свойства материала незначительно, поэтому не указывается.
Общие свойства полимеров
Полимеры, благодаря своей структуре из длинных молекул, обладают некоторыми общими
свойствами, которые стоит рассмотреть внимательнее.
1. Полимеры не имеют четкой температуры фазового перехода, как например металлы. Они словно карамель, с ростом температуры размягчаются, превращаясь в вязкую жидкость. Поэтому для полимеров «температура плавления» — это температура, при которой вязкость полимера уже позволяет ему течь, но это не означает, что до этой температуры он твёрдый.
Температура стеклования — это температура, ниже которой полимер из высокоэластичного состояния переходит в стеклообразное состояние, с ростом твердости и хрупкости. Представьте себе жевательный мармелад — при комнатной температуре он находится в высокоэластичном состоянии. Если его охладить ниже температуры стеклования в морозильной камере, то мармелад можно будет разбить, и осколки будут как от стекла.
Максимальная рабочая температура — температура при которой полимер может работать длительное время, без существенных изменений своих свойств. Часто с ростом температуры растет ползучесть полимера, поэтому при максимальной рабочей температуре прочностные свойства снижаются.
Указанные температуры могут отличаться при определении даже для одного и того же образца, при различии методик определения.
2. Полимеры подвежены старению и разрушению. Факторами, ускоряющими процесс старения полимера являются радиация, ультрафиолетовое излучение, высокая температура, агрессивная среда. Разные полимеры в разной степени подвержены старению, кроме того, различными добавками можно снизить скорость разрушения полимера. Так, нейлоновая стяжка на силиконовом шланге с горячей водой за пару лет потеряет эластичность и станет хрупкой, в то время как силиконовый шланг по прежнему будет мягким и гибким.
Лишь очень малое количество пластиков терпят длительный нагрев свыше 100°С — фторопласт-4, каптон, peek, силиконы. Во всех остальных случаях чем выше температура эксплуатации — тем быстрее протекают процессы старения и деструкции в полимере.
3. Полимеры проницаемы для газов и некоторых растворителей. Молекулы газа очень маленькие (чем меньше атомная масса, тем меньше размер атома, самый мерзкий в этом плане водород, он даже сквозь металлы протискивается.) поэтому могут постепенно проникать сквозь разветвленную молекулярную сеть пластика. Для предотвращения этого процесса поверхность полимера покрывают слоем металла. Обратите на это внимание при вскрытии упаковки продуктов питания. Металлизация в упаковке служит этой цели — не пропустить к продукту кислород. Металлопластиковые трубы содержат слой алюминия с той же целью — не допустить проникновение кислорода в теплоноситель, это вызывает коррозию.
Материалы на базе фенолформальдегидных смол
Фенол-формальдегидные смолы, как нетрудно понять из названия — продукт поликонденсации фенола и формальдегида. Молекулы полимера образуют разветвленную трехмерную структуру, что обуславливает механические свойства — твёрдость.
Ниже рассмотрим только фенол-формальдегидные пластмассы — фенопласты. Карбамид-формальдегидные, меламин-формальдегидные пластмассы — аминопласты, рассматривать не будем, их базовые свойства идентичны, методы обработки одинаковые, разница лишь в прочности, цвете.
Химическая структура бакелита (кусочек для примера) Полимеры с такой разветвленной беспорядочной структурой обычно твёрдые и хрупкие. Автор рисунка — Dirk Hünniger, взято из Википедии
Открыл процесс поликонденсации Лео Бакеланд — американский химик бельгийского
происхождения. Он и назвал новый материал, полученный при отверждении смолы — бакелитом.
В СССР аналогичный материал назывался «карболит» — от карболовой кислоты,
старого названия фенола.
Примеры использования фенолформальдегидных смол:
Карболит (бакелит)
Представляет собой твёрдый термостойкий пластик. Если вы возьмете какое-либо устройство,
собранное до 1950 года, то практически все пластиковые детали в нем — это карболит.
