1

Tempusprojekt: 516678 TEMPUS-1-2011-1-DE-TEMPUS-JPCR:

ANPASSUNG DES LEHRBETRIEBS AN DEN BOLOGNA

PROZESSIM INGENIEURSTUDIUM FÜR ASERBAIDSCHAN

Vorlesungsskript: Werkstoffe der Elektrotechnik

Für Studiengang: Bachelor-Automatisierunmgstechnik

und Elektrische Energietechnik

Bakalavr təhsili üçün- Proseslərin avtomatlaşdırılması

və Elektroenergetika ixtisasları üzrə

Elektrotexniki materiallar

Dr. Ing. Aliyev Hikmat (AzTU)

Dr. Ing. Safiyev Elschad (ADNSU)

Baku 2015

2

MÜNDƏRİCAT Səh

Giriş ....... ................................................................................................ .....................4

1.Maddə quruluşu .....................................................................................................5

1.1. Elektrotexniki materialların təsnifatı ..................................................................5

1.2.Kimyəvi rabitələr ..................................................................................................6

1.3. Bərk cismin quruluşundakı qüsurlar......................................................................7

1.4. Bərk cisimlərin zona nəzəriyyəsi...........................................................................8

2. Keçirici materiallar...............................................................................................12

2.1. Keçirici materialların təsnifatı..............................................................................12

2.2. Keçirici materialların əsas xarakteristikaları........................................................13

2.3. Yüksək keçiriciliyə malik keçirici materiallar………………………………….18

2.4. Elektrotexnikada tətbiq edilən çətinəriyən materiallar.................................. .....27

2.5. İfrat keçirici materiallar……… ……………………………………….……….29

2.6. Yüksək xüsusi elektrik müqavimətli materiallar.................................................32

2.7.Qeyri-metal keçirici materiallar…………………………………………………36

2.8.Kontakt materialları…………………………………..…………………………39

3. Yarimkeçirici materiallar.....................................................................................42

3.1. Məxsusi və aşqar keçiriciliyə malik yarımkeçiricilər........................................42

3.2. Yarmıkeçirici materialların təsnifatı…………………………………………....43

3.3. Sadə yarımkeçirici materiallar ............................................................................44

3.4. Yarımkeçirici birləşmələr.....................................................................................47

4. Dielektriklər ..........................................................................................................49

4.1. Dielektriklərin əsas xarakteristikaları ................................................................49

4.2. Elektroizolyasiya materialları və onların təsnifatı………………...……………66

4.3.Qaz halında olan dielektriklər ………………………………….………………67

4.4.Maye dielektriklər ...............................................................................................69

4.5.Polimerlər əsasında üzvi bərk dielektriklər .........................................................71

4.6.Elektroizoləedici laklar, emallar, kompaundlar ..................................................83

4.7. Pərdə elektroizolyasiya materialları ...................................................................84

4.8. Lifli elektroizolyasiya materialları ......................................................................85

4.9. Elektroizolyasiya plastik kütlələri ......................................................................88

4.10. Bərk qeyri-üzvi dielektriklər ............................................................................89

4.11. Aktiv dielektriklər ............................................................................................97

4.12. Maye kristallar…………… …………………………………………… .100

4.13. Lazerlər üçün materiallar………… ……………………………………103

5. Maqnit materiallari ..........................................................................................105

5.1. Maqnit materiallarının təsnifatı.........................................................................109

5.2. Maqnit materiallarının əsas xarakteristikaları ...................................................106

5.3.Yumşaq maqnit materialları .................................... ..........................................108

5.4. Ferritlər ................................................ ....................................... .... ...............112

5.5. Bərk maqnit materialları .......................... ................................... ....................114

Ədəbiyyat..................................................................................................... .............117

3

INHALTSVERZEICHNIS

Einleitung. ...................................................................................................................4

1.Struktur des Festkörpers...………………………………………………..………5

1.1. Die Klassifikation der elektrotechnischen Materialien .........................................5

1.2. Die Arten der chemischen Verbindung .................................................................6

1.3. Die Besonderheiten der Struktur der festen Körper ..............................................7

1.4. Die Elemente der Bändertheorie des festen Körpers ............................................8

2.Leiterwerkstoffe …………………………………………………...……………12

2.1. Klassifizierung von leitfähigen Materialien…………………………………….12

2.2. Eigenschaften der leitfähigen Materialien ………………………………….….13

2.3. Materialien mit hoher Leitfähigkeit ...……………………………………….....18

2.4. Hochschmelzende Metalle.............................. ..................................... .............27

2.5. Supraleitende Metalle und Legierungen......……………………………………29

2.6.Materialien mit hohem Widerstand .…………………………………………....32

2.7. Nicht-metallische leitfähige Materialien ……………………………………. 36

2.8. Werkstoffe für elektrische Kontakte…………………………………………....39

3.Halbleiterwerkstoffe.. .......................……………………………………….…...42

3.1. Eigen und dotierte Halbleiter......... ……………………….. ………………......42

3.6. Die Klassifikation der Halbleitermaterialien……………………………….......43

3.7. Die elementaren Halbleiter: Ge, Si, Se, Te, SiC……………………………......44

3.8. Halbleitervereinigungen (Verbindungshalbleiter) ..............................................47

4.Dielektrische Werkstoffe. …………………………………………………….....49

4.1. Die wichtigsten Eigenschaften der Dielektrika ……………………...………...49

4.2. Klassifizierung von Dielektrika ………………………………………………,.66

4.3. Gasförmige Dielektrika.………………………………………………………..67

4.4. Flüssige Dielektrika. …………………………………………………………...69

4.5. Organische Dielektrika auf der Basis fester Polymere ………………………..71

4.6. Elektrisch isolierende Lacke, Emaille, Massen, Klebstoffe …………………....83

4.7. Schicht Dämmstoffe. …………………………………………………………...84

4.8. Faserförmige Dämmstoffe......………… ……………………………………....85

4.9. Isolierende Kunststoffe…………………………………………………………88

4.10. Anorganische feste Dielektrika:Glimmer, Isolierglas,Sitall,Keramik,

mineralische Dielektrika, Oxidisolator..…………………………………….............89

4.11. Aktive Dielektrika,Ferroelektrika,Piezoelektrika, Pyroelektrika, Elektrete,....97

4.12.Flüssigkristalle, .................................................……………………….. .....100

4.13 Materialien für Festkörperlaser ........................................................................103

5.Magnetische Werkstoffe …………………………….………………………...105

5.1. Klassifizierung von magnetischen Materialien ……........................................105

5.2. Wichtigste Eigenschaften der magnetischen Materialien …………………….106

5.3. Weichmagnetische Materialien ….………………………………………...…108

5.4. Hartmagnetische Materialien ………………………………………………...114

Literatur........................................................... .....................................................117

4

GİRİŞ

Elektrik maşınlarının, aparatların və elektrotexniki qurğuların əsas hissələri adi

konstruksiya materiallarının xassələrindən fərqli olan xüsusi elektrotexniki

materiallardan hazırlanır.

Məsələn, elektrik maşınının dolaqlarına hopdurulmuş elektrik izolyasiya lakı,

maşının nüvəsi hazırlanmış elektrotexniki polad elektrotexniki materiallara aiddir.

Bununla bərabər, maşının gövdəsiniə çəkilmiş lak və maşının valı hazırlanmış polad

elektrotexniki materialı deyildir, çünki onlarda bu materiallara qoyulan tələbləri

ödəyən xassələr yoxdur. Həqiqətən, elektrik izolyasiya lakı hopucu xassəyə malik

olmalıdır, yəni maşının dolaqlarında bircinsli izolyasiya yaratmaq üçün onun

hissəcikləri dolağın məsamələrinə və kapillyarların daha dərinliyinə nüfuz etməlidir.

Dolağın sarğılarını bir-birindən və maşının gövdəsindən etibarlı surətdə izolyasiya

etmək üçün həmin lakın pərdələri yaxşı elektrik izolyasiya xassələrinə malik

olmalıdır. Maşının gövdəsini örtmüş bəzək laklarından bu xassələr tələb edilmir.

Maşının nüvəsi hazırlanmış elektrotexniki polad haqqında da həmin sözləri

demək olar. Maşının nüvəsində böyük maqnit induksiyasını təmin etmək üçün

elektrotexniki polad böyük maqnit nüfuzluğuna malik olmalıdır. Maşının valı

hazırlanmış konstruksiya poladından isə belə xassələr tələb olunmur. O, ancaq

yüksək mexaniki möhkəmliyə malik olmalıdır. Bu misallardan görünür ki,

elektrotexniki materiallar xüsusi materiallardır; onlar ümumi xassələrdən əlavə,

müəyyən elektrik və maqnit xassələrinə də malik olmalıdır.

Praktikada müxtəlif materiallar ayrılıqda həm elektrik, həm maqnit sahəsinin, həm

də tam elektromaqnit sahəsinin təsirinə məruz qala bilər.

Maqnit sahəsinin təsirinə görə materiallar zəif və güclü maqnit materiallarına,

elektrik sahəsinin təsirinə görə isə–keçiricilərə, dielektriklərə və yarımkeçiricilərə

bölünürlər. Beləliklə elektrotexniki materiallar keçiricilər, dielektriklər,

yarımkeçiricilər və maqnit materiallarının məcmusudur.

5

1.MADDƏ QURULUŞU

1.1. Elektrotexniki materialların təsnifatı

Bütün elektrotexniki materialları onların hər hansı bir əsas xassəsinə, məsələn,

elektrik keçiriciliyinə, yəni materialların elektrik cərəyanı keçirmək qabiliyyətinə

görə qruplara bölürlər. Elektrik maşın və aparatlarının cərəyankeçirən hissələrinin

(dolaqların, kontaktların və i.a.) hazırlandığı materiallar elektrik cərəyanını yaxşı

keçirməlidir, yəni kiçik elektrik müqavimətinə malik olmalıdır. Elektrotexniki

materialların bu qrupunu saf metallar və metalların ərintiləri aid olan keçirici

materiallar təşkil edir. Başqa qrupu isə elektrik izolyasiya materialları və ya

dielektriklər təşkil edir. Onlar böyük elektrik müqavimətinə malik olduğuna görə

dielektriklərin köməyi ilə cərəyan keçirən hissələri (məftilləri, kontaktları və i.a.) bir-

birindən və elektrik avadanlığının torpaqlanmış hissələrindən izolyasiya edirlər.

Kondensatorlarda elektrik tutumu yaratmaq üçün elektroizolyasiya materiallarından

istifadə edirlər.Üçüncü qrupa yarımkeçirici materiallar (yarımkeçiricilər) aiddir. Bu

qrupa daxil olan materiallar elektrik cərəyanını keçirmək qabiliyyətinə görə

keçiricilər və dielektriklər arasında orta vəziyyət tutur. Yarımkeçiricilərdən

elektrotexnikanın müxtəlif sahələrində geniş istifadə olunan düzləndiricilər,

gücləndiricilər, fotoelementlər və digər yarımkeçirici cihazlar hazırlanır.

Qeyd etmək lazımdır ki, elektrotexniki materiallar elektrik cərəyanını keçirmək

qabiliyyətinə görə üç qrupa bölünmüşdür. Lakin elektrotexniki materiallar təkcə bu

xassələrə malik deyildir. Elektrotexniki materiallar arasında maqnitlənmə

qabiliyyətinə malik olan daha bir qrup material vardır. Belə materiallara maqnit

müqaviməti olan kiçik mühit (maqnit keçiricisi, nüvələr) yaratmaq, yəni elektrik

maşınlarında aparatlarında və cihazlarında maqnit enerjisini toplamaq üçün işlədilən

maqnit materialları aiddir. Maqnit materiallarının əksəriyyəti keçiricidir (saf dəmir

və dəmir əsaslı ərintilər), lakin maqnit materiallarının bəziləri (ferritlər)

yarımkeçiricilərə aiddir. Ferritlər böyük maqnit müqavimətinə malik olduğuna görə

dəyişən maqnit sahəsində işlədikdə az itki verir.

Elektrotexniki materialların qruplara bölünməsi ilə onlar arasındakı bütün fərqlər

bitmir. Əsas qrupların hər birinin daxilində materialların daha əsaslı təsnifatını

aparmaq olar. Məsələn, keçirici materiallar qrupunu, adətən, kiçik xüsusi

müqavimətli materiallara və böyük xüsusi müqavimətli materiallara;

elektroizolyasiya materiallarını qaz halında olan, maye və bərk materiallara bölürlər.

Bundan əlavə üzvi (qətranlar, laklar, plastik kütlələr və i.a.) və qeyri-üzvi (slüda,

keramika və i.a.) elektroizolyasiya materialları bir-birindən fərqlənir. Maqnit

materialları arasında yumşaq maqnit materialları, yəni asanlıqla maqnitlənən

materiallar və çətinliklə maqnitlənən, lakin onlara verilmiş maqnit enerjisini uzun

müddət saxlamaq qabiliyyətinə malik bərk maqnit materiallar da bir-birindən

fərqlənir.

6

Verilmiş təsnifatdan görünür ki, elektrotexniki materiallar və onların xassələri çox

müxtəlifdir.

