Тақырып № Материалдардың физикалық қасиеттері және гигроскопиялық қасиеттері. Дәріс. Физикалық деп материалдардың заттармен
Электризуемость и электропроводность материалов
жүктеу/скачать 72,42 Kb.
|
4-5-6 тақырып. Материалтану.
- Бұл бет үшін навигация:
- 7-тақырып. Материалдардың электрленуі және электр өткізгіштігі
| Электризуемость и электропроводность материалов
Используемые в производстве изделий материалы в зависимости от способности проводить электрический ток делят на проводники (0—Ю5 Ом), полупроводники (105—108 Ом) и диэлектрики (108—1015 Ом). Критерием данной классификации материалов является омическое (Л) или удельное омическое сопротивление (р). Электрический ток есть направленное движение свободных заряженных частиц — электронов, протонов, анионов и катионов; в материалах органического происхождения их нет. Поэтому все материалы изделий легкой промышленности (кроме металлов) являются диэлектриками. Электризуемость — способность материалов накапливать на поверхности электрический заряд, который может быть положительным (+) и отрицательным (—). Электризуемость материалов может возникнуть при трении поверхностей двух диэлектриков либо при сообщении диэлектрику зарядов определенного знака от заряженного тела. При трении материалов на поверхности, по данным А. И. Меркуловой (табл. 1.8), образуются и накапливаются положительные или У тканей смешанного волокнистого состава (хлопкокапроновая, хлопкоацетатная) плотность электрических зарядов меньше по сравнению с тканями, выполненными только из капроновой, ацетатной или другой однородной пряжи. Очевидно, что при трении ткани, изготовленной из пряжи смешенного состава, на поверхности каждого вида волокна образуется свой заряд (—) или (+). Количество образующихся зарядов и его знак на соответствующем волокне зависят от химического состава. 7-тақырып. Материалдардың электрленуі және электр өткізгіштігі Өнім өндірісінде қолданылатын материалдар электр тогын өткізу қабілетіне қарай өткізгіштерге жартылай өткізгіштерге (105-108 Ом) және диэлектриктерге (108-1015 Ом) бөлінеді. Материалдың осы жіктелуінің критерийі омдық (Л) немесе меншікті омдық кедергі (р) болып табылады. Электр тогы бос зарядталған бөлшектердің — электрондардың, протондардың, аниондардың және катиондардың бағытталған қозғалысы бар; органикалық материалдарда олар жоқ. Сондықтан жеңіл өнеркәсіп өнімдерінің барлық материалдары (металдардан басқа) диэлектриктер. Электрлендіргіштік - материалдардың бетінде оң (+) және теріс (—) болуы мүмкін электр зарядын жинақтау қабілеті. Материалдардың электрленуі екі электриктің беттерін ысқылау кезінде немесе диэлектрикке белгілі бір белгінің зарядтарын заря денесінен хабарлау кезінде пайда болуы мүмкін. А. и. Мерқұлованың деректері бойынша материалдардың бетіне үйкелу кезінде, тек нейлоннан, ацетаттан жасалған маталармен салыстырғанда электр зарядтарының оң немесе аралас талшықты құрамы (мақта капрон, мақта ацетаты) ұлпаларында түзіледі және жинақталады немесе басқа біртекті Иірілген жіп. Аралас иірілген жіптен жасалған матаның үйкелісі кезінде талшықтың әр түрінің бетінде өзіндік заряд (—) немесе (+) пайда болатыны анық. Алынған зарядтардың саны және оның тиісті талшықтағы белгісі химиялық құрамға байланысты. При трении и после трения часть разноименных зарядов аннигилируется и на поверхности материала остается тот заряд, которого было больше в процессе электризации. Накопленный на поверхности материала изделия (+) электрический заряд действует на организм человека отрицательно, а (—) электрический заряд оказывает благоприятное воздействие. Наиболее оптимальный вариант для организма человека — отсутствие на поверхности материала любого заряда либо наличие (—) электрического заряда. После электризации материалов плотность электрических зарядов медленно падает, т.е. происходит их стекание (рассеивание) с поверхности материала. На скорость стекания зарядов существенную роль оказывает способность материала сорбировать влагу из паровоздушной среды. По данным М.