какую температуру выдерживает эбонит

Что такое эбонит? Описание, характеристики, свойства и применение материала

Каждый из нас, из школьного урока по физике, помнит опыт, когда шёлковой ветошью натирали эбонитовую палочку, потом подносили ее к бумаге и она притягивалась. На самом деле это не единственное важное свойство эбонита, поскольку в современной промышленности он применяется на самых разных этапах производства.

Все современные аккумуляторы, конденсаторы, прочие радиодетали, используются в электроустановках с обязательным применением эбонита. Он также применим в декоративных целях, при производстве украшений и в качестве элементов корпусов.

Все это связано с доступностью сырья, удобством в обработке и других особенностях. Предлагаем подробнее поговорить об этом материале, узнать область его применения, оценить преимущества и другие важные моменты.

Что это такое?

Для нас эбонит – это трубка темного цвета, твердая на ощупь. Реже, речь идет о пластинах, поскольку рядовой обыватель встречается с ними нечасто, поскольку они скрыты в корпусе. По сути, именно трубчатым его и делают, поскольку трубка легко поддается обработке, что позволяет вытачивать из нее детали различной формы, применяемые на производстве.

Эбонит используют для изготовления деталей для различных сфер

Материал не эластичен при комнатной температуре, поэтому его легко сломать при надавливании на поверхность. В конструкции эбонита находится порядка 30 процентов серы. Применение эбонита повсеместно. Это всевозможные элементы конструкционных деталей, диэлектрические элементы, а также элементы аккумуляторных узлов. Говоря об аккумуляторах, речь идет именно о щелочных элементах питания.

Нередко производят на основе эбонита украшения, где в основу выбора этого материала входит твердость породы на основе каучука, а также яркий насыщенный цвет. При этом материал нисколько не токсичен и не выделяет радиации, что совершенно безопасно для людей во всех применениях эбонита.

Основные виды

Разновидность эбонита кроется в его конструктивных особенностях. Например, чаще всего эбонит выпускается в вытянутой форме, в виде трубок и стержней, что удобно применять в качестве заготовок для производства изделий с областью применения в электротехнике. Верхний ценовой диапазон занимает очищенная форма, которая состоит только из серы и каучука, в соотношении 35 на 65.

Неочищенный эбонит включает в свой состав сажу, которая придает насыщенный черный цвет. Содержание сажи обычно не превышает 5 процентов. Превышая предел сажи в составе, производитель экономит на стоимости и снижает диэлектрические свойства.

По форме, можно выделить следующие разновидности:

Технические характеристики

Одним из критических свойств эбонита является хрупкость. Небольшое падение может привести к полному или частичному разрушению формы. Поэтому на этапе производства изделий из этого сырья, нужно быть осторожным.

Способ обработки почти всегда механический, но в зависимости от задачи, эбонит может нагреваться или обрабатываться холодным. Температурный нагрев может быть разным, например, при величине в 60-80 градусов по Цельсию сырье размягчается, что позволяет придавать ему различную форму.

Материал гигроскопичен, поэтому не боится воды, но достаточно критично относится к солнечному излучению. Последнее приводит к окислению, что в свою очередь, разрушает изделие. В зависимости от концентрации серы, изделие может быть черного цвета или иметь сероватый оттенок.

К техническим характеристикам можно отнести диэлектрические свойства, что определяет важнейшую степень защиты от поражения током. Стойкость к воздействию кислот определяет то, что эбонит применяется для производства аккумуляторов и батареек. Он служит в качестве диэлектрика между пластинами конденсаторов.

Несмотря на то, что материал не впитывает влагу на воздухе, он критично относится к воздействию нефтепродуктов, например, таких как масло и бензин. Он набухает в нефтепродуктах. Аналогичное влияние оказывает сероуглерод. Эбонит и резина схожи по плотности.

Окисление – вот еще одно из свойств материала. На практике, это происходит под действием ультрафиолета. При этом материал светлеет, после чего приобретает зеленоватый оттенок. Практика показывает, что при окислении на 5-10 процентов снижаются диэлектрические свойства эбонита.