1.2.Kimyəvi rabitələr

Kimyəvi rabitə - atomlar arasındakı qarşılıqlı cazibə qüvvəsi olub,enerjisi onlarca

və yüzlərcə kC/mol-dur (1kC-0,24 kkal). Molekul və kristalları əmələ gətirməklə

kimyəvi rabitələr atomların valentliyi, elektromənfilik fərqi, elektron konfiqurasiyası

və s. amillərdən asılıdır. Hər element öz valentliyinə müvafiq kimyəvi rabitə yaradır.

Elektromənfilik fərqi böyük olduqca kimyəvi rabitə daha çox ion xarakterli olur.

Atomların elektron konfiqurasiyası mürəkkəbləşdikcə kvant mexanikası baxımından

kimyəvi rabitənin izahı çətinləşir.

Kimyəvi rabitənin universal tipi k o v a l e n t r a b i t ə d i r. Bu rabitə tipi bir-

birinə təsir edən atomların elektron buludlarının həmin atomların nüvələri arasındakı

fəzada konkret atoma aid olmaması nəticəsində əmələ gəlir. Bu rabitə növü bir-birinə

təsir edən atomların elektron buludlarının həmin atomların nüvələri arasındakı fəzada

konkret atoma aid olmaması nəticəsində əmələ gəlir. Bu zaman atomların ilkin

orbitaları bir-birini örtür, sıxlaşır, nəticədə elektronların nüvələrə cəzb olunması

güclənir, sistemin tam enerjisi isə aşağı düşür. Kimyəvi rabitə eyni növlü iki atom

arasında yaranırsa, onda elektron buludu, həmin atomların nüvələri arasında

simmetrik paylanır və belə kovalent rabitə q e y r i p o l y a r (dipol momentsiz)

rabitə adlanır. Qarşılıqlı təsirdə olan atomlar müxtəlif növlü olduqda elektron buludu

elektromənfiliyi böyük olan atoma tərəf çəkilir və belə kimyəvi rabitəyə

p o l y a r (dipol momentli) rabitə deyilir. Kovalent rabitə, həmçinin qeyri üzvi

birləşmələrdən yaranmış bərk kristalik cisimlərdə müşahidə olunur. Almaz kristalını

buna misal göstərmək olar.Polyarlıq böhran həddinə çatdıq-da qarşılıqlı təsirdə olan

atomların elektron buludları xeyli aralandığından, müsbət və mənfi yüklü hissəciklər

(anion və kationlar) əmələ gəlir və bu halda həmin hissəciklər arasında yaranan rabitə

növü i o n r a b i t ə s i (və ya elektrovalent rabitə) adlanır. İon rabitəsində müxtəlif

yüklü ionlar arasında elektrostatik cazibə qüvvəsi təsir göstərir. Kovalent və ion

rabitələrində atomların qarşılıqlı cazibəsinin təbiəti müxtəlif olsa da, onların bir-

birini dəf etməsinin təbiəti eynidir. Kovalent kimyəvi rabitə həyəcanlanmış atomların

hibridləşmiş elektron buludları arasında baş verir. Hibridləşmənin formasından asılı

olaraq molekulun həndəsi quruluşu müəyyənləşir, məs., sp3

– hibrid orbitalları –

tetraedrik, sp2- müstəvi , sp isə - xətti molekullar yaranmasına səbəb olur. d- və f-

elektronların hibridləşmədə iştirak etməsi molekulaya yeni həndəsi formalar verir.

Metal xassəli kristal maddələrin (metallar, metalloidlər) atomları arasında yaranan

rabitə növünə m e t a l r a b i t ə s i deyilir. Burada mənfi yüklü elektron qazı

müsbət yüklü ionları bir-biri ilə "birləşdirir". Başqa atomla kovalent rabitədə olan

hidrogen atomu vasitəsilə yaranan kimyəvi rabitə növü hidrogen rabitəsi adlanır.

Atom və molekulların, ya da ancaq atomların və ya neytral zərrəcikləri arasında

kimyəvi rabitə yaranması üsullarından biri də k o o r d i n a s i y a r a b i t əs i d i r

(bu zərrəciklərin elektronları, adətən, tək halda olmur). Zərrəciklərdən biri elektron

7

cütünün donoru, digəri isə akseptorudur, buna görə koordinasiya rabitəsinə d o n o r -

a k s e p t o r r a b i t ə s i deyilir.

Kimyəvi rabitə birqat, ikiqat, uçqat və dördqat ola bilər.Birinci üç rabitə tipi üzvi

kimyada daha çox rast gəlir. Dördqat kimyəvi rabitə haqqında ilk dəfə 1963 ildə

məlumat vermişlər. Bəzi elementlər arasında həqiqətən dördqat kimyəvi rabitə

mövcuddur (məs., CrCr, ReRe, Te Te, Mo Mo).

1.3. Bərk cismin quruluşundakı qüsurlar

Kristalların quruluşlarının pozulması və bu pozulmaların dəyişmə mümkünlüyü

real kristalların xassəsini saymaq olar.

Bərk kristal halında olan fərq kimyəvi birləşmələr, hissəciklərin daha yüksək

tərtibdən həm yaxın (elementar özək həddində) həm də uzaq (böyük məsafələrdə)

yerləşməsinə görə fərqlənirlər.

Kristallik maddələrin bərk, məhlul, şüşəvari və maye halında hissəciklərin bu və

digər dərəcədə yaxın və ya uzaq tərtibdə yerləşməsindən danışmaq olar (şəkil 1.1.a).

Eletkrotexnikada nizamlı və nizamsız quruluşlu materiallar geniş tətbiq olunur və

praktiki əhəmiyyətinə görə bunlardan hər hansına üstünlük vermək çətindir.

Materialın xüsusi fiziki xassələri maddənin quruluşundakı qüsurlardan asılı

olduğundan onlardan texnikada ən müxtəlif material və cihazların alınması üçün

istifadə edilir. Bura əsasən optik çeviricilər, işıqlandırma məqsədləri üçün

kristallafosfor lüminesensiya texnikası və s. aiddir.

İdeal quruluşa malik kristallar təbiətdə olmur. Real şəraitdə hissəciklərin nizamlı

düzülüşündə həmişə bu və ya digər qüsurlar olur. Onlar quruluş (struktur) qüsurları

adlanır. Şərti olaraq bu qüsurlar dinamik (müvəqqəti) və statik (daimi) olur. Dinamik

qüsurlar kristallara mexaniki, istilik və ya elektromaqnit sahəsinin təsiri olduqda,

onlardan yüksək enerjiyə malik zərrəciklər seli keçdikdə yaranır. Dinamik qüsurların

ən geniş yayılmış növü atomların istilik hərəkəti nəticəsində qəfəsin nizamlı

düzülüşünün müvəqqəti təhrifi - fononlardır.Statik qüsurlar atom (nöqtəvi) və

quruluş boyu natamam qüsurlara bölünür. Atom qüsurları qəfəsin tutulmamış

düyünləri– vakansiya şəklində, atomun düyündən düyünlər arasına keçməsi, qəfəsə

kənar atom və ya ionun daxil olması ilə yaranır.

Bərk cisimdəki qüsurlara kristal qəfəsin elektrostatik sahəsinin periodikliyinin

istənilən pozulması aiddir: stexiometrik tərkibin pozulması; kənar aşqarların olması,

mexaniki gərginlik, elastiki rəqslərin kvantı –

fononlar; əlavə kristalloqrafik müstəvilər–dislokasiya, çatlar, məsamələr və s.

Sadalanan qüsurlar öz təbiətinə görə “istilik” və “bioqrafik” olurlar. Bioqrafik

qüsurlar verilən materialın alınma texnologiyası prosesi ilə əlaqədardır. Şəkil 1.2-də

qüsurların bəziləri göstərilib.

8

Şəkil 1.1. Maddə quruluşunun sxematik ikiölçülü təsviri:

a) - kristal qəfəs; b) - şüşə

Şəkil 1.2. Kristal qəfəsdəkı qösurlar;a) – boş düyün və

düyünlərarasındakı məxsusi ion;b)- qəfəsin düyünündə kənar

atom;v)- kristalın blok quruluşu-dislokasiya

Atom qüsurlarının konsentrasiyasının az olmasına baxmayaraq, onların kristalların

fiziki xassələrinin dəyişməsinə təsiri böyükdür. Məsələn, bəzi aşqarların mində bir

atom faizi təmiz yarımkeçirici kristalların elektrik müqavimətini 105-10

6 dəfə

dəyişdirə bilər. Quruluş boyu qüsurların isə kristalların mexaniki xassərinə təsiri

böyükdür.

1.4. Bərk cisimlərin zona nəzəriyyəsi

Bütün cisimlər, elektrik xassələrindən asılı olaraq dielektriklər, keçiricilər yaxud

da yarmıkeçiricilər qrupuna ayırırlar. Keçiricilər, yarmıkeçiricilər və dieletkriklər

arasındakı fərqi, bərk cisimlərin zona nəzəriyyəsinin energetik diaqramlarının

köməyilə göstərmək olar.

Atomlararası məsafənin böyük qiymətlərində müxtəlif maddələrin qaz halında

şüalanma spektrlərinin tədqiqi göstərir ki, hər maddənin atomu üçün müəyyən

spektral xətt mövcuddur. Bu da müxtəlif atomlar üçün müəyyən

energetik səviyyələrinin olamsından xəbər verir.

Energetik səviyyənin bir hissəsi atomların normal həyəcanlanmamış halında

elektronlarla dolub. Digər hissəsində isə elektronlar, atom xarici energetik təsirlərə

məruz qaldıqda ola bilərlər (bu zaman atom həyəcanlanmış olur).

Dayanıqlıq (tarazlıq) vəziyyətinə çatmaq üçün, atom, elektronların həyəcanlanmış

səviyyədən onun minimal enerjisi olan səviyyəyə keçidi anında artıq enerjisini

şüalandırır.

9

Deyilənləri şəkil 1.3-də göstərilən atomun energetik diaqramı ilə xarakterizə etmək

olar.

Qaz halında olan maddənin mayeyə kondensasiya olunması zamanı, daha sonra

bərk cismin kristal qəfəsinin yaranması zamanı baxılan tipdə atomların elektron

səviyyələri (həm elektronlarla dolmuş, həm də dolmamış) qonşu atomların bir-birinə

təsiri nəticəsində bir qədər yerdəyişmə edir. Beləliklə bərk cisimdə təklənmiş

atomların ayrı-ayrı energetik səviyyələrindən bütöv

zolaq –energetik səviyyələr zonası yaranır

Şəkil 1.3. Qeyri metal bərk cismin və təklənmiş atomun energetik

səviyyələrinin yerləşmə sxemi; 1-atomun normal energetik səviyyəsi,

2-elektronlarla dolmuşzona, 3- atomun həyəcanlanmış halının səviyyəsi,

4- sərbəst zona, 5-qadağan olunmuş zona.

Şəkil 1.4. Bərk cismin zona nəzəriyyəsinə əsasən dielektriklərin (a),

yarımkeçiricilərin (b) və keçiricilərin (c) energetik diaqramları:

1-elektronlarla dolmuş zona,; 2-qadağan zonası; 3-sərbəst energetik

səviyyələr zonası

Şəkil 1.4-də metalların, yarmıkeiçricilərin və dielektriklərin energetik

dioqramlarındakı fərqlər göstərilir.

Dielektriklər elə materiallardır ki, onlarda qadağan olunmuş zona o qədər

böyükdür ki, adi şəraitdə elektron elektrik keçiriciliyi müşahidə olunmur.

Yarmıkeçirici materiallarda qadağan olunmuş zona daralmış olur və bu da xarici

energetik təsirlər hesabına dəf edilə bilər.

Metal keçiricilərdə elektronlarla dolmuş zona sərbəst energetik səviyyələr

zonasına çox yaxınlaşır, hətta onu örtür. Bunun da nəticəsində metallarda elektronlar

10

sərbəstdirlər. Belə ki, onlar dolmuş zonanın səviyyəsindən sərbəst zonanın

tutulmamış səviyyəsinə keçiriciyə tətbiq olunmuş zəif elektrik sahə intensivliyinin

təsiri altında keçə bilirlər.

Bərk cisimlərin quruluş xüsusiyyətləri. Elektrotexniki materialların əksəriyyəti

bərk cisimlərdir. Ona görə də onların quruluşunun öyrənilməsinə xüsusi diqqət

yetirilir.

Kristallar. Təbii kristallar düz formaya malikdir. Bu onların atomlarının nizamlı

düzülüşü ilə əlaqədar və kristalların rentgen şualarının difraksiyasının tədqiqi ilə

təsdiq olunmuşdur. Kristal cisim onun düyünlərindən keçən üç paralel və bir-birindən

eyni məsafədə duran müstəvilərlə bölünə bilər. Düyünləri yalnız yaranmış

paralelpiped künclərində yerləşmiş qəfəslər sadə qəfəslər adlanır. Bundan başqa

düyünləri yalnız paralelepipedin səkkiz küncündə deyil onun tərəflərinin mərkəzində,

həcminin mərkəzində və iki qarşılıqlı tərəflərinin mərkəzində yerləşən kristallar da

ola bilər.