Различные изделия из карболита — коробочка, розетка. Вилка, корпус вольтметра, гнезда, ручки регулировки.
Изделия получают как заливкой в формы, так и (чаще) прессованием порошка смолы с наполнителем в металлические формы с нагревом. При нагревании процесс полимеризации, уже частично начавшейся при производстве порошка, заканчивается, но, так как порошок в этот момент зажат под давлением в форме — то и вид конечного изделия повторяет форму. Серьезный недостаток такого метода в том, что нужно время, которое должно провести изделие в форме, чтобы набрать прочность, достаточную для раскрытия формы без разрушения, поэтому во многих задачах бакелит вытеснен термопластичными материалами, термопластавтомат может производить изделия заданной формы значительно быстрее.
Немного о процессе расскажет это американское рекламное видео прошлого века, оцените энтузиазм, с которым говорят о новом материале.
Корпус электросчетчика сделан из карболита.
На сегодняшний день изделия из карболита производятся массово, но он уже не так популярен как раньше, хотя есть задачи, где его заменить чем-либо трудно.
Плюшки
Стойкий к растворителям, ГСМ (Горюче-смазочным материалам). Карболитовые детали без труда работают вблизи двигателя автомобиля, в условиях нагрева, контакта с маслом, бензином.
Твёрдый. Обычно карболитовые детали можно распознать по блестящей поверхности и по твёрдости, ноготь такой пластик не царапает и даже не цепляется. Большие плоские детали почти не гнутся, а при превышении усилия со звуком «хрум» ломаются.
Хорошо обрабатывается. В отличии от многих других пластиков хорошо шлифуется. Если попробовать шлифовать, например, полипропилен, то быстро от нагрева начнет образовываться «борода» из пластика. Карболит же отлично шлифуется и часто можно видеть следы шлифовки по периметру детали — удаление облоя.
Отличный внешний вид. Способность образовывать твёрдую глянцевую поверхность особенно заметна на внешнем виде ретроаппаратуры. Даже в магазине на полке ручки для резисторов из карболита смотрятся солиднее таких же, но из термопластиков.
Недостатки
Дороговизна. Особенность производства в виде прессовки из порошка определяет довольно высокую себестоимость изделий из-за низкой скорости процесса и наличия ручного труда. Изготовление деталей из термопластиков порой в разы дешевле.
Хрупкость. Оборотная сторона твёрдости, при ударах трескается, из него не сделать
гибкий шланг, сильфон и т.д.
Практически не подлежит вторичной переработке. Есть способы, но они не получили
широкого распространения.
Ограниченная цветовая гамма. Фенолформальдегидная смола сама по себе коричневого цвета, что затрудняет получение изделий светлых цветов. Этого недостатка лишены, например, меламинформальдегидные смолы из которых делают изделия белого цвета. Замечательный фильм 40х годов, в котором видно производство фенолформальдегидной смолы, формовка деталей прессованием, получение гетинакса, текстолита, галалита и многое другое.
Гетинакс
Гетинакс — это слоистый пластик, получаемый путем прессования бумаги, пропитанной
фенольной или эпоксидной смолой. В англоязычной литературе имеет название FR-2. (от FR — Flame Resistant — огнестойкий) (FR-1, FR-2, FR-3 это всё гетинаксы, разница только в материале связующего) У нас есть ГОСТ 2718-74 на гетинакс. Имеет низкую прочность, но при этом достаточно низкую цену. Является электроизоляционным материалом, изделия из гетинакса можно получать штамповкой, поэтому панели с ламелями, вставки, изоляционные шайбы, держатели контактов иногда изготавливают из гетинакса.
Примеры применения
Материал дешевых односторонних печатных плат. В задачах, где не требуется высокая надежность и есть возможность обойтись одним проводящим слоем, печатные платы изготавливают из гетинакса. В дешевых электронных китайских игрушках чаще всего гетинаксовые платы. Гетинакс недостаточно прочен для создания надежных переходных отверстий, поэтому двухсторонние и многослойные печатные платы из гетинакса не изготавливаются.