П. Артышевской, при повышении влажности воздуха (р (%) наблюдается уменьшение плотности электрического заряда на поверхности материалов, причем наиболее интенсивный процесс сткания зарядов наблюдается у гидрофильных материалов. Это связано с тем, что при сорбции материалом паров воды на структурных элементах образуется моно- или полимономо-лекулярный слой. Үйкеліс кезінде және үйкелістен кейін әртүрлі зарядтардың бір бөлігі жойылады және материалдың жоғарғы жағында сол күйінде қалады электрлендіру процесінде үлкен серия болды. Өнім материалының бетінде жинақталған ( + ) электр заряды адам ағзасына теріс әсер етеді, ал (-) электр заряды жағымды әсер етеді. Адам ағзасы үшін ең оңтайлы нұсқа — ананың бетінде кез-келген зарядтың болмауы немесе (—) электр зарядының болуы. Материалдар электрлендірілгеннен кейін электр зарядтарының тығыздығы баяу төмендейді, яғни олардың материалдың бетінен таралуы (таралуы) жүреді. Зарядтардың ағу жылдамдығына материалдың бу-ауа ортасынан ылғалды сору қабілеті маңызды рөл атқарады. М. П. Артышевскаяның мәліметтері бойынша, ауа ылғалдылығының жоғарылауымен (р ( % ) материалдың бетінде электр зарядының тығыздығының төмендеуі байқалады, ал зарядтардың ең қарқынды соқтығысу процесі гидро-ларда байқалады материалдар. Бұл су буының материалымен сорбцияланған кезде құрылымдық элементтерде моно немесе полимономо-лекулярлық қабат түзілетіндігіне байланысты. На поверхности структурных элементов любого материала как при их производстве, так и при эксплуатации имеется значительное количество химических веществ (солей), которые, взаимодействуя с водой, образуют электролиты, являющимися хорошими проводниками. Образование на поверхности материалов токопроводящего слоя резко увеличивает стекание электрических зарядов. Для снижения электризуемости материалов, особенно изготовленных из химических синтетических полимеров, которые плохо взаимодействуют с парами воды, при производстве их обрабатывают поверхностно-активными веществами (антистатиками). Антистатики хорошо взаимодействуют с парами воды, образуя на поверхности структурных элементов материала токопроводящий слой, ускоряя процесс стекания электрических зарядов. Так, введение антистатика алкамона в состав мягкой искусственной галантерейной кожи с ПВХ покрытием ускоряет процессстекания зарядов. Причем, чем выше концентрация алкамона, тем меньше плотность электрического заряда на поверхности материала. Кез-келген материалдың құрылымдық элементтерінің бетінде оларды өндіру кезінде де, пайдалану кезінде де химиялық заттардың (қосылыстардың) едәуір мөлшері бар, олар сумен әрекеттесіп, жақсы өткізгіш болып табылатын электролиттер түзеді. Өткізгіш қабаттың материалдарының бетінде пайда болуы электр зарядтарының ағынын күрт арттырады. Материалдардың, әсіресе химиялық синтетикалық полимерлерден жасалған, су буымен нашар әрекеттесетін материалдардың электрленуін төмендету үшін оларды өндіру кезінде беттік белсенді заттармен (антистатиктермен) өңделеді. Антистатиктер су буымен жақсы әрекеттеседі, материалдың құрылымдық элементтерінің бетінде өткізгіш қабат түзеді, электр зарядтарының ағу процесін жылдамдатады. Сонымен, ПВХ жабыны бар жұмсақ жасанды құрғақ тері құрамына алкамон антистатикасын енгізу зарядтардың ағу процесін тездетеді. Сонымен қатар, ал-камонның концентрациясы неғұрлым жоғары болса, материалдың бетіндегі электр зарядының тығыздығы соғұрлым аз болады. В результате стирки, химчистки и иных воздействий концентрация поверхностно-активных веществ падает, в связи с этим изделия периодически необходимо обрабатывать антистатиками в домашних условиях. Электропроводность материалов. Полимерные материалы при изменении их химического состава или условий окружающей среды могут изменять исходные значения удельного поверхностного и объемного электрического сопротивлений. Резины, применяющиеся для изготовления деталей обуви, являются типичным диэлектриком, но введение в состав сажи, графита или иных электропроводящих материалов позволяет получить электрические свойства от диэлектрика до проводника. При введении в состав резиновой смеси ацетиленовой сажи в количестве, равном массе каучука, получают резину, имеющую ромУ= 2—40мм, т.