Həndəsi olaraq 14 müxtəlif fəza qəfəsləri mümkündür (şəkil 12), onlar 7 kristal

sistemin əsasını təşkil edir (cədvəl 1.1).

Cədvəl 1.1. Kristal sistemlər

Kristal sistem Fəza qəfəsi Ox bucaqları və ox vahidləri

Triklin Sadə abc; 900

Monoklin Sadə, bazamərkəzli abc; ==900;90

0

Rombik Sadə, bazamərkəzli, tərəf-

mərkəzli, həcmimərkəzli abc; ===90

0;

Tetroqonal Sadə, həcmimərkəzli a=bc; ===900;

Romboedrik

(triqonal)

Romboedrik a=b=c; ==1200, 90

0

Heksoqonal Altıtərəfli a=bc; ==900; =120

0

Kub Sadə, tərəfmərkəzli,

həcmimərkəzli a=b=c; ===90

0

Kristalların həndəsi təsnifatı onların oxşarlığına baxmayaraq quruluş bölgüsü üçün

kifayət deyildir. Kristallar ikiqat şüa sınmasına, pyezo- və piroelektrik xassələrinə

görə fərqlənə bilərlər. Bu onların 32 sinfə malik simmetriya növü ilə əlaqədardır.

Ümümüyyətlə, 230 mümkün fəza qrupları mövcuddür. Kristal cisimlər ayrıca iri

kristallar-monokristallar şəklində olur və ya böyük miqdar-da xırda kristallardan

(dənəciklərdən) ibarət olur (polikristallar). Polikristal-larda hər bir dənəcikdə atomlar

periodik (nizamla) yerləşir, lakin bir dənəcik-dən digərinə keçdikdə ayırma

sərhəddində hissəciklərin tənzimlənmiş düzü-lüşü pozulur. Monokristallar

xassələrinin anizotropluğu ilə fərqlənir. Polikris-tallik cisimlərdə isə anizotropluq çox

vaxt müşahidə olunmur. Monokristallar anizotrop olduğundan onların elektrik,

mexaniki və digər xassələri təyin edildikdə kristalloqrafik səthlərin vəziyyəti və

istiqamətləri göstərilməlidir. Bunun üçün Miller indekslərindən istifadə olunur.

11

Miller indeksləri. Kristallarda X, Y, Z oxlarını A, B, C nöqtələrində kəsən mustəvi

qeyd edək. OA, OB, OC məsafələrini (qəfəsin periodu ilə ölçülən) H, K və L, onların

tərs qiymətlərini H/, K

/ və L

/ ilə işarə edək. H

/, K

/, L

/ arasında olan nisbətlərdəki kimi

ən kiçik tam ədədlər h, k, l simvolu ilə göstərilir və Miller indeksi adlanır. Qəfəsin

periodu vahid qəbul olunduğu üçün atom səthləri tam ədədlərlə və sıfırlarla göstərilir.

Məsələn H, K, L müvafiq olaraq 1, 4 və 2 olarsa, onda H/, K

/, L

/ 1, ¼, ½, olacaq və

verilmiş müstəvinin Miller indeksi (412) olacaq.

Şəkil 1.5. Fəza qəfəslərinin 14 tipi:1-sadə triklin; 2-sadə monoklin;

3-bazamərkəzli monoklin; 4- sadə rombik; 5- bazamərkəzli rombik;

6-tərəfmərkəzli rombik; 7-həcmimərkəzli rombik; 8-sadə tetroqonal;

9-həcmimərkəzli tetroqonal; 10-triqonal; 11-heksoqonal; 12-sadə kub;

13-həcmimərkəzli kub; 14-tərəfmərkəzli kub

12

2. KEÇİRİCİ MATERİALLAR

2.1. Keçirici materialların təsnifatı

Praktikada elektrik cərəyanı keçirən materiallar kimi bərk cisimlər, mayelər, bəzi

maddələr və müəyyən şəraitdə qazlar tətbiq edilə bilər. Bərk keçiricilər metallar olub,

onlar yüksək keçiricilikli və yüksək müqavimətli olmaqla iki yerə ayrılır. Yüksək

keçiricilikli metallardan, naqillərdən, kabellərdən, transformatorların və elektrik

maşınlarının sarğıları üçün istifadə edilir. Yüksək müqavimətli metallardan

(ərintilər), elektrik qızdırıcı cihazların, közərmə lampaların və nümunəvi

müqavimətlərin hazırlanmasında istifadə edilir.Xüsusi növ yüksək keçiriciliyə malik

bərk materiallar kriokeçiricilər və ifratkeçiricilərdir. Bu materiallar, mütləq sıfır

temperatura yaxın qiymətlərdə çox kiçik xüsusi müqavimətə malik olurlar. Maye

keçiricilərə əridilmiş metallar və müxtəlif elektrolitlər aiddir. Məlum-dur ki,

metalların ərimə temperaturu yüksəkdir, lakin civə üçün -390C - dir. Normal

temperaturda maye metal keçirici kimi ancaq civə tətbiq edilə bilər.

Metallarda (həm bərk, həm də maye) elektrik keçiriciliyi sərbəst elektron-ların

istiqamətlənmiş yerdəyişməsi nəticəsində baş verdiyi üçün onları elek-tron

keçiriciliyə malik keçiricilər, yaxud da birinci cins keçiricilər adlanırlar.

Turşuların, qələvilərin və duzların məhlulları (əsasən də sulu ) ikinci cins

keçiricilər, yaxud da elektrolitlər adlanır.

Praktikada keçirici material kimi bəzi saf metallardan, və onların ərintilərindən

istifadə edirlər. Saf metallar ən böyük keçiriciliyə və xüsusi müqaviməti kiçik olan

( = 0,0150-0,0296 Om mm2/m) keçirici materiallar qrupunu təşkil edir. Bu

materiallardan elektrotexnika sənayesində dolaq, quraşdırma və qurğu məftilləri,

həmçinin kabellər hazırlayırlar.

Xüsusi müqaviməti kiçik olan materiallardan başqa, elektrotexnikada həmçinin

xüsusi müqaviməti böyük ( = 0,042-2,0 Om mm2/m) olan materiallardan da istifadə

edirlər. Buraya mis, nikel, dəmir, xrom və başqa metallar əsasında hazırlanmış

ərintilər aiddir.Bu cür ərintilərdən hazırlanmış məmulatlar (məftil və lent),

reostatlarda, nümunəvi və etalon müqavimətlərində işlədilir. Bu cihazları kiçik xüsusi

müqavimətə malik mis və ya alüminium məftilindən hazırlamaq səmərəli olmazdı,

çünki reostatların və əlavə müqavimətlərin ölçüləri çox böyük alınardı. Bundan başqa

misin, alüminiumun və digər saf metalların müqavimətinin temperatur əmsalı

(=0,0040-0,00429 1/0C) nisbətən böyükdür; belə olduqda temperaturun dəyişməsi

nəticəsində saf metallardan hazırlanmış reostatların müqavimətləri kəskin dəyişərdi.

Böyük elektrik müqavimətli keçirici ərintilərin müqavimətinin temperatur əmsalı

kiçikdir ( = 0,00004-0,00018 1/0C). Bu cür materiallardan hazırlanmış reostat və

digər cihazların temperaturu dəyişdikdə onların müqavimətinin tam stabilliyi təmin

edilir.

13

Ərintilər, saf metallara nisbətən daha yüksək bərkliyə, dartılmada böyük mexaniki

möhkəmliyə (d) kiçik nisbi uzanmaya (P) malik olmalarına görə onlardan kəskin

fərqlənir. Bundan əlavə, ərintilər havada daha az oksidləşir.Keçirici ərintilərin

əksəriyyəti 4000Cyə qədər temperaturlarda uzun müddət işləyə bilir. Bununla

bərabər, elektrotexnikanın ayrı-ayrı sahələri (elektrotermiya) üçün 900-12000C-də

uzun müddət işləyə bilən yüksək elektrik müqavimətinə malik ərintilər tələb olunur.

Belə ərintilər qızmayadavamlı ərintilər adlanır və onlardan hazırlanmış məftillər,

lentlər elektrik qızdırıcı cihazlarda, müqavimət sobalarında,termostatlarda işlədilir.

Qızmayadavamlı keçirici ərintilərə nixrom, fexral, xromal və s. aiddir.

Daha bərk keçirici məmulatların (məftillər, şinlər) xüsusi eletkrik müqaviməti,

təbii ki, yumşaq (yumşaldıcı) metallara nisbətən böyükdür.

2.2. Keçirici materialların əsas xarakteristikaları

Keçirici materialların əsas xarakteristikalarına aşağıdakı xassələr aiddir:

1)Xüsusi keçiricilik, yaxud da tərs qiyməti – xüsusi elektrik müqaviməti;

2)Xüsusi müqavimətin temperatur əmsalı.

3)Xüsusi istilik keçiriciliyi

4)Kontakt potensiallar fərqi və termoelektrik hərəkət qüvvəsi (termo-e.h.q.)

5)Dartılma zamanı möhkəmlik həddi və qırılma zamanı nisbi uzanma.

14

Keçirici metal materiallardan (metallardan) maşın və aparatların dolaqları, elektrik

veriliş xətləri, paylaşdırıcı qurğuların şinləri və s. hazırlanır. Elektrik enerjisinin

itgisinin çox olmaması üçün keçirici metallar yüksək elektrik keçiriciliyinə malik

olmalıdır. Bəzi qurğularda keçirici materiallar qızdırıcı rolunu oynayır. Bu halda belə

materiallar kiçik elektrik keçiriciliyinə, yəni yüksək müqavimətə malik olmalıdır.

Materialların eletkrik keçiriciliyi onların əsas xassələrindən biridir.

Metalların (keçiricilərin) yüksək elektrik keçiriciliyi onlarda xeyli miqdarda

sərbəst valent elektronunun olması ilə əlaqədardır. Keçiriciyə elektrik gərginliyi ilə

təsir edənə qədər eletkronlar metalın tam həcmində bərabər paylanaraq, müxtəlif

istiqamətlərdə hərəkət edir. Elektronlarını itirmiş atomlar isə kristal qəfəsin

düyünlərində yerləşmiş müsbət ionlara çevrilir. Beləliklə, metal keçirici, düyünləri

ətrafında rəqs edən müsbət ionlardan və nizamsız hərəkət edən elektronlardan

ibarətdir.Sərbəst eletkronların sayı çox olduğuna görə keçiriciyə verilən gərginlik

çoxaldıqca elektrik cərəyanı da artacaqdır. Beləliklə, gərginlik dəyişdikdə

keçiriciliyin qiyməti G və ya elektrik müqavimətinin qiyməti R sabit qalır. Bu, bütün

metal keçiricilərin səciyyəvi xassəsi olub, cərəyanın gərginlikdən xətti asılılığı ilə

ifadə edilir (Om qanunu):

UGR

UI (2.1)

burada U –gərginliyin qiyməti, V; R – metal keçiricinin müqaviməti, Om;

G – metal keçiricinin keçiriciliyidir, omR

111 .

Şəkil 2.1 Keçirici materialda cərəyanın yaranmasına aid sxem

Keçirici matriallarda cərəyan aşağıdakı düsturla hesablanır

eSnI or 0 (2.2)

burada n0-elektronların konsentrasiyası; or- E elektrik sahə intensivliyinin təsiri altında

elektronların istiqamətlənmiş hərəkətinin orta sürətidir. (2.2) tənliyinə elektronların

yürüklüyü u əlavə etsək Om qanunun məlum ifadəsini almış olarıq.

EeusnI 0 (2.3)

EjEuenj ...0 (2.4)

Keçiricilərin xüsusi müqaviməti – Materialın elektrik müqavimətini miqdarca

müəyyən edən kəmiyyətə xüsusi elektrik müqaviməti deyilir. Onu yunan hərfi ilə

işarə edirlər və aşağıdakı düsturla hesablanır.

R=ρ∙l / S, Om (2.5)

burada R- uzunluğu olan keçiricinin ümumi müqaviməti,Om; - keçirici-

15

nin uzunluğu, m; S- keçiricinin bütün uzunluq boyunca sabit en kəsiyinin

sahəsi. mm2; - keçiricinin xüsusi elektrik müqavimətidir, ;|2 mmmOm

Keçiricinin ümumi elektrik müqaviməti R bilavasitə ölçməklə tapılır.

Onda (2.5) düsturuna əsasən xüsusi müqavimətinin qiymətini hesablayırlar:

ρ = R ∙S/ l, (2.6) -dan hesablanır.

R-i om-la, nümunənin uzunluğunu metrlə, S en kəsik sahəsini kvadrat milli-metrlə

ifadə etsək, xüsusi müqavimət Ommm2/m ilə ifadə olunacaqdır.

Keçiricilərin xüsusi müqavimətinin ölçülməsi üçün bəzən sistemdən kənar

vahidlərdən mmmom 2

(S-mm2 ilə, -isə m-lə ölçülür) də istifadə olunmasına icazə

verilir. BS – vahidlər sistemində xüsusi müqavimətin vahidi Om.m-dir.