Различные изделия из гетинакса. Пластина специально была сломана, чтобы показать характерный рисунок на изломе. Гетинаксовый брусок слегка распух справа — результат расщепления слоев при резке.
Ламинированный гетинакс (слопласт, слоистый пластик) — гетинакс с наклеенной декоративной пленкой — материал внутренней отделки автобусов, вагонов поезда, столешниц. Прочный износостойкий трудногорючий материал.
Ламели подключения обмоток трансформатора сделаны из гетинакса, изолирующая ламели от сердечника подкладка, боковины оправки обмотки — гетинакс.
Примечание
Материал непрочный и склонен давать трещины при обработке, требуется особая осторожность при обработке резанием пилами с большим зубом. В силу низкой прочности мало пригоден в качестве конструкционного материала.
Источники
Продается многими компаниями, специализирующимися на электротехнических материалов.
Гуглить по «Гетинакс ГОСТ2718-74».
Текстолит
Текстолиты — это целый класс композиционных материалов, состоят из прессованной ткани со связующим. Например, хлопчатобумажная ткань пропитанная фенолформальдегидной смолой. Имеет характерный вид — на плоскостях и срезах видно плетение ткани. Обычно коричневого и темно-коричневого цвета. Зарубежом известны под торговыми марками Novotext, Turbax, Resitex, Cerolon, Textolit, Micarta. Материал известен с 30х годов 20 века.
Текстолит различных форм — пластины, прутки. Расположение ткани в материале различается — у прутков ткань намотана, а не уложена слоями.
Примеры применения
Как конструкционный материал. Текстолит прочен и не проводит ток, поэтому используется как материал прокладок, шайб, перегородок, вставок, шестерен и т.д. При нагревании он не ползет, это выгодно отличает его от термопластичных материалов.
Поделочный материал. Из текстолита часто изготавливают рукоятки ножей, приспособления и оснастку в условиях небольших мастерских. Текстолит хорошо обрабатывается, при этом не впитывает воду, стоек к воздействию горюче-смазочных материалов.
В зависимости от использованной в производстве ткани, наблюдаемая текстура может различаться.
Текстолит из тканей с разным шагом плетения. Текстолит всегда можно узнать по характерной текстуре и виду.
Материал доступен в продаже в России, но постепенно вытесняется другими материалами.
Вопрос электрикам! По патронам Е27
Градусов 60-70 ему нормально (помоему до 120 держит, но могу ошибаться). 250 Вт потянет спокойно. Но со временем он всеравно будет трескаться, это всетаки карболит. Оптимально будет керамика, но они подороже и крепеж на стену надо отдельно покупать.
Region_78 написал :
но они подороже и крепеж
30 руб.
Aplicator написал :
Я хочу установить туда лампу 250Ватт
И не думайте даже,только керамика
Aplicator написал :
Я хочу установить туда лампу 250Ватт
Ламп накаливания 250 ватт не бывет
Есть 150, 200, 300 и 500 ватт.
до 200 ватт все идут с цоколем E27
300 ватт выпускаются как е27 так и е40
500 ватт исключительно е40
ДРЛ 250 ватт выпускаются исключительно е40.,понятное дело,только керамика.
У меня кстати, валяется без дела 2 керамических патрона е27.
Реактопласты, типа карболит, могут работать с перегревом в 70°С, т.е. это максимальная рабочая температура в 105°С.