Состав

Основным элементом в составе является сера. Ее массовая доля в единице изделия составляет не менее 30 процентов. За счет серы изделие не плавится, претерпевая температуру до 300 градусов. Для насыщения материала черным цветом в состав добавляют сажу, в процентном соотношении к общей массе не более 5 процентов. С добавлением серы изделие получается неочищенным.

Больше половины в составе эбонита это каучук. Благодаря ему, сырье называют твердой резиной, что работает в сочетании с серой. Каучук может быть натуральный, образованный в процессе вулканизации серы, а также синтетический. Зачастую, свойства двух типов сырья не отличаются друг от друга.

Уникальный, но в то же время простой состав, позволяет легко обрабатывать сырье. Посудите сами, ведь в продаже есть не только музыкальный инструмент с применение эбонита, такой как флейта, кларнет и другие, но и всевозможные браслеты, четки и бусы.

Раньше многие телефонные аппараты были изготовлены из эбонита

Применение

Область применения эбонита довольно большая. Основное направление – это диэлектрик. Под диэлектриком понимается вещество, которое не проводит через себя электрический ток. Именно за это свойство сырье выбирают в качестве основного для разделения полей батарей, аккумуляторов и прочих энергетических емкостей.

Говоря о последнем, не стоит забывать о еще одном свойстве. Речь идет о химической устойчивости, благодаря чему электролит, энергоэффективные кислоты, а также другие вещества нестрашны для эбонита. Он подвергается только воздействию нефтепродуктов, которые не применяются на этапе производства.

Твердость материала, которая приравнивается к прочности слоновой кости, позволяет применять изделия из него на этапе производства электротехнических установок. Главная особенность заключается в том, что положительная температура важна для эксплуатации. При отрицательной температуре проявляется такое свойство, как хрупкость, что может привести к выходу детали из строя.

Таким образом, можно сделать заключение, что эбонит применяется в сфере производства сувениров, в медицинской сфере деятельности, а также в радиотехнике и промышленности. Этому способствует безграничная возможность обработки, что касается палочек и листового материала. Со временем, благодаря активному внедрению пластмассы на рынок, эбонит стал менее актуален.

На фото трубка из эбонита

Плюсы и минусы

Предлагаем разобраться в том, какие положительные моменты кроятся в этом изделии:

Материал легко поддается шлифовке. Допустима как механическая, так и ручная обработка. При этом последнее занимает больше времени, но в малых объемах производства имеет место быть, как и на этапах подгонки формы.

При этом область применения еще и основана на доступности в плане цены. Последнее касается только заготовок, поскольку то, что уже обработано производителем, включая украшения, мундштук, элементы декора и другие вещи, стоят недешево.

Важно, что температуру обработки можно поднимать ступенчато, начиная от 70 градусов для небольшой деформации и заканчивая 300 градусами по Цельсию, для полного расплавления в вязкое вещество.

Эбонит не горит, поджечь его не возможно

Недостатков почти нет. Разве что, специалисты при обработке выделяют хрупкость материала. А именно, не стоит ронять эбонитовые изделия, подвергать излишнему трению и ударам. Свойства хрупкости усиливаются при отрицательных температурах, что важно в электротехнических установках. Поэтому в последнем случае, эбонит применяется всегда в корпусе, чтобы защитить его от случайного падения.

Если диэлектрические свойства важны, следует обязательно защитить диэлектрик корпусом, поскольку иначе он потеряет свои свойства. Там где это неважно, например, в украшениях и декоративных изделиях, производитель или изначально придает сырью зеленоватый оттенок, чтобы избежать выцветания, либо добавляет в состав сажу, что повышает черный пигмент. Зеленоватый эбонит на фото, как и в жизни, выглядит привлекательно.

Цена зависит от региона продаж, особенностей обработки, назначения и качества изделия. Наиболее востребованы товары, которые выпущены по ГОСТ 2748-77. Толщина подобных изделий может варьироваться от 0,8 мм, по спецзаказу бывает и меньше. Более этого размера толщины производят изделия шагом 2 и 5 мм, соответственно. Например, 14, 16, …. 45 и более миллиметров толщины.