Metal keçiricilərin xüsusi müqavimətinin diapazonu kifayət qədər dardır, belə ki,

0,016 –dan gümüş üçün və təqribən 10 m

mmOm 2 qədər dəmir-alüminium ərintiləri

üçün olub, cəmi üç tərtib tutur.

Xüsusi müqavimət olan , keçiricinin əsas elektrik xarakteristikasıdır, çünki o,

materialdan elektrik cərəyanı axdıqda materialın göstəridiyi müqaviməti

qiymətləndirməyə imkan verir. kiçik olduqca material daha yaxşı keçiricidir,

çünki o, elektrik cərəyanını daha çox keçirmək qabiliyyətinə malikdir. Elektrik

müqaviməti kiçik olan keçirici metal materiallar üçün

-- ommm2/m ilə ölçülür. Məsələn, mis keçirici üçün = 0,01750,0183

Ommm2/m, alüminium keçirici üçün = 0,02920,0296 Om mm

2/m.

Bu qiymətlər uzunluğu 1 m, eninə kəsik sahəsi 1 mm2 olan mis və alüminium

keçiricinin müqavimətidir.

Metal keçiricilərin xüsusi müqavimətinin qiyməti, metalların elektron nəzəriyyəsi

əsasında aşağıdakı kimi ifadə oluna bilər.

or

ist

ne

m

0

2

2 və ya

nst

or

m

ne

2

0

2

(2.7)

m – elektronun kütləsi; e – elektronun yükü (1,6 10-19

kl); n0 – metalın

vahid həcmində olan sərbəst elektronların sayı; – elektronun sərbəst

qaçış yolunun orta uzunluğu; ist – metal keçiricinin daxilində elektronların

istilik hərəkətinin orta sürətidir.

Qeyd etmək lazımdır ki, metalların xüsusi elektrik keçiriciliyi praktiki olaraq

elektrik sahə intensivliyindən asılı deyil.Ərintilərin xüsusi müqaviməti əsasən

aşqarların olması və quruluşun pozulması ilə müəyyən olunur. İki metalın birgə

əridilməsilə bərk məhlul əmələ gəldikdə daha doğrusu onlar birgə kristallaşan zaman

müqavimət xüsusilə artır.

16

Temperatur artdıqca metal keçiricilərdə sərbəst yüklü hissəciklərin sayı

(elektronların konsentrasiyası) dəyişməz qalır. Kristal qəfəsin düyünlərinin rəqsinin

güclənməsi nəticəsində elektronların istiqamətlənmiş hərəkətinə daha çox maneələr

yaranır, sərbəst qaçış yolunun uzunluğu qısalır və elektronların yürüklüyü azalır. Ona

görə də temperatur artdıqca metalların xüsusi müqaviməti artır.

t0 temperaturunda keçiricinin elektrik müqavimətini R0 ilə, t temperaturda isə Rt

ilə işarə etsək, müqaviməti aşağıdakı düstur ilə hesablamaq olar:

000 1 ttRR (2.8)

Xüsusi müqavimətin temperaturdan asılılıq düsturu, keçiricinin ümumi

müqaviməti R üçün olan düstur kimidir:

000 1 ttt (2.9)

burada t - t0 0C-də xüsusi müqavimətdir;0 – ilk t0 (00, 200 və s.) tempera-

turda xüsusi müqavimətdir; – ilk t0 temperaturda həmin keçirici materialın

müqavimətinin temperatur əmsalıdır; t – verilmiş temperatur, 0C; t0 – ilk

temperaturdur, 0C ;

Müxtəlif materialların, o cümlədən keçirici materialların elektrik cərəyanını

keçirmək xassəsi çox vaxt xüsusi keçiricilik əmsalı ilə xarakterizə edilir. Bu

xarakteristika, xüsusi elektrik müqaviməti ilə tərs kəmiyyətdir, yəni

1111

smOmsmOm

Xüsusi keçiricilik, Om-1Sm

-1 ilə ölçülür, bu və ya digər materialın elektrik

cərəyanını nə qədər keçirdiyini göstərir. Məsələn, gümüş üçün xüsusi keçiricilik

=65,8m/Ommm2, mis üçün =57m/Ommm

2 –dir, yəni gümüş elektrik cərəyanını

yaxşı keçirir, çünki onun xüsusi keçiriciliyi misinkinə nisbətən böyükdür.

Metalların xüsusi elektrik müqavimətinin və xüsusi keçiriciliyinin qiymətlərinə

aşqarlar böyük təsir göstərir. Aşqarlar (manqan və alüminium) çox az miqdarda

olduqda belə, saf misin keçiriciliyini çox aşağı salır.

Xüsusi müqavimətin temperatur əmsalı tt 10 ifadəsindəki -

nın qiyməti xüsusi müqavimətin temperatur əmsalı adlanır və verilən temperatur

diapazonunda aşağıdakı düsturla hesablanır:

t

TK t

0

0

dərəcə-1 (2.10)

t–temperaturunda -nın ifadəsi (2.11) düsturundan hesablanır:

dt

d1

t

t,

dərəcə-1 (2.11)

Təmiz metalların -iyməti bərk halda bir-birinə yaxındır; ona görə də təqribi

hesab etmək olar ki,

17

004,0

273

1 [dərəcə

–1] (2.12)

Maqnit materiallar- dəmir, nikel, kobalt və xrom istisna olur.

Xüsusi elektrik keçiriciliyi ilə xüsusi istilik keçiriciliyi arasında əlaqə. Om qanunu

və Furye tənliyi (xüsusi istilik keçiriciliyi) - arasında formal analogiya vardır.

Sd

dTP TT

(2.13)

burada ,PT -S sahəsindən keçən enerji selinə normal olan istilik selinin gücüdür;

d

dT - temperatur qradiyentidir.

Yuxarıda deyilən analogiya aşağıdakı kimi ifadə olunur:

aTT

(2.14)

Metalların klassik elektron nəzəriyyəsinə əsasən a - əmsalı(sabiti) əksər

metallar üçün eynidir.

821023,23

e

ka

k=1,3810-23

Coul/dərəcə və ke 191061,

Termoelektrik hərəkət qüvvəsi - İki müxtəlif metalın (keçiricinin) toxunması

zamanı onlar arasında potensiallar fərqi yaranır. Kontakt potensiallar fərqinin

yaranmasının səbəbi, müxtəlif metallardan elektronların çıxış enerjisinin

qiymətlərinin fərqlənməsi, həmçinin sərbəst elektronların sayının, buna uyğun olaraq

müxtəlif metallarda və ərintilərdə elektron qazının təzyiqinin eyni olmamasıdır.

Metalların elektron nəzəriyyəsinə uyğun olaraq A və B metallar arasındakı kontakt

potensiallar fərqi:

UAB=UB-UA+(kT/e)n(noA/noB) (2.15)

Burada UA və UB – toxunan metalların potensialıdır; n0A və n0B – A və B

metallarında elektronların konsentrasiyasıdır; k=1,3810-23

Coul/K –

Bolsman sabitidir, e - elektronun yükünün mütləq qiymətidir.

Müxtəlif cütlər üçün kontakt potensiallar fərqi, voltun onda birlərlə hissəsindən

bir neçə volt həddində olur. Əgər lehimlənmiş (qaynaq olunmuş) hissələrin

temperaturu eynidirsə, onda qapanmış dövrdə potensiallar fərqinin cəmi sıfıra bərəbər

olur. Əgər keçirici materialın biri T1-temperaturuna, digəri isə T2 – temperaturuna

malik olarsa (şəkil 2.2), yəni metalların temperaturu bərəbər olmadıqda, keçiricilər

arasında termoelektrik hərəkət qüvvəsi (termo-e.h.q.) yaranır (şəkil 2.2).

0 01 2

0 0

A BAB BA B A A B

B A

n nkT kTU U U U U n U U n

n n

(2.16)

buradan

18

;21

0

0

21 TTAn

nnTT

e

kU

B

A ;B

A

n

nn

e

kA

0

0 (2.17)

Şəkil 2.2. Termocütün sxemi

Alınmış ifadə göstərir ki, termo-e.h.q.-temperaturlar fərqinin funksiyasıdır. Böyük

termo-e.h.q. malik və termo-e.h.q. temperaturdan xətti asılı olan məftil seçməklə

ondan temperaturu ölçmək üçün (termocüt) istifadə etmək olar. Öz aralarında

lehimlənərək, yaxud da qaynaq edilərək birləşdirilmiş iki izolə olunmuş keçirici,

termocüt adlanır və temperaturun ölçülməsi üçün istifadə edilir.Ölçü cihazlarında və

nümunəvi müqavimətlərdə misə nisbətən kiçik termo-e.ş.q malik metal ərintilərdən

istifadə etməyə çalışırlar ki, ölçməyə xəta gətirməsin. Qızma zamanı işarəni dəyişən

termo-e.h.q. malik cütlər də mövcuddur.

2.3. Yüksək keçiriciliyə malik keçirici materiallar.

Daha geniş yayılmış yüksək elektrik keçiriciliyinə malik materiallara mis və

alüminium aiddir.

2.3.1. Mis və onun xassələri.

Mis yüksək elektrik keçiriciliyinə, mexaniki möhkəmliyə və atmosfer təsirlərinə

davamlı olduğuna görə ən əsas keçirici materiallardan biridir. Elektrik keçiriciliyinə

görə mis gümüşdən sonra ikinci yeri tutur. Gümüşün xüsusi keçiriciliyi = 65,8 m

/Om mm2. Misin xüsusi keçiriciliyi isə -

= 57 m /Om mm2-dir. Keçirici misi elektrolit vannasında mis külçəsini

qarışıqlardan təmizləmək yolu ilə alırlar.Mis külçəsini təmizləmək üçün onu

içərisində göydaşın (SuSO4) sulu məhlulu olan qurğuşun vannaya salıb asırlar. Mis

külçəsini sabit cərəyan mənbəyinin müsbət qütbünə birləşdirirlər, yəni külçə anod

rolunu oynayır. Mis külçələrinin arasında təmizlənmiş mis təbəqələr asırlar.

Təbəqələri cərəyan mənbəyinin mənfi qütbünə birləşdirirlər, yəni mis təbəqələr katod

rolunu oynayır. Vannadan sabit cərəyan keçdikcə mis külsçələri həll olur. Bu vaxt saf

metalın hissəcikləri katodlara-mis təbəqələrə çökür. Nəticədə katodların qalınlığı

artır, qarışıqllar isə vannanın dibinə çökür. Kənar metallar – stibium, qalay, dəmir,

qurğuşun və b. qarışıq şəklində ola bilər. Keçirici misə çox vaxt katod misi də

deyilir.Yüksək eletrik keçiriciliyinindən əlavə, mis yaxşı plastikliyə malikdir. Buna

19

görə misdən çəkmə yolu ilə diametri 0,01 mm-ə qədər olan məftil, yayma yolu ilə

qalınlığı 0,1 mm-ə qədər və daha az olan lent hazırlayırlar.Normal atmosfer şəraitində

keçirici miss, korroziyaya davamlıdır. Mis məftillər havada tədricən oksidləşir və

onun üzərinə nazik mis iki-oksid (SuO) qatı çökür.Yaranmış oksid örtüyü misin

sonrakı oksidləşməsinin qarşısını alır.Misi,kükürd qazı (SO2), hidrogen-sulfid

(H2S),ammonyak (NH2), azot iki-oksid (NO), nitrat turşusunun buxarları və bəzi

digər reagentlər korroziyaya uğradır.

Mis qırmızımtıl-narıncı rəngdədir, ərimə temperaturu 1083 0C-dir. Misin

temperaturdan genişlənmə əmsalı 1710-6

1/ 0C-dir.

Yumşaq (yumşaldılmış) misdən (MM markalı) hazırlınmış məmulatların

(məftil, şinlər) sıxlığı 8,9q/sm3, qırılmada möhkəmlik həddi d = 22 – 28 kq/mm

2,

nisbi uzanması %5018e , xüsusi müqaviməti = 0,01750 –0,01754 Om

mm2/m – dir. Bərk (yumşaldılmamış) misdən (MT markalı) hazırlanmış məmulatlar

üçün xüsusi çəkisi 8,96 q/sm3, =34 – 48 kq/mm

2; %0,45,0 e ; = 0,0178 –

0,0182 Ommm2/m–dir. Kiçik diametrli məftillərin qırılmaya qarşı möhkəmliyi

böyük, lakin nisbi uzanması kiçikdir. Misdən hazırlanmış yumşaq və bərk növlü

keçirici məmulatların elektrik müqavimətinin temperatur əmsalı =+0,0040 1/ 0C

götürülür.

MM markalı yumşaq misindən hazırlanmış məftillərdən və şinlərdən əsasən

izoləedilmiş dolaq və quraşdırma naqilləri hazırlayırlar.

Qeyd etmək lazımdır ki, en kəsiyi düzbucaqlı olan məftillər en kəsiyi dairə olan

məftillərə nisbətən dolağa daha sıx yığılır, yəni dolma əmsalı daha böyükdür. Bu o

deməkdir ki, eyni həcmli dolaqda düzbucaqlı mis məftillərini daha çox sayda

yerləşdirmək və bununla elektrik maşınının və aparatın gücünü artırmaq olar.