Да нет, канопель сам по себе, вообще то для птицеводства =)
Кстати, ещё вопрос. Сначала описание этих ламп, кстати =)
» >
Инфракрасные электролампы
Лампы накаливания инфракрасные зеркальные представляют собой высококачественные теплооблучатели, максимальная зона излучения которых расположена в эффективном инфракрасном диапазоне (тепло), составляющая видимого излучения (свет) незначительна. Инфракрасные лампы превращают потребляемую электроэнергию (свыше 90 %) в тепловое излучение, а внутренний зеркальный отражатель в форме параболоида фокусирует это излучение для получения его высокой интенсивности. Колба из красного стекла обеспечивает приятную и равномерную цветопередачу света. Облучатели выдают полную тепловую мощность сразу после включения и отличаются большим сроком службы ( 6000 часов). Лампы должны эксплуатироваться в светильниках, оборудованных специальным керамическим патроном и защитной арматурой, исключающей возможность попадания капель влаги и случайного разрушения.
Лампы рекомендованы для разведения и выращивания молодняка животных и птиц в сельском хозяйстве и ветеринарии.
Какую температуру выдерживает карболитовый патрон
По сути карболит это фенол формалдегидная смола (эмоксидка)
прочность не менее
растяжение 49
сжатие 70
статический изгиб 84 МПа
ударная вязкость 1.5..3 кДж/м
жаростойкость до 120 градусов, при больших температурах начинается декомпозиция т. е. постепенное разрушение, но он не плавится и не горит. Начиная с 300 градусов начинаться интенсивная декомпозиция и обугливание.
Готов поспорить – КАРБОЛИТ ГОРИТ! Бросил кусок карболита от советской АПшки в печку (Фото печки ниже, надеюсь загрузиться) – там горели обычные дрова (Не берёзовые, только ясень, ель, сосна), никто не раздувал. Ну значит бросил. И как удивился: Через 10 секунд загорелся край куска (8*8 сантиметров, толщина примерно 2-3мм), а через ещё 5 загорелся весь кусок, а ещё через 10 секунд СГОРЕЛ ВЕСЬ КУСОК, НЕ ОСТАВИВ ПОСЛЕ СЕБЯ НИЧЕГО. Даже если осталась зола – ОНА НИЧЕМ НЕ ОТЛИЧАЕТСЯ от древесной. А вонь была просто АДСКАЯ! Даже сосед на меня посмотрел… С чего пошла идея? А с того, что на мои слова: “Карболит плохой материал – хрупкий, легко ломаеться, а ещё в СССР эти хламоделы делали его ужасно тонким” мой дед и отец отвечали: “За то не гориииит…”. Ну вот, миф опровергнут, КАРБОЛИТ ГОРИТ.
Карболит обладает очень ценными свойствами: он химически стоек к воде, воздуху, маслам, многим кислотам, отличается эластичностью и, что особенно важно, – является прекрасным диэлектриком, легко поддается механической обработке. Всё это обеспечивало широкое применение пластмассы «карболит» в промышленности.
Диэлектрическая проницаемость карболита лежит в пределах 4-6 и заметно изменяется в зависимости от температуры. Угол диэлектрических потерь весьма велик и быстро растет при нагреве и увлажнении. Электрическая прочность колеблется для различных сортов от 2 до 10 кв/мм. Все карболиты в той или иной мере гигроскопичны. Теплостойкость карболитов в среднем ограничивается 100° С.
Опыт эксплуатации радиодеталей с карболитовыми корпусами, основаниями или опрессовкой (в том числе сопротивлений ТО и опрессованных слюдяных конденсаторов старых типов) показал, что они обладают низким постоянством параметров и особенно плохо влияют на работу радиоаппаратуры при установке в цепях высокой частоты. Готовые карболитовые изделия трудно обрабатываются в силу присущей большинству карболитов хрупкости.
КАРБОЛИТ-один из видов резита – синтетический полимер, образующийся при отверждении феноло-формальдегидной смолы. Резит, отвержденный в присутствии нефтяных сульфокислот, называется карболитом, отвержденный в присутствии молочной кислоты – неолейкоритом.
Карболит не горит и не плавится. А тупо превращается в сажу. Но ето при температуре свыше 300 градусов.