Купить эбонит листовой можно на вес, а также по размерам, что особенно актуально в случае с пластинами. В среднем, лист, размером в 0,5 на 1 метр, толщиной в 20 мм, обойдется 600-650 рублей. Будьте осторожны при транспортировке, поскольку даже при толщине в 20 и более мм, материал остается хрупким.

Изделия в стержнях продаются упаковками и поштучно. В среднем, цена одного стержня обойдется порядка 200 рублей, при диаметре 8-10 мм изделия. Обращайте внимание на тип используемого каучука, поскольку для подобных стержней в указанном ценовом диапазоне, применяется синтетический материал.

В заключение

Завершая материал, хотелось бы еще раз обратить внимание читателя на уникальность свойств и характеристик. Да, в продаже есть пластмасса и другие виды материалов, которые где-то превосходят эбонит по свойствам, но эстетика, внешнее превосходство и натуральность изделий они не смогут превзойти.

И доказательством этому является многовековая обработка материала, поскольку украшения и элементы декора, части музыкальных инструментов и другой конструктив, делали 100 и даже 200 лет назад, с применением доступного сырья.

В продаже сегодня есть стекло эбонит, батареи и аккумуляторы, элементы защиты химически активных сред, а также другие вещи, которые уже давно заняли свою нишу в промышленности. Их эксплуатация оправдана там, где температура воздействия на поверхность не превышает значения в 70 градусов.

Покупая заготовки, следите за тем, сделаны ли они по ГОСТ или выполнены на основе технических условий. Первое гарантирует точный состав эбонита, где идеально подобрана сера и каучук, сажа, если необходима.

В случае с ТУ, товары могут стоить дешевле, но по качеству будут хуже, поскольку могут быть разногласия в процентном соотношении массовых долей состава. Обращайте внимание на толщину заготовки, ее размеры и форму. Изучайте состав и планируйте собственные изделия на основании физико-технических свойств продукта.

Источник

Эбонит. Свойства и применение. Изготовление и особенности

Эбонит – это твердая жесткая разновидность резины, лишенная характерной эластичности, имеющая темно-бурый или черный цвет, реже песочный оттенок. Он обладает высокими электроизоляционными качествами, благодаря чему используется при изготовлении сложных точных электрических приборов, и разделения проводников.

Как и из чего изготавливается эбонит

Производство эбонита выполняется аналогичным методом, что и получение резины, отличие заключается в соотношении компонентов, а также отсутствии некоторых добавок. Данный материал представляет собой натуральный или синтетический каучук, который после смешивания с серой прошел процесс вулканизации.

За счет нагрева и соседства с серой, каучук становится твердым. В его состав могут дополнительно включаться и другие компоненты, в частности красители. К примеру, для получения черного эбонита добавляется 5% сажи. Материал является более твердым, чем резина, так как содержит порядка 30% серы от массы каучука. У последней ее только 1-5%, иногда больше. Существуют сорта эбонита, в которых доля серы и каучука одинаковые.

Ценность и качества эбонита зависят от степени его чистоты. Лучшим считается материал, который состоит только из серы и каучука. Причем концентрация первой составляет 35%. Включение же сажи для подкрашивания сопровождается снижением стоимости материала, а главное его диэлектрических качеств.

Свойства эбонита

Для эбонита характерны качества, которых нет у других изделий из каучука. В целом к ключевым его характеристикам можно отнести:

За счет твердости, обработка эбонита мало чем отличается от работы с пластиками. Его можно резать, пилить, точить, шлифовать, полировать, сверлить. Чего только стоят украшения, вырезанные из эбонита. С этим материалом не просто удобно, но и приятно работать. После полировки он приобретает достаточно привлекательный внешний вид. Но это касается только видов эбонита с определенными красителями. Технический материал с коричневым оттенком обрабатывается хорошо, но получить из него внешне привлекательное изделие не получится.