İzolyasiyanın zədələnməməsi üçün eni kəsiyi düzbucaqlı olan məftillərin (şinlərin) iti

tilini bir qədər dəyirmiləyirlər.

MT markalı bərk misindən hazırlanmış keçirici məmulatları (məftillər, şinlər),

adətən, izolə etmədən işlədirlər: məsələn, hava xətləri üçün məftillər, elektrik

aparatları və eletkrik maşınlarının kollektorları üçün şinlər. Belə keçirici məmulatlar-

ın mexaniki möhkəmliyi, bərkliyi və yeyilməyə qarşı müqaviməti daha çox olur.

Bütün keçirici materialları hazırlamaq üçün ancaq oksigenin miqdarı ilə fərqlənən

M0 və M1 markalı təmizlənmiş misdən istifadə edirlər. M0 markalı misin tərkibində

0,02 %-dən, M1 markalı misin tərkibində isə 0,08%-dən çox olmayaraq oksigen var-

dır. Hər iki markalı misin tərkibində başqa qarışıqlardan (bismut, stibium, arsen, nik-

el, qalay) hər biri eyni miqdarda olmaqla 0,002% -dən, dəmirin, qurğuşunun, kükür-

dün, sinkin miqdarı isə 0,005% - dən (hər birindən) çox olmamalıdır. Misin tərkibinə

qarışıq kimi daxil edilən gümüş onun keçiriciliyini azaltmadığından nəzərə alınmır.

Mis çox qiymətli material olduğundan onu qənaətlə işlətmək və imkan olan yerlərdə

misi daha çox tapılan materiallarla- alüminium və ya dəmir ilə əvəz etəmk lazımdır.

Misdən hazırlanmış keçirici ərintilər.- Elektrotexnikada mis əsasında hazırlanmış

ərintilərdən əsasən tunc və bürünc geniş yayılmışdır.

20

Müəyyən xassəli ərintilər (məsələn tunc, bürünc və s.) almaq məqsədi ilə misin

tərkibinə qalay, alüminium və başqa metallar əlavə edilir. İlk vaxtlar tərkibində

qalayın miqdarı 10 – 20% olan qalaylı tunc tətbiq edilirdi. Qalaylı tunc baha başa

gələn ərintidir, çünki onun tərkibində az tapılan qalay vardır. Buna görə qalaylı tuncu

tərkibində kadmium, sink, fosfor və başqa maddələr olan alüminiumlu və digər

metallı tunc ilə əvəz etməyə çalışmışlar.Tuncun ən səciyyəvi xassələrindən biri də

onların tökmədə çox kiçik həcmi sıxılmaya (0,6-0,8) malik olmasıdır, halğuki, çuqun

və poladın həcmi sıxılması 1,5-2,0%-dir. Buna görə forması çox mürəkkəb olan

hissələri tuncdan tökürlər. Tuncun başqa səciyyəvi xassələri: bərkliyi, elastikliyi misə

nisbətən yüksək, yeyilməyə qarşı böyük müqavimət göstərməsi və korroziyaya

davamlı olmasıdır. Bu xassələrinə görə tuncdan oymaq, dişli çarx, yay (tunc lent) və

başqa hissələr hazırlayırlar.Tunc markalarını Br ilə işarə edirlər.Bu iki hərfdən sonra

həmin tuncun tərkibindən hansı cinsləşdirici elementlərin və legirləşdirici miqdarda

olmasını göstərən hərflər və rəqəmlər gəlir

Elektrotexnikada keçiriciliyi misin keçiriciliyinə yaxın olan tunclardan istifadə

etməyə çalışırlar. Bunlara kadmiumlu və kadmium-qalaylı tunclar aiddir. Yerdə qalan

tuncları elektrik keçirici tunclara aid etmək olmaz, lakin onların əksəriyyətini, elastiki

xassələrinə (yaylar) və yüksək mexaniki möhkəmliyinə görə elektrotexnikada tətbiq

edirlər. Tuncdan, daha yüksək mexaniki möhkəmliyə malik məftillər, eletkrik

aparatları və cihazları üçün fırçatutanlar, yaylar və kontakt hissələri hazırlanır.

Elektrotexnikada tuncdan başqa, mis ilə sinkin qatışığından ibarət ərintilərdən-

bürüncdən də geniş istifadə edirlər. Bürüncün tərkibində sinkin miqdarı 45%-ə çata

bilər. Tərkibində bu qədər sink olan bürünc ən yüksək mexaniki möhkəmliyə

malikdir. Tərkibində 30-32% sink olan bürünc ən yük-sək plastikliyə malikdir.Belə

bürüncdən isti və ya soyuq yayma və çəkmə yolu ilə təbəqələr, lentlər və s.

hazırlayırlar.Bürünc təbəqədən soyuq halda mürəkkəb hissələr: örtüklər, qapaqlar,

fasonlu şaybalar, araqatlar və s. hazırlayırlar.Bürüncü soyuq halda təzyiqlə emal

etdikdə onun bərkliyi və mexaniki möhkəmliyi artır, lakin plastikliyi xeyli azalır.

Bürüncün plastikliyini bərpa etmək üçün onu 600-7000C-də yumşaldır və otaq

temperaturuna qədər tədricən soyudurlar. Bürünc kəsmə yolu ilə yaxşı emal olunur.

Bürünc məmulatlar atmosfer şəraitində korroziyaya dayanıqlıdır, lakin çəkib-uzatma

ilə deformasiya olunmuş bürünc rütubətli atmosferdə misə nisbətən daha çox

korroziyaya uğrayır; korroziyaya dayanıqlığı artırmaq üçün ona ləgirləşdirici

elementlər: alüminium, nikel, qurğuşun və s. daxil edirlər. Belə bürünclərə xüsusi

bürünc deyilir, məsələn, dəniz bürüncü (LO70-1 markalı) hətta dəniz suyunda

korroziyaya dayanıqlıdır. Bürünclərin markaları L hərfi ilə başlayır (rusca latun-

bürünc sözünün birinci hərfi), ondan sonra bürüncün tərkibində olan başqa

elementləri (misdən başqa) göstərən hərflər gəlir. Markanın sonundakı rəqəmlər

misin və başqa komponentlərin miqdarını (faizlə) göstərir. Bürüncdən, elektrik

aparatları və cihazları üçün müxtəlif növ sıxac, kontakt, həmçinin elektrod və

bərkidici hissələr hazırlayırlar. Bürünc misdən ucuzdur. Ona görə yüksək elektrik

21

keçiriciliyi tələb olunmayan yerlərdə hissələri bürüncdən hazırlamaq iqtisadi

cəhətdən çox əlverişlidir.

2.3.2.Alüminium və onun xassələri

Alüminium yüngül metallar qrupuna aiddir sıxlığı (5 q/sm3-dən çox olmayan

metallar yüngül metallar). Alüminiumun sıxlığı 2,7 q/sm3-dir, yəni alüminium

misdən 3,3 dəfə yüngüldür.Alüminiumun asan alınması, nisbətən yüksək keçiriciliyi

və atmosfer şəraitində korroziyaya dayanıqlığı, ondan elektrotexnikada geniş istifa-də

etməyə imkan verilir. Alüminiumun qırılmada (Ϭd) mexaniki möhkəmliyinin kiçik və

yumşaqlığının böyük olması onun əsas qüsurlarıdır.Alüminium, gümüş-ağ rəngli

metal olub, ərimə temperaturu 658 0C, temperaturdan genişlənmə əmsalı isə 2410

-6

1/0C-dir, yəni misdən 1,5 dəfə çoxdur. Alüminium, havada nazik oksid (Al2O3) qatı

ilə tez örtüldüyündən atmosfer şəraitində korroziyaya çox dayanıqlıdır. Həmin qat

metalı oksigendən yaxşı qoruyur, buna görə çılpaq (izolə edilməmiş) alüminium

məftilləri uzun müddət açıq havada işləyə bilər. Alüminium məftillərini örtən oksid

qatının eletkrik müqaviməti böyükdür, buna görə alüminium məftillərini birləşdiyi

yerlərdə böyük keçid müqavimətləri əmələ gələ bilər. Alüminium məftillərinin

(şinlərin) birləşdiyi yerləri, açıq havada oksidləşmə olmaması üçün, adətən, vazelin

qatı altında təmizləyirlər.Başqa metallardan (misdən, dəmirdən və s.) hazırlanmış

məftillərlə alüminium məftillərinin birləşdiyi yerlərdə rütubət çəkdikcə hiss ediləcək

elektrik hərəkət qüvvəsi olan qalvanik cütləri (qalvanik elementlər) yarana

bilər.Qalvanik cütlərin yaranmasının qarşısını almaq üçün alüminium məf-tilləri ilə

başqa metallardan hazırlanmış məftillərin birləşdiyi yerləri rütu-bətdən diqqətlə

mühafizə etmək lazımdır (lak çəkmək və başqa üsullarla).

Alüminiuma dağıdıcı təsir göstərən reagentlərə; xlor, nitrit, sulfat, xlorid,

sirkə, qarışqa və bəzi başqa turşuların buxarlarını, həmçinin qələviləri və civəni misal

göstərmək olar. Alüminiumun kimyəvi saflığı yüksək olduqca, korroziyaya daha

yaxşı müqavimət göstərir. Buna görə kabellərin mühafizə örtüyü qurğuşun əvəzinə,

tərkibində 0,03-0,07%-dən çox qarışıq olmayan xüsusi saf (ABOO və ABO markalı)

alüminiumdan hazırlanır. Keçirici alüminiumun həmin növəlrindən elektrolit

kondensatoru üçün elektrod hazırlayırlar. Alüminium folqasını və kiçik diametrli

(0,05-0,08mm) dolaq məftilləri hazırlamaq üçün tərkibində ən azı 99,7% saf metal

olan AOO markalı keçirici alüminiumdan istifadə edirlər. Keçirici məmulatların

(məftil və s.) əksəriyyətini hazırlamaq üçün tərkibində ən azı 99,6%(AO) və 99,5%

(Al) saf metal olan AO və Al markalı alüminiumdan istifadə edirlər.

Alüminiumdan keçirici məmulat-məftil və şinlər hazırlayırlar. Alüminium telləri

əsasən iki markadan AM (yumşaq, yumşaldılmış) və AT (bərk, yumşaldılmamış)

hazırlayırlar və onların diametri 0,6mm-dən 5 mm-ə qədər olur. Alüminiumdan

diametri 0,05 mm-ə qədər olan xüsusi növ məftillərini hazırlayırlar. Alüminium

şinlərin eninə kəsiyi 3x10 mm2-dən 20x120 mm

2-ə qədər olur. AM markalı yumşaq

(yumşaldılmamış) alüminiumdan hazırlanmış məmulat-ların aşağıdakı

22

xarakteristikaları vardır: xüsusi çəki 2,67 q/sm3; qırılmada möhkəmlik həddi =7,5-

8,0 kq/mm2; nisbi uzanma %2010e ;xüsusi müqavimət =0,0292-

0,0295Omm2/m.Bərk alümini-umdan (AT) hazırlanmış məmulatlar üçün xüsusi çəki

2,7 q/sm3;=15-18 kq/mm

2; %31e -dir.Yumşaq və bərk markalı

alüminiumun elektrik müqavimətinin temperatur əmsalı eyni götürülür; =+ 0,00402

1/ 0C . Alüminiumun xüsusi müqaviməti misin xüsusi müqavimətindən 1,68 dəfə

böyük olduğuna görə, eyni uzunluq üçün alüminium məftilinin en kəsiyi mis məftilə

nisbətən 1,68 dəfə çox olma-lıdır (ümumi müqavimətlərinin eyni olması şərti ilə).

Eyni uzunluğu və eyni elektrik müqavimətli alüminium və mis məftillərin çəkilərini

müqayisə etsək, alüminium məftilin çəkisi mis məftilə nisbətən təminən iki dəfə az

olacaqdır.

Yumşaq alüminiumdan hazırlanmış keçirici məmulatları (məftil, şinlər) əsasən

izoləedilmiş dolaq və quraşdırma məftilləri şəklində düzəldirlər. Bərk alüminiumdan

hazırlanmış məftillər bir qayda olaraq, izolə edilmir və elektrik veriliş xətləri (hava,

kabellər), elektrik aparatlarının və paylayıcı quruluşlarının şinləri üçün hazırlanır.

Alüminium məftillərini bir-birinə birləşdirmək üçün onları isti və soyuq halda

qaynaqlayır və həmçinin xüsusi lehim və flüslər tətbiq etməklə lehimləyirlər.

Məftillər soyuq halda xüsusi qurğularda qaynaqlanır.

Bir sıra hallarda, məsələn dayaqlar arası məsafə böyük olan elektrik veriliş

xətlərində (EVX) təmiz alüminiuma nisbətən mexaniki möhkəmliyi böyük olan

alüminium ərintilərindən istifadə olunur. Bu ərintilərdən ən çox tətbiq edilən “aldrey”

ərintisidir. Onun tərkibində 0,30,5% Mg , 0,4-0,7 % Si və 0,2-0,3% Fe (Al-dan

möhkəm) olub, yüksək mexaniki möhkəmliyini xüsusi termiki emaldan sonra əldə

edir. Beləliklə aldrey, praktiki olaraq alüminiumun yüngüllüyünü saxlayaraq, xüsusi

müqavimətinin qiymətinə görə ona yaxın olur və eyni zamanda mexaniki

möhkəmliyinə görə bərk misə yaxın olur.Müasir dövrdə aldrey tipli bəzi alüminium

ərintiləri vardır ki, onların xüsusi termiki emala ehtiyacı yoxdur.