Горит, превращаясь в золу. Проверено на личном опыте. Загорается не плавясь. Сгорает быстро с сильным запахом. Проверял в этой печке
21 сентября 2018 г. 12:31
Оглавление
Рисунок 1. Электрические патроны
Патроны винтовые
Самым распространенным типом патронов является винтовой, для ламп с типом цоколя Е, где буква Е напоминает нам об изобретателе лампы накаливания, гениальном американском самоучке Томасе Альве Эдисоне. Edison screw type, то есть винт Эдисона. Лампы в данный вид патронов могут вкручиваться и выкручиваться. После буквы Е указывается диаметр цоколя лампы в мм. Например, существуют следующие патроны Е5, Е10, Е14, Е27 и Е40. Наиболее распространенными в быту являются патроны Е14 и Е27. Патроны Е40 в основном рассчитаны на мощные источники света и находят свое применение в уличном освещении.
Устройство и принцип работы электрического винтового патрона
Устройство данного патрона достаточно просто: он состоит из трех элементов – корпуса, цилиндрической формы, где располагается гильза с резьбой Эдисона, керамического вкладыша и двух медных или латунных контактов для подвода электрического тока к лампе. Подсоединение проводов к самому патрону может осуществляться тремя способами: винтовым соединением к керамическому вкладышу со смонтированными на нем латунными контактами, при помощи клеммных колодок и безвинтовым способом (для патронов из пластика).
Важно! При подсоединении проводов к патрону, фаза должна подключаться к центральному контакту цоколя лампочки. При таком подключении при вкручивании и выкручивании лампочки вероятность поражения электрическим током минимальна.
Рисунок 2. Схема резьбового патрона
Винтовые патроны под цоколи Е14 и Е27 по материалу, из которого они изготовлены бывают трех видов: керамические, пластиковые и карболитовые.
Рисунок 3. Виды резьбовых патронов
Керамический патрон
изготавливается из жаропрочной керамики, поэтому он выдерживает высокую температуру нагрева. Он состоит, чаще всего, из единого, не разбираемого на части корпуса, со встроенной в него резьбовой гильзой. Подключение к электрическому току осуществляется через винтовые клеммовые зажимы, которые находится в основании данного патрона с помощью обыкновенной отвертки. Таким образом, оно не представляет большого труда. К недостаткам следует отнести хрупкость, свойственную керамическим изделиям.
Патроны из пластика
не обладают способностью выдерживать высокие температуры нагрева, хотя их производители постоянно и улучшают эти показатели. Но все же тягаться с керамикой они, конечно, не могут. Поэтому их чаще всего используют для ламп накаливания мощностью не более 60 Вт. Чаще всего пластиковые патроны являются разборным и состоит из двух частей – корпуса и нижней юбки, хотя могут быть и цельными. Контакты встроены внутри корпуса патрона и доступа к ним нет. Подключение данного патрона к проводам является очень простым и осуществляется через самозажимные клеммы по типу клемм WAGO. Часто недостатки вещей являются продолжением их достоинств и вытащить провода из них бывает довольно трудно. Для этого необходимо производить ими движения «вперед-назад», пока провода не освободятся от клемм. Если подключающие провода являются многожильными, то концы их лучше облудить, если же нет такой возможности, то делается максимально жесткая скрутка, которая не всегда гарантирует успех.
Карболитовые патроны
обычно характерного черного цвета. Карболитовые патроны способны выдерживать высокие температуры. Они очень прочные, обладают хорошими изоляционными свойствами. По хрупкости занимают промежуточное положение между пластиковыми и керамическими патронами. Патроны данного типа являются разборными. После разборки патрона необходимо с помощью винтового соединения подсоединить провода к керамическому вкладышу, на котором расположены латунные контакты. Концы проводов надо обязательно обернуть кольцом вокруг винтов. Затем производится сборка в обратном порядке. Некоторая сложность монтажа и необходимость сборки-разборки карболитовых патронов и являются их основным недостатком.