Для эбонита характерна не просто влагостойкость, а полное отсутствие гигроскопичности. При погружении в воду эбонит совершенно не впитывает ее. Это качество сейчас уже не столь важное, но до появления большого разнообразия пластмасс, ему не было аналогов. Материал применяется для изготовления чашек, игрушек, дверных ручек, рукояток ножей. Также сквозь него не проходят газы. Это позволяет применять материал для изготовления корпусов аккумуляторов. Он отлично защищают окружающую среду от испарений электролита.

Материал также переносит контакт со многими видами кислот, которые способны разъедать металл. Его химическая стойкость проявляется и неподверженностью повреждения жирами, солями. Эбонит является ярким примером диэлектрика. Он абсолютно не пропускает электрический ток, даже при подаче больших зарядов. Такое же свойство имеется и у резины. Но большие электрические разряды могут пробивать сквозь нее. Эбонитовая же поверхность для них непроницаема. Все дело в более высокой плотности частиц.

По твердости материал можно сравнить со слоновой костью. По этой причине изделия из него обладают высокой стойкостью к истиранию. Но нужно отметить, что при понижении температуры он становится хрупким. Сломать его на морозе не составит особых трудностей.

Для эбонита вообще характерна инертность. Он не воздействует на другие вещества, контактируемые с ним. Это исключает изменение плотности химически активных веществ. Трубки из него применяют для соединения сосудов с химическими реактивами. По этому качеству его можно приравнять к стеклу, но только в условиях работы с определенными жидкостями, к которым он имеет полную устойчивость.

Поверхность эбонита невозможно поджечь. При воздействии открытого огня он просто обугливается. Это отличает его от резины. У последней из-за меньшего количества серы происходит устойчивое горение с выделением большого количества копоти. При этом если нагреть поверхность эбонита до +300°С, произойдет его плавка. Если температура будет равная +70°С, то он станет податливым, его можно будет сгибать, придавая необходимую форму. Именно по этой причине материал и уступил на бытовом уровне пластмассам. Сейчас из него уже не делают те изделия, которые изготавливались раньше. Он стал сугубо изолятором для электрических проводников, где ему нет равных.

Подогрев, его можно размягчить и потом запрессовать в нужную форму. Добиться же текучести с возможностью затекания в мелкие полости невозможно. Максимум что получится сделать, это спрессовать из эбонитового изделия одной формы другую схожую. К примеру, получить из параллелепипеда цилиндр.

Нужно отметить, что материал плохо переносит прямой солнечный свет. Он окисляется. В результате на нем появляется зеленоватый налет. В связи с этим его стараются использовать на изделиях, которые не контактирую с ультрафиолетом. Также к недостаткам эбонита можно отнести непереносимость некоторых углеводородов. То есть, нефтепродукты для него противопоказаны. В частности, это касается бензина и масла, которые разъедают его.

Использование эбонита

Для большинства людей эбонит вызывает ассоциацию с уроками физики, в связи с запоминающимся экспериментом по электризации тел. Если натереть эбонитовую палочку о шелк, шерсть или волосы, то она начнет притягивать некоторое время мелкие кусочки бумаги. Это наглядное пособие по электризации. Но на самом деле материал является куда более востребованным в промышленности, чем только изготовление научного инвентаря для школьной программы.

Основная ценность эбонита в его диэлектрических качествах и выраженной химической стойкости. По этой причине его применяют при производстве аккумуляторов. Внутренние перегородки между полями батарей делаются именно из него. Им же делят и другие электрические емкости. Электролиты внутри батарей для него абсолютно безопасны.

Все же производство батарей, даже с появлением пластмасс, это не единственная область где используется эбонит. Его применяют в таких сферах:

Изначально в момент изобретения в 18 веке материал применяется для изготовления различных поделок. Их него вырезали шахматы, делали рукояти ножей, пуговицы, браслеты и т.д. В то время он был очень популярным, так как отсутствовали пластмассы. С развитием в 20 веке направления электричества, позволило его применять как диэлектрик. Его можно встретить в конструкции трансформаторов, аккумуляторов, измерительных электрических приборов.