Veriliş xətləri üçün polad-alüminium naqildən geniş istifadə olunur. Bunların

nüvəsi poladdandır, üst qatdan isə alminium məftillər burulmuşdur.

2.3.3. Dəmir və polad

Təbiətdə dəmir, oksigenlə müxtəlif birləşmələr şəklində olur (FeO; Fe2O3; Fe3O4

və b) və bu birləşmələrdən kimyəvi saf dəmir ayırmaq çox çətindir. Kimyəvi saf

dəmirin elektrik və maqnit xassələrinə qarışıqlardan elektrolitik üsul ilə təmizlənmiş

dəmir (elektrolit dəmir) çox yaxındır. Elektrolit dəmirin tərkibində qarışıqların

ümumi miqdarı 0,03%-dən çox deyildir. Dəmirin tərkibində əsas qarışıq kimi karbon

(C), kükürd (S), fosfor (P), silisium (Si), manqan (Mn)və bəzi başqa elementlər olur.

Silisium və manqanı dəmirin tərkibinə neytrallaşdırıcı kimi daxil edirlər. Onlar

oksicenlə asanlıqla birləşib oksidlərə çevrilir. Ərinmiş dəmirin tərkibindəki oksidlər

üzə çıxır və şlak şəklində kənar edilir. Silisium və manqan faydalı qarışıq-

23

oksidləşdiricidir və poladın mexaniki xassələrini yaxşılaşdırır, lakin poladın

tərkibində az miqdarda qalaraq, onun eletkrik keçiriciliyini aşağı salır. Kükürd və

fosfor zərərli qarışıqdır.Qazlar (hidrogen və oksigen) da zərərli qarışıqdır, çünki onlar

dəmirin və poladın eletkrik və maqnit xassələrini pisləşdirir. Dəmirin elektrik

keçiriciliyini çox aşağı salan ən əsas qarışıqlardan biri karbondur. Dəmirin karbonla

qarışığına polad deyildir. Poladın tərkibində karbondan əlavə müxtəlif xassəli polad

almaq üçün qatılan başqa elementlər də olur.

Dəmirin texniki növlərinə, tərkibində 0,01-dən 0,1%-ə qədər karbon olan

azkarbonlu poladlar aiddir. Karbonlu sadə poladların tərkibində karbonun miqdarı

0,07 –dən 0,6%-ə qədər, alət və digər legirləşdirilmiş poladların tərkibində isə 0,7-

dən 1,4%-ə qədərdir.

Polad və dəmir qırılmada çox yüksək mexaniki möhkəmliyə malik, ən

ucuz və asan əldə edilən keçirici materiallardır. Dəmir və poladın korroziyaya

dayanıqlığı çox azdır, yəni onlar havada tez oksidləşir – pas atır, misə və alüminiuma

nisbətən xüsusi müqaviməti (=0.10-0,14 Ommm2/m) böyükdür. Dəmir və polad

maqnit materialı olduğu üçün dəyişən cərəyanda onların eletkrik müqaviməti artır və

cərəyanın çox hissəsi məftilin orta hissəsindən səthinə doğru sıxışdırılır (səth effekti).

Dəyişən cərəyana göstəri-lən elektrik müqavimətinin qiymətini və səthi effektini

azaltmaq üçün

maqnit nüfuzluluğu mümkün qədər az olan poladlar işlədillər.

Polad məftili, tərkibində 0,10 –dan 0,15%-ə qədər karbon olan və

aşağıdakı xassələrə malik poladdan hazırlayırlar: xüsusi çəki 7,8 q/sm3: ərimə

temperaturu 1392-14000C; xüsusi müqavimət = 0,125 ÷ 0,146 Om mm

2/m;

müqavimətin temperatur əmsalı = 0,0057 1/0C. Atmosfer şəraitində korroziyasından

mühafizə etmək üçün polad məftillərin üzərinə nazik sink qatı (0,016 – 0,020 mm)

çəkirlər. Polad məftilləri hava rabitə xətlərində və az güclü eletkrik xətlərində

işlədirlər, məsələn, kənd yerlərində dirəklər arasında məsafə böyük olduğu üçün

xəttin mexaniki möhkəmliyi təmin edilməlidir. Keçirici misə qənaət etmək məqsədi

ilə polad məftillərdən nüvə və misdən isə keçirici (şəkil 2.3) kimi istifadə edirlər.

Bimetal keçiricilərdən elektrik aparatlarında (kəsən açarlar, kontaktorlar və s.)

istifadə edirlər.

Şəkil 2.3. Bimetal məftillərin eninə kəsiyi

Sabit gərginlikdə işləyən məftillər hazırlamaq üçün tərkibində ən az qarışıq olan

dəmirin texniki növləri tətbiq edilir, çünki bu qarışıqlar onun xüsusi müqavimətini

artırır. Sabit cərəyan keçiricilərini hazırlamaq üçün ən yaxşı material marten dəmiri –

armkodur. Armko dəmirində karbon 0,03 % -dən çox deyildir; bütün qarışıqların

24

(karbon, kükürd, fosfor və b.) faizi 0,16%-dən çox olmur.Armko dəmirindən

hazırlanmış keçirici məmulatların əsas xassələri aşağıdakılardır: = 0,105 – 0,108

Ommm2/m; d = 30 – 35 kq/mm

2 (yumşaldılmış); = 0,09 – 0,11 Ommm

2/m;

d = 40 – 50 kq/mm2 (bərk halda).Elektrik müqavimətinin temperatur əmsalı

T = + 0.0060 1/0C .

2.3.4.Nikel və kobalt

Nikel – gümüşü ağ metal olub, sıxlığı misə bərabərdir. Ondan elektrovakuum

texnikasında elektrik lampalarının armaturu və katod materialı kimi istifadə olunur.

Nikeli asanlıqla təmiz halda (99,99 %) almaq olar. Bəzən ona xüsusi aşqarlar

(silisium, manqan və s.) vururlar. Nikel zolaq, lövhə, lent, borucuq, mil və naqil

şəklində buraxılır. Nikelin müsbət xassəsi onun tablandıqdan sonra kifayət qədər

mexaniki möhkəmliyə (d=400-600 MPa, l/l=35-50 %) malik olmasıdır. Nikeldən

çox dəqiqliklə yerinə yetirilmiş mürəkkəb konfiqurasiyalı məmulatlar hazırlamaq

olur. Nikel oksidləşməyə qarşı davamlıdır. Ondan elektrovakuum texnikasında

istifadə edilməklə yanaşı, bir sıra maqnit və keçirici ərintilərdə komponent, dəmir

məmulatlarda örtük və s. kimi istifadə olunur.

Kobalt – metallurgiya üsullu ilə alınaraq təmizlənməklə, və ya kobalt oksidini

hidrogenlə reduksiya etməklə alınır. Tablandırılmış kobalt üçün d=500 MPa, l/l

50 %-dir. Kobaltın kimyəvi aktivliyi azdır. Ondan maqnit materiallarının, yüksək

istiliyə davamlı ərintilərin, həmçinin xətti genişlənmənin temperatur əmsalı kiçik olan

ərintilərin tərkib hissəsi kimi istifadə edirlər.

2.3.5. Qurğuşun və onun xassələri

Qurğuşun – yüksək plastikliyə malik və bir çox reagentlərin (sulfat, xlorid və sirkə

turşularının, dəniz suyunun və başqalarının) və korroziyaya dayanaqlı, bozumtul

rəngli yumşaq metaldır.Böyük plastikliyə, elastikliyə və nisbətən kiçik ərimə

temperaturuna (3270C) malik qurğuşundan elektrik kabellərinin mühafizə örtüklərini

hazırlayırlar. Elastiki qurğuşun örtük, kabeli rütubətdən, izolyasiyanın keyfiyyətini

aşağı salan başqa agentlərin izolyasiya daxil olmasından qoruyur. Qurğuşundan

yumşaq qalay-qurğuşun lehimləri (POC-30, POC-40, POS-61 və b.) və həmçinin

tezəriyən qoruyucular, turşu akkumlyatorlarının lövhələrini hazırlayırlar.Qurğuşunun

rengen şüalarını udması onun səciyyəvi xəssələrindən biridir. Buna görə rəngen

qurğularının mühafizə ekranları qurğuşundan hazırlanır. Qurğuşunun aşağıdakı

xəssələri vardır: xüsusi sıxlıq 11,35 q/sm3; xüsusi müqavimət = 0,218 0,222

Ommm2/m; müqavimətin temepratur əmsalı T=+0,00387 1/

0C.

Qurğuşunun qüsurlarından biri titrəməyə az dayanıqlı olmasıdır. Qurğuşun örtüklü

kabelləri körpülərin estakadasından, yolların yaxınlığından və silkələnmə və titrəmə

yarana biləcək başqa yerlərdən çəkmək məsləhət görülmür, çünki silkələnmə və

titrəmələr qurğuşuna dağıdıcı təsir göstərir.Qurğuşunun titrəməyə dayanıqlığını və

mexaniki möhkəmliyini artırmaq üçün qurğuşuna müxtəlif aşqarlar-stibium, mis,

kadmium və s. əlavə edilir. Kabel örtüklərini hazırlamaq üçün əsas C2, C3 və C3DU

25

(tərkibində stibium daha çox olan) markalı qurğuşundan istifadə edirlər.Qurğuşun,

ərimiş qurğuşunun buxarları və qurğuşunun müxtəlif birləşmələri çox zəhərlidir.

Qurğuşun məmulatlarına əl ilə toxunduqda qurğuşun və onun birləşmələri (qurğuşun

2-oksid PbO, qurğuşun sülgəni Pğ3O4 və s.) insan orqanizminə keçə bilər. Buna görə

qurğuşun ilə işlədikdən sonra əlləri diqqətlə yumaq lazımdır. Qurğuşunla işlədikdə

qoruyucu əlcəklər geymək məsləhətdir.

Qeyd etmək lazımdır ki, qurğuşun az tapılan metaldır və kabel istehsalında onu

alüminium və ya sintetik materiallarla (PVX , polietilen) əvəz edirlər.

2.3.6. Elektrotexnikada tətbiq edilən əlvan metallar

Otaq temperaturunda havada oksidləşməyən metallara əlvan metallar deyilir.

Platin, qızıl və gümüş əlvan metallar qrupuna aiddir. Eletkrotexnikada bu metallardan

ancaq platin və gümüş tətbiq edilir.

Platin – gümüşü-ağ rəngli, misdən xeyli ağır metal olub, oksigenlə praktiki olaraq

birləşmir və kimyəvi reagentlərə qarşı çox davamlıdır. Platin çox yaxşı mexaniki

emal olunur, nazik tel və lent şəklinə salına bilir. Gümüşdən fərqli olaraq platin

atmosferlə qarşılıqlı təsirdə kükürdlü plyonkarlar əmələ gətirmir, bu isə platin

kontaktların sabit keçid müqavimətini təmin edir. Karbonlu mühitdə közərdildikdə

platin karbonlaşir (kömürləşir) və kövrək olur.Yumşaq (yumşaldılmış) platinin əsas

xarakteristikaları aşağıdakılardır: xüsusi çəki 21,43 q/sm3; qırılmaya möhkəmlik

həddi d=15-16 kq/mm2, nisbi uzanma %20e ; xüsusi müqavimət = 0.105

Om mm2/m; müqavimətin temperatur əmsalı T = +0,00392 1/

0C. Bərk növlü

platinin aşağıdakı xassələri vardır: xüsusi çəki 21,44 q/sm3; d=22-28 kq/mm

2;

%53e ; =0,108 Ommm2/m; T=+0,00396 1/

0C. Platinin ərimə temperaturu

1773,5 0C-dir. Yüksək plastikliyinə görə platindən 0,005 mm (5 mk) qalınlığında

folqa və dəqiq elektrik ölçü cihazlarının (elektrometrlərin) asqıları və telləri kimi

işlədilən 0,002 mm diametrli nazik məftil hazırlayırlar. Platin müxtəlif kimyəvi

reagentlərin təsirinə çox davamlı metaldır, turşularda həll olunmur. Platin havada

ancaq 540 0C və daha yüksək temperaturda oksidləşir. Platinə az miqdarda iridium

(3-6%), yaxud rodium Rh (5-12%) daxil edildikdə onun 10000C və daha yüksək

temperaturda oksidləşməyə dayanıqlığı artır.