Рисунок 4. Керамический вкладыш
Резьбовые патроны отличаются также по типу своего крепления. Они бывают настенные (прямые или наклонные), подвесные, для люстр, потолочные.
Рисунок 6. Типы резьбовых патронов
Патроны для штырьковых цоколей G
Электрические патроны серии G предназначены для подсоединения ламп с цоколями штырькового типа. Они просты по конструкции и изготавливаются из тех же материалов, что и винтовые патроны, хотя, например, изделия из карболита, применяемые раньше для люминесцентных ламп, уже превратились в настоящий электроустановочный антиквариат.
Цифры после буквы G в названии обозначают расстояние между штырьками для двухштырьковых ламп, если же штырьков больше они показывают диаметр окружности, проходящей через центры штырьков. Следует обратить внимание, что в названии типа штырьковых цоколей могут присутствовать буквы U, X, Y, Z, которые определяют модификацию конструкции.
Патроны для люминесцентных ламп
Одним из самых распространенных видов патронов для штырьковых цоколей G являются патроны для люминесцентных ламп. Основные типы патронов – G5, G13, 2G 13, G20, G23. Цифра после буквы G, как уже было сказано, означает расстояние между контактами лампы в миллиметрах.
Патроны G5
Применяются для компактных люминесцентных ламп с диаметрами 7 и 16 мм. Данные лампы используются для подсветки в настольных лампах или освещения помещений небольшой площади.
Патроны G13
Применяются для люминесцентных и светодиодных ламп с диаметрами 26 мм и 38 мм (сейчас данный тип ламп с диаметром колбы 38 мм практически уже не применяется). Являются наиболее распространенными лампами, которые используются в большинстве светильников.
Патроны G5 и G13 могут быть как поворотными или накидными (неповоротными).
Поворотный и накидной патроны для люминесцентных ламп G5 и G13:
Рисунок 7. Патроны G13
Люминесцентные лампы, используемые в электрических патронах G5 и G13, являются двухцокольными. Следовательно, на одну лампу требуется два патрона, которые должны располагаться друг от друга на расстоянии равном длине лампы.
Токоподводящие провода к электрическим патронам G5 и G13 вставляются в специальные отверстия с контактными зажимами, где и фиксируются. Лучше всего использовать жесткий одножильный провод, многожильные провода требуется облудить. В виду специфики зажигания люминесцентных ламп, которая требует использования либо стартера, либо электронного ПРА, используются также сдвоенные патроны со стартеродержателем.
Сдвоенные патроны 2 G13
Сдвоенные патроны 2 G13 позволяют подсоединять сразу две лампы со стартодержателем или без него. В остальном полностью соответствуют G13.
Рисунок 9. Cдвоенный патрон
Патроны для галогеновых ламп мощностью до 50 Вт
Патроны от G4 до G10 используют для монтажа галогеновых ламп небольшой мощности, которая составляет максимально 50-60 Вт. Такие патроны применяются, например, со светильниками, встраиваемыми в подвесные потолки, панели ЛДСП, МДФ и другие. Часто применяемыми патронами являются, например, G3.9, G5.3, GX5.3, GU5.3, GY5.3, GU10. Обычно данные патроны поставляются с уже подсоединенными проводами, которые предварительно зачищены и облужены, то есть полностью подготовлены для монтажа.
В последнее время становятся все более популярными и декоративные патроны, которые помимо своей основной функции, еще и способны украсить наш интерьер, внести в него какую-то свою новую изюминку. В большинстве случаев, они изготовлены под лампу с цоколем Е27. Они могут поставляться с подсоединенным проводом и потолочным креплением, то есть по сути являются уже практически готовым светильником.
Рисунок 12. Декоративные патроны
На этом, конечно, не исчерпывается всё разнообразие мира электрических патронов и в этой короткой статье невозможно описать их все. Тем не менее основные наиболее часто используемые в нашем быту патроны, эти полезные и необходимые человеку изделия, были все-таки затронуты и мы надеемся, что данная статья была для вас полезной.