е. проводник. Жуу, Құрғақ тазалау және басқа әсерлердің нәтижесінде беттік-белсенді заттардың концентрациясы төмендейді, осыған байланысты өнімдерді мезгіл-мезгіл үйде антистатикалық заттармен өңдеу қажет. Материалдардың электр өткізгіштігі. Полимерлі материалдар олардың химиялық құрамы немесе қоршаған орта жағдайлары өзгерген кезде меншікті беттік және көлемдік электр кедергісінің бастапқы мәндерін өзгерте алады. Аяқ киімнің бөлшектерін жасау үшін қолданылатын резеңкелер әдеттегі диэлектрик болып табылады, бірақ күйе, графит немесе басқа электр өткізгіш материалдардың құрамына енгізу диэлектриктен өткізгішке дейін электр қасиеттерін алуға мүмкіндік береді. Резеңке қоспасына резеңке массасына тең мөлшерде ацетил-жаңа күйе енгізгенде, ром= 2—40 мм болатын резеңке алынады, яғни. өткізгіш. При сорбции паров воды из воздуха на поверхности структурных элементов материалов в результате электролитической диссоциации водорастворимых солей образуются электролиты, которые выступают в качестве проводящей среды материала. Поэтому гидрофильные материалы при нормальных атмосферных условиях приближаются по свойствам к полупроводникам. Увлажнение до 100% и более приводит к тому, что материалы могут стать проводниками, что опасно для жизни человека. Электрическое сопротивление гидрофильных материалов изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Так, с понижением температуры кожи хромового дубления влажностью 14—16% с 20 до —30 °C удельное омическое сопротивление возрастает с 106 Омм до 8- Ю10 Омм и при дальнейшем понижении температуры до —100 °C практически не меняется. Это изменение токопроводящих свойств кожи связано с тем, что при понижении температуры снижается подвижность свободных анионов и катионов в электролитическом слое на структурных элементах. Считается, что предельно допустимой величиной удельного электрического сопротивления, при которой не возникает неудобств при эксплуатации одежды из текстильных материалов, является 1011- 1012Ом м. Таким образом, электропроводность в постоянном и переменном лектрическом поле у материалов изделий легкой промышленности непостоянна и зависит как от химического состава материала, так и от факторов окружающей среды. Суда еритін тұздардың электролиттік диссоциациясы нәтижесінде материалдың құрылымдық элементтерінің бетіндегі ауадан су буының сорбциясы кезінде материалдың өткізгіш ортасы ретінде әрекет ететін электролиттер түзіледі. Сондықтан қалыпты атмосфералық жағдайда гидрофильді материалдар қасиеттері бойынша жартылай өткізгіштерге жақындайды. 100% немесе одан да көп ылғалдандыру материалдардың адам өміріне қауіп төндіретін өткізгіштерге айналуына әкеледі. Гидрофильді материалдардың электрлік кедергісі қоршаған ортаның қарқынына байланысты өзгереді. Сонымен, ылғалдылығы 14-16% хромды дубляж терісінің температурасы 20-дан -30 °C-қа дейін төмендегенде, нақты омдық кедергі жоғарылайды 106 Омм - ден 8-Ю10 Омм-ге дейін және одан әрі -100 °C-қа дейін төмендеген кезде ол іс жүзінде өзгермейді. Терінің өткізгіштік қасиеттерінің бұл өзгеруі температураның төмендеуімен құрылымдық элементтердегі электролиттік қабаттағы бос аниондар мен катиондардың қозғалғыштығының төмендеуіне байланысты. Тоқыма материалдарынан жасалған киімді пайдалану кезінде қолайсыздықтар туындамайтын меншікті электр кедергісінің алдын-ала рұқсат етілген мөлшері болып саналады 1011-1012м. осылайша, тұрақты және айнымалы электр өткізгіштік жеңіл өнеркәсіп материалдарының бұйымдарының электр өрісі тұрақты емес және материалдың химиялық құрамына да, оған да байланысты оршаған орта факторларынан. Контрольные вопросы 1. Какие виды деформаций могут возникнуть в материале при действии внешней силы? 2. Какие характеристики свойств относятся к полуцикловым испытаниям? 3. Какие характеристики свойств относятся к одноцикловым испытаниям? 4. Какие характеристики свойств относятся к многоцикловым испытаниям? 5. От чего зависит осыпаемость текстильных материалов? 6. От чего зависит механический износ материалов? 7. Почему у материалов наблюдается анизотропия показателей механических свойств? 8. Какими показателями определяется способность материалов взаимодействовать с влагой? 9. Почему материалы пропускают пар, воздух и пыль? 10. Почему необходимо знать характеристики тепловых свойств материалов? 11. Какие характеристики определяют взаимодействие света с материалами? 12. Почему материалы, применяющиеся для изготовления изделий костюма, склонны к электризуемое™? 13. При каких условиях диэлектрики могут приобретать свойства проводников? жүктеу/скачать 72,42 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|