Həssas cihazlarda hərəkət edən sistemlərin asılqanı üçün diametri 0,001 mm-ə

yaxın olan xüsusilə nazik platin telləri istifadə olunur. Bərkliyi az olduğu üçün platin

təmiz halda kontaktlar üçün nadir hallarda tətbiq edilsə də bəzi kontakt ərintilərinin

əsasını təşkil edir. Platinin iridiumla olan ərintiləri geniş yayılmışdır. Onlar

oksidləşmir, yüksək möhkəmliyə malikdir, mexaniki yeyilməsi azdır, lakin qiymətcə

bahadır və yalnız kontaktların çox yüksək etibarlığı tələb olunduğu hallarda tətbiq

edilir. Laboratoriya sobalarının elektrik – qızdırıcı elementlərini hazırlamaq üçün

platin məftillər tətbiq edilir. Yüksək temperaturları (1600 0C-dək) ölçmək üçün platin

və platin-rodium (platinin rodiumla ərintilərindən hazırlanmış məftil) məftillərindən

26

hazırlanmış termocütlər tətbiq edilir. Saf platindən və onun iridium, rodium və

osmium ilə ərintilərindən gücü az olan aparatların (rele və b.) kontaktlarını

hazırlayırlar. Platini şüşəni lehimləmək (elektrik lampalarının girişi və b.) üçün də

tətbiq edirlər, çünki platinin xətti genişlənmə əmsalı (8,910-6

1/ 0C) şüşənin

gənişlənmə əmsalına yaxındır.

Qızıl – parlaq sarı rəngli metaldır. Yüksək plastikliyə (dartılma zamanı mexaniki

möhkəmlik həddi 15 kq/mm2, nisbi uzanması 40%-dir) malikdir. Elektrotexnikada

qızıl korroziyaya davamlı material kimi kontakt materiallarında, həmçinin, fotoele-

mentlərin örtükləri, ifrat tezlikli rezonatorların korroziyaya davamlı örtük materialı,

dalğa ötürücülərinin daxili səthi və başqa məqsədlər üçün işlədilir. Kontakt materialı

kimi qızılın üstünlüyü onun atmosfer şəraitində həm otaq temperaturunda, həm də

yüksək temperaturlarda kükürd və oksid plyonkalarının yaranmasına qarşı

davamlığıdır. Qızılın nazik plyonkalarından fotorezistorlarda və yarımkeçirici

fotoelementlərdə yarımşəffaf elektrodlar kimi, plyonkalı mikrosxemlərdə isə aralıq

birləşmə və kontakt səthləri kimi istifadə olunur. Dielektrik altlıqlara adgeziyası pis

olduğundan qızıl plyonkalarını çəkmək üçün alt adgeziya təbəqəsindən (çox vaxt

xromdan) istifadə edirlər. Qızılın alüminiumla kontaktı tədricən yüksək xüsusi

müqavimətə və kövrəkliyə malik intermetal birləşmələr yaradır. Ona görə də qızıl və

alüminiumun nazik plyonkalarının kontaktı etibarlı deyil.

Gümüş də əlvan metaldır, lakin havada 200 0C və daha yüksək temperaturlarda

oksidləşir. Gümüş, platin kimi yüksək plastikliyə malikdir, ondan nazik folqa və

diametri 0,01 mm-ə qədər olan məftil hazırlayırlar. Gümüşün xüsusi çəkisi 10,5

q/sm3, ərimə temperaturu 960,5

0C-dir.Yumşaq (yumşaldılmış) gümüşün əsas

xarakteristikaları aşağıdakılardır: qırılmada möhkəmlik həddi d =14 -16 kq/mm2;

nisbi uzanma %5045e , xüsusi müqavimət = 0,0150 Om mm2/m;

müqavimətin temperatur əmsalı T = + 0,00428 1/0C. Bərk növlü gümüşün isə:

d=30 32 kq/mm2; %54e ; = 0,016 Om mm

2/m; T=+0,00365 1/

0C.

Gümüşdən eletkrik aparatlarının (rele və s.) kontaktlarını hazırlayırlar. Yüksək

temperaturlarda oksidləşməyə dayanıqlığını artırmaq məqsədi ilə gümüşü mis, polad

materiallarının üzərinə elektroliz üsulu ilə çəkirlər. Gümüşün xüsusi istilik

tutumunun, istilik və elektrik keçiriciliyinin yüksək qiymətləri ondan hazırlanmış

kontaktların digər metallara nisbətən az qızmasını və kontakt nöqtələrindən istiliyin

tez ötürülməsini təmin edir. Gümüşdən keramik və slyuda kondensatorlarının

istehsalında dielektriklərin səthinə bilavasitə çəkilən elektrodlar kimi də istifadə

olunur. Bunun üçün vakuumda buxarlanma və ya yandırma üsullarından istifadə

olunur. Yüksək keçiriciliyə malik təbəqə almaq üçün onu dalğa otürücülərinin daxili

səthinə çəkirlər. Bu məqsədlə, həmçinin, yüksək tezlikli makaraların naqillərini də

gümüşləyirlər. Gümüşün mənfi cəhəti yüksək rütubət şəraitində, həmçinin ətraf

mühitin yüksək temperaturlarında onun çəkildiyi dielektrikin səthindən daxilinə

nüfuz etmək meylliyidir. Digər nəcib metallarla müqayisədə gümüşün kimyəvi

dayanıqlığı azdır. Məsələn, gümüş atmosferdə olan kükürd-hidrogen birləşmələri ilə

27

qarşılıqlı təsirdə keçirici olmayan tünd sülfid Ag2S plyonkaları yaradır.Rütubətin çox

olması reaksiyanın gedişini sürət-ləndirir. Ona görə də gümüş kontaktlar rezin, ebonit

və tərkibində kükürd olan digər materiallarla yaxın yerdə istismar edilməməlidir.

Gümüş adi lehimlərlə yaxşı lehimlənir.Möhkəm birləşmələr yaradan lehimlərin tərki-

binə güm-üş də daxil.Gümüşün geniş tətbiqinə mane olan səbəb onun təbii qıtlığıdır.

Palladium – bir sıra xassələrinə görə platinə yaxındır, qiyməti 4-5 dəfə ucuz olduğu

üçün çox vaxt onu əvəz etmək üçün işlədilir. Palladiumun elektrovakuum

texnikasında istifadə edilməsi onun intensiv hidrogen udma qabiliyyəti ilə

əlaqədardır. Palladium və onun gümüş və mislə ərintiləri kontakt materialları kimi

tətbiq olunur. Bişirilmiş palladium yaxşı mexaniki xassələrə malikdir: qırılmada

möhkəmlik həddi-200 MPa, dartılmada nisbi uzanması – 40 %-dir.

2.3.7. Civə və onun xassələri

Civə, otaq temperaturunda maye halında olan yeganə metaldır, oksidləşməyə

dayanıqlıdır. O, ancaq ərimə temperaturuna (356,7 0C) yaxın temperaturda oksidləşir.

Civə başqa qazlarla (hidrogen, azot, karbon 2-oksid) qarışıqlı təsirdə çox az olur.

Durulaşdırılmış xlorid, sulfat turşuları və qələvilər civəyə təsir göstərmir, lakin

qatılaşdırılmış xlorid, sulfat və nitrat turşularında həll olur. Mis, sink, qurğuşun,

nikel, qalay, gümüş və qızıl civədə zəif həll olur.

Civənin xarakteristikaları belədir: xüsusi çəki 13,55 q/sm3, donma tempera-turu

mənfi –39 0C, həcmi genişlənmənin temperatur əmsalı 18210

-61/

0C; xüsusi

müqaviməti =0,94 Om mm2/m; müqavimətin temperatur əmsalı =+0,00099 1/

0C.

Civə, xüsusi rele və açarların maye kontaktlarında, civə düzləndiricilərində və civə

lampalarında işlədilir. Civə (xüsusən onun buxarı) insanın sağlamlığına çox pis təsir

göstərir. Buna görə civə ilə işlədikdə bir sıra ehtiyat tədbirləri görmək lazımdır. Civə

hermetik bağlı şüşə və ya çini qabda saxlanmalıdır. Çox miqdarda civəni, sorucu

ventilyasiyası olan xüsusi qapalı şkaflarda təmizləmək (süzgəcdən keçirmək və i.a.)

lazımdır.

2.4. Elektrotexnikada tətbiq edilən çətinəriyən materiallar

Elektrotexnikada volfram və molibden kimi çətinəriyən metallardan çox geniş

istifadə olunur.

Volfram – yüksək ərimə temperaturuna (3370 0C) və böyük bərkliyə malik çox

ağır boz rəngli metaldır. Volframı, ovuntu (toz) metallurgiyası (buna metal-keramika

üsusulu da deyilir) üsulu ilə, yəni metalın preslənmiş hissəciklərinin bərkiməsi

nəticəsində alırlar. Volframdan diametri 0,01 mm-ə qədər olan məftil hazırlayırlar.

Volfram havada 400 0C və daha yüksək temperaturda oksidləşmə-yə başlayır.

Volframın əsas xarakteristikaları aşağıdakılardır: xüsusi çəki 19,3 q/sm3; qırılmada

möhkəmlik həddi d =180-400 kq/mm2 (bərk halda çəkilmiş); xüsusi müqavimət

= 0,0503 Om mm2/m; müqavimətin temperatur əmsalı T=+0,0048 1/

0C.

28

Molibden – gümüşü-ağ rəngli metaldır. O, volframdan ərimə temperaturunun

aşağı (26300C) və möhkəmliyinin kiçik (HB=250 kq/mm

2) olması ilə fərqlənir.

Molibdeni də volfram kimi ovuntu (toz) metallurgiyası üsulu ilə, yəni preslənmiş

metal hissəciklərdən hazırlanmış pəstahları bərkitməklə (23000C-də) alırlar.

Molibden böyük plastikliyə malik olduğuna görə ondan elektrik-vakuum cihazları

üçün hissələr hazırlayırlar. Lakin qalınlığı 0.5 mm-dən çox olan təbəqə və lentləri,

çatlar yaranmaması üçün otaq temperaturunda əymək və ştamplamaq olmaz. Bu

mənfi cəhəti aradan qaldırmaq məqsədlə qalınlığından asılı olaraq, molibdeni 100-

160 0C-yə qədər qızdırırlar. Molibden havada 400

0C və daha yüksək temperaturda

oksidləşməyə başlayır. Molibdenin əsas xarakteristikaları: xüsusi çəki 10,3 q/sm3,

qırılmada möhkəmlik həddi d =100-180 kq/mm2 (bərk halda dartılmış); xüsusi mü-

qavimət = 0,048 Ommm2/m; müqavimətin temperatur əmsalı T=+0,0049 1/

0C.

Volfram və molibden əsasən elektrik-vakuum cihazlarında (elektrik- vakuum

texnikasında digər çətinəriyən metallarda geniş tətbiq edilir: tantal Tər= 2996 0C;

niobium Tər=2450 0C; nikel Tər=1455

0C və başqaları) tətbiq edilir. Volfram və

molibdendən közərmə telləri, saxlayıcı qarmaqlar, ilgəklər, birbaşa közərmə katodları

və dolayı közərmə katodlarının qızdırıcıları hazırlanır. Çətin əridiyinə, böyük

bərkliyə və az buxarlanmaya malik olduğuna görə volframın molibden ilə ərintisini

elektrik aparatlarının kontaktlarını hazırlamaq üçün geniş tətbiq edirlər.

Tantal – az yayılmış filizdən – tantalitdən Fe(TaO3)2 ovuntu metallurgiyası yolu ilə

alınan metaldır. Tantal naqil, mil, vərəq, lent, qalınlığı 10 mkm-ə qədər olan zərvərəq

şəklində istehsal olunur.Tantal hətta otaq temperaturunda da yüksək plastikliyə

malikdir. Volframdan və molibdendən fərqli olaraq tantalı vakuumda yüksək

temperaturlara qədər qızdırdıqda o kövrəkləşmir. Tantalın, çətin əriməsi, yaxşı

plastikliyi və forma saxlamaq xassəsi bu materialı elektrovakuum texnikasının əsas

materialları ilə bir sıraya qoyur. Tantaldan generator lampalarının anodları və torları,

elektrovakuum cihazlarının müxtəlif təyinatlı qızma katodları və dolağı, müxtəlif

yardımcı detallar hazırlanır. Tantaldan vakuum texnologiyasında müxtəlif maddələrin

nazik təbəqələrini çökdürmək üçün buxarlandırıcı kimi də geniş istifadə

olunur.Tantal, elektrolitik və nazik plyonkalı kondensatorlar istehsalında geniş tətbiq

olunur. Tantal 5-oksid Ta2O5 yüksək dielektrik nüfuzluğuna (=25) malik olduğun-

dan ondan hazırlanan kondensatorların xüsusi elektrik tutumu böyük olur.Tantaldan

nazik plyonkalı rezistorlar alınması «tantal texnologiyasının» tərkib hissəsidir.

Niobium – xassələrinə görə tantala yaxındır və çox vaxt tantal filizlərinin tərkibində

rast gəlinir. Onu da ovuntu metallurgiyası üsulu ilə alırlar. Tərkibində 99,4 % Nb olan

metal yüksək plastikliyə malik olub mil, vərəq, lent, zərvərəq və naqil şəklində

istehsal olunur. Çətin əriyən metallar arasında niobiumda elektronların çıxış işi ən

kiçikdir. Ona görə də ondan güclü generator lampalarında közərmə katodları kimi

istifadə olunur. Elementar maddələr arasında niobiumun ifrat keçiricilik vəziyyətinə

keçmə temperaturu (9,2 K) ən yüksəkdir. Lakin niobiumun kritik maqnit sahə

gərginliyinin qiymətinin az olması onun ifrat keçirici kimi geniş tətbiqinə imkan

vermir.