Использование в медицине

Пластмассы вытеснили эбонит из сфер, в которых он раньше занимал лидирующие позиции. Он продолжил цениться как диэлектрик. Сравнительно недавно было получено мнение о его положительном влиянии на здоровье. Без какого-либо научного обоснования, считается, что материал положительно влияет на биотоки, и способен лечить головные боли, мигрени, болезни кожи. Приверженцы такой точки зрения рекомендуют делать массаж эбонитовыми дисками, а также носить украшения из этого материала.

Формы выпуска эбонита

Данный материал изготавливается в виде трех заготовок:

Из этих форм получают другие более сложные детали, которые и применяются как комплектующие для изготовления сложных механизмов. Так, эбонит в листах или пластинах нужен для производства перегородок в аккумуляторы, и в прочих подобных случаях. Листы эбонита имеют размер максимум 50х100 см. Причем их толщина достигает от 0,5 до 32 мм. Из них могут вырезать прокладки, шайбы. Толстые пластины могут использоваться для поделок.

Из эбонитовых стержней вытачивают различные втулки, а также вставки и прочие изделия. Они имеют диаметр от 0,5 до 7,5 см. Причем длина стержня может доходить до 3 м. Учитывая хрупкость материала, его транспортировка в таком виде весьма проблематичная.

Трубки применяются для передачи жидкостей, также они могут служить электроизолятором для кабеля. Диаметр трубок доходит до 5 см, а сечение стенок до 12,5 мм. Они делаются более короткими, чем стержни. Обычно длина эбонитовой трубки в продаже не превышает 40 см.

На отдельных производствах делают из эбонита готовые детали еще на этапе вулканизации. Смесь серы и каучука с красителем закладывается в формы, после чего разогревается. По итогу из нее извлекается изделие полной заводской готовности. Это намного дешевле и быстрее, чем создание болванок, которые в дальнейшем нужно механически обрабатывать.

Источник

Эбонит, свойства и применение

Эбонит, свойства и применение.

Эбонит, марки эбонита, применение

Эбонит (от др.-греч. ἔβενος, ebenos – «чёрное дерево») – это высоко-вулканизированный каучук с большим содержанием серы (30-50 % в расчёте на массу каучука), обычно тёмно-бурого или чёрного цвета.

В отличии от мягкой резины эбонит при обычных температурах эбонит не проявляет эластичности и напоминает твердую пластмассу. Он становится высокопластичным при температуре выше 55 о C.

В зависимости от назначения эбонит в России изготовляют трех марок:

А – для высокой электрической изоляции,

Б – для общей электрической изоляции,

В – в качестве поделочного материала.

Эбонит изготавливается в виде пластин, стержней и трубок.

Применяется эбонит повсеместно. Из него изготавливают различные элементы конструкционных деталей (гребни, рукоятки ножей, мундштуки для сигарет и курительных трубок, корпуса перьевых ручек, грампластинки, мундштуки для музыкальных инструментов и т.п.), диэлектрические элементы, кислотостойкие изделия и т.п. Используется для проведения опытов по физике, как простейший источник получения отрицательного заряда при трении шерстью эбонитовой палочки.

Физические и химические свойства эбонита:

– при высоких температурах обугливается,

– хорошо поддается механической обработке (штамповке (пластины толщиной до 5 мм в подогретом виде), сверловке, обточке, нарезке резьбы, полировке (эбонит марок А и Б),

– газонепроницаем,

– имеет высокие электроизоляционные свойства, является хорошим электроизолятором,

– обладает высокой относительной диэлектрической проницаемостью,

– нетоксичен и безопасен для человека и окружающей среды,

– хрупок.

Требования к физико-механическим и электрическим свойствам эбонита:

Примечания:
1. Сопротивление срезу эбонита, МПа (кгс/см 2 ), не менее: для марки А – 30(300), для марки Б – 25(250), для марки В – 15(150) – справочные величины.

Источник