29

Xrom –geniş yayılmış və oksidləməyə qarşı yüksək dayanıqlığa malik elementdir.

Ona görə də ondan məmulatların (o cümlədən, yüksək temperaturlarda işləyən)

səthini örtmək üçün istifadə olunur. Xromlaşdırma elektrolitik üsulla və ya məmulat-

ların səthlərinin xarici mühitdən diffuziya ilə xromla «doydurulması» üsulu ilə

aparılır.Xromun nazik plyonkalarından rezistorlar, inteqral mikrosxemlərinin kontakt

səthləri və cərəyankeçirən birləşmələri üçün adgeziya təbəqələri, fotoşablonlar üçün

işıq keçirməyən təbəqələr hazırlanır.Xromun şüşə, sital və keramika altlıqlarına

adgeziyası yaxşıdır.Bundan başqa, xrom bütün keçirici material-larla yaxşı

uyğunlaşır. Qızdırıcı cihazlarda işlədilən ərintilərin, termocütlərin, paslanmayan

konstruksiya, odadavamlı poladların və maqnit materialların əksəriyyətinin tərkibinə

xrom daxildir.

Renium – ərimə temperaturu volframın ərimə temperaturuna yaxın olan nadir və çox

ağır metaldır. Renium ovuntu metallurgiyası ilə alınır. Renium və onun volframla

ərintiləri elektrik lampaları və elektrik vakuum cihazlarında volframın əvəzinə tətbiq

olunur. Bu dinamiki yük şəraitində iş müddətini artırır. Renium və onun ərintiləri

volframla birlikdə vakuumda, hidrogendə və ya inert mühitdə 2500-2800 0C-yə

qədər temperaturu ölçmək üçün termocütlər hazırlamaq imkanı verir.Radioelektroni-

kada mis, gümüş, volfram, molibden detalları korroziyadan mühafizə etmək və onla-

rın yeyilməsinin qarşısını almaq üçün reniumdan istifadə edirlər. Yüksək vakuumda

elektron şüası ilə buxarlanma nəticəsində alınan nazik renium plyonkalarından

inteqral sxemlərdə çox dəqiq rezistorlar yaratmaq üçün istifadə olunur.

Çətin əriyən metalların ərintiləri. Təmiz çətin əriyən metallardan başqa

elektrovakuum texnikasında cihazların armaturu üçün volframın molibdenlə,

molibdenin reniumla, volframın reniiumla və tantalin volframla ərintilərindən istifadə

olunur. Komponentlərin tərkibini dəyişməklə məmulatların tələb olunan elektrik və

termiki xassələri ilə yanaşı lazımı mexaniki xassələrini və plastikliyini də əldə etmək

olar. Məsələn, bərk məhlullar yaradan molibdeni və volframı əritməklə alınan

əritilərin bərkliyi dəyişmir, xüsusi müqaviməti artır, lakin onların ərimə temperaturu

aşağı düşür. Volframa az miqdarda renium əlavə etməklə alınan ərinti təmiz volframa

nisbətən daha yüksək rekristallaşma temperaturu ilə xarakterizə olunur.

2.5. İfrat keçirici materiallar

Metal keçiricilər üçün xüsusi müqavimətin temperatur əmsalı müsbətdir və

temperatur azaldıqca metalların xüsusi müqaviməti azalır. Metalların və digər

keçiricilərin çox aşağı « kriogen » və xüsusilə, mütləq sıfıra yaxın temperaturlarda

elektrik keçiriciliyi böyük maraq doğurur.

1911-ci ildə Hollandiya fiziki Kamerlinq–Onnes metalların elektrik keçiriciliyinin

«helium» temperaturlarında (heliumun mayeləşmə temperaturu normal təzyiqdə 4,2

K-ə yaxındır) tədqiq edərkən civənin xüsusi müqavimətinin müəyyən kritik

temperaturda Tk (təxminən 4,15 K) praktiki olaraq sıfra düşdüyünü kəşf edir. Belə-

liklə, donmuş civədən hazırlanmış həlqədə yaranmış cərəyan xarici enerji sərf

30

edilmədən uzun müddət (illərlə) qala bilər. Belə həlqə ətraf mühitdə maqnit sahəsi

yaradır, yəni özünü sabit maqnit kimi (həlqənin temperaturu Tk qiymətindən yuxarı

qalxmırsa) aparır. Maddənin bu cür qeyri-adi vəziyyəti ifrat keçiricilik, bu vəziyyətə

keçə bilən maddələr – ifrat keçiricilər adlanır. Beləliklə, eletkrik müqaviməti nəzərə

alınmayacaq qədər kiçik olan bəzi keçirici materiallar ifrat keçiricilər

adlanır.Bunların xüsusiyyəti xüsusi elektrik müqavimətlərinin çox kiçik olmasıdır,

məsələn, misə nəzərən 1014

dəfə kiçik, yəni 10-16

Ommm2/m olur.

Hazırda ifrat keçiricilik və onun praktiki istifadə olunması problemi müasir elm və

texnikanın ən aktual problemlərindəndir.Kamerlinq-Onnes civədən başqa digər

metalların da ifrat keçiriciliyə malik olduğunu kəşf etmişdir, hazırda təxminən 35

ifrat keçirici element və mindən çox ifrat keçirici ərinti və kimyəvi birləşmələr

məlumdur. Qeyd etmək lazımdır ki, ifrat keçiricilityin yaranması nəinki temperaturu

azaltmaqla, həm də təzyiqi artırmaqla mümkündür. Bəzi maddələr normal təzyiqdə

ifrat keçiricilik vəziyyətinə keçmədiyi halda onlarda yüksək təzyiqdə ifrat keçiricilik

müşahidə olunur. İfrat keçiricilik xassəsi nəinki keçiricilərdə (yəni, normal

temperaturda və təzyiqdə keçirici xassələrinə malik olan maddələrdəmetal, metal

ərintiləri, intermetallidlər), həm də yarımkeçiricilərdə, dielektriklərdə və maqnit

materiallarında müşahidə olunur. Soyudulduqda ifrat keçiricilik vəziyyətinə keçmə və

ya əksinə qızdırıldıqda ifrat keçiriciliyin pozulma temperaturu ifrat keçiriciliyin keçid

temperaturu adlanır. İfrat keçiricilik temperaturun böhran qiymətindən (Tb) kiçik

qiymətlərdə baş verir. İfrat keçiricilər üçün böhran temperaturunun ən böyük qiyməti

Tb=20,05K və qalan hallarda böhran temperaturunun qiyməti (410) K arasında olur.

Ən yüksək böhran temperaturuna malik ərinti (Nb3,Al0,8G0,2) -ərintisidir. İfrat

keçiricilər böhran temperaturundan başqa maqnit sahə gərginliyinin və cərəyanın

sıxlığının böhran qiymətləri ilə də xarakterizə olunur.İfrat keçirici materiallar I və II

dərəcəli olmaqla iki qrupa bölünürlər.

I dərəcəli ifrat keçiricilər, zəif maqnit sahəsində və nisbətən kiçik cərəyan

sıxlığında öz ifrat keçiricilik xassəsini itirirlər.

II dərəcəli ifrat keçiricilər isə maqnit sahə gərginliyinin yüksək qiymətlərində belə

öz xassələrini itirmirlər.

I dərəcəli ifrat keçiricilərə fiziki və kimyəvi nöqteyi nəzərdən bircinsli təmiz

metallar aiddir. Bu cür metallara misal olaraq Molibden (Tb=0,920K)

və Volfram (Tb=0,01K) göstərmək olar.

I dərəcəli ifrat keçiricilərin xarakterik xüsusiyyəti, onların böhran maqnit sahə

gərginliyinin temperaturdan asılılıqlarının parabolik formada olmasıdır.

II dərəcəli sərt ifrat keçirici materiallarda (tərkibi qeyribircinsli olub,

qarışıqlara malik) bu asılılıq maili düz xətt şəklində olur.

I və II dərəcəli ifrat keçiricələrin tətqiqindən müəyyən edilmişdir ki,

texnika üçün daha əhəmiyyətlisi 2-ci dərəcəli sərt ifrat keçirici materiallardır.

Texnikada daha geniş istifadə olunanı aşağıdakılardır:

Qurğuşun-Vismut (Pb-Bi) ərintisi. Bunun tərkibində 57% Bi-olub, iki

fazadan; vismut və ifrat keçirici fazalardan ibarətdir.

31

Molibden-Reniy (2M0-Re). Ərintinin tərkibində 25%. Reniy olur.

Niobum-Sirkonium (Zr-Nb) ərintisi. Ərintinin tərkibində 35-50% sirkonium elementi

olur.

Məlum ifrat keçiricilərin əksəriyyəti çox kiçik keçid temperaturuna malikdir. Ona

görə də ifrat keçiricilik hadisəsi istifadə olunan qurğuların çoxu adətən maye

heliumla soyudulmaqla (normal təzyiqdə heliumun mayeləşmə temperaturu 4,2 K-

dir) işləyir. Onlar çox mürəkkəbdir və baha başa gəlir. Hazırda «isti» ifrat

keçiricilərin axtarışı intensiv olaraq aparılmaqdadır.

İfrat keçirici vəziyyətin ən maraqlı xüsusiyyətlərindən biri də onların «mütləq

diamaqnetizmidir». 1933-cü ildə alman fizikləri Maysner və Oksenfeld kəşf etdilər

ki, ifrat keçirici materialın daxilinə maqnit sahəsi keçmir, əgər ifrat keçiricilik

vəziyyətinə keçid xarici maqnit sahəsində yaranarsa, sahə ifrat keçiricidən «itələnib

çıxır».

Müasir elmi təsəvvürlərə görə ifrat keçiriciliyin əsasını bağlanmış elektron

cütlərinin («Kuper cütlərinin») yaranması təşkil edir. Belə cüt kiçik doza ilə enerji

verə bilmir, ona görə də normal şəraitdə metalların elektrik keçiriciliyində müşahidə

olunan adi Coul itkiləri burada müşahidə olunmur. Kuper cütlərində birləşmiş

elektronların temperaturun və ya maqnit induksiyasının artması ilə aralanması ifrat

keçiriciliyi pozur.

İfrat keçiricilərdən ən çox güclü maqnit sahəsinə malik 107 A/m selenoidlər

hazırlanır.Bundan başqa ifrat keçiricilərdən istilik nüvə reaktor-larında yüksək

enerjiyə malik zərrəcikləri fokuslaşdırmaq üçün və eletkron mikroskoplarında maqnit

linzalarının hazırlanmasında istifadə edilir.

Kriokeçiricilik -İfrat keçiricilikdən başqa müasir texnikada kriokeçiricilik də, yəni

metalların xüsusi müqavimətinin kriogen temperaturlarda çox kiçik (ifrat keçiriciliyə

keçmədən) qiymətlər alması, diqqət mərkəzindədir. Belə şəraitdə, xüsusilə, yaxşı

xassələrə malik olan metallar kriokeçiricilər adlanır.

Kriokeçiriciklə ifrat keçiriciliyin fiziki mahiyyətləri, aydındır ki, bir-birindən

fərqlənir. Kriokeçiricilik normal elektrik keçiriciliyinin kriogen temperaturlar

şəraitində xüsusi halıdır. Kriokeçiricilərin çox kiçik, lakin müəyyən qiymətə malik

xüsusi müqaviməti onlarda buraxılabilən cərəyanın sıxlığını məhdudlaşdırır. Buna

baxmayaraq, bu sıxlıq adi metal keçiricilərdə normal və yüksək temperaturlarda axan

cərəyanın sıxlığından çox böyükdür. Kriokeçiricilərdən elektrik maşın, aparatları və

digər elektrotexniki qurğularda ifrat keçiricilər əvəzinə istifadə edilməsinin öz

üstünlükləri vardır. Soyuducu agent kimi maye hidrogendən və ya maye azotdan (çox

baha olan maye helium əvəzinə) istifadə olunması qurğunun istilik izolyasiyasının

hazırlanmasını sadələşdirir və ucuzlaşdırır, soyutmağa sərf olunan gücü azaldır.

Bundan başqa böyük cərəyana malik ifrat keçirici dövrəsində maqnit sahəsinin ener-

jisi böyük qiymətə malik olur (LI2/2); burada, L-induktivlik, I-cərəyandır).

Temperaturun və ya maqnit induksiyasının qiyməti ifrat keçirici dövrədə təsadüf

nəticəsində ifrat keçiricinin normal hala keçidinə uyğun olan qiymətdən yuxarı

qalxarsa ifrat keçiricilik pozulacaq və yığılmış enerji sıçrayışı olacaqdır. Kriokeçirici

32

dövrədə isə belə təhlükə yoxdur, çünki temperaturun artması ilə müqavimət tədricən

artır. Yüksək keyfiyyətli kriokeçirici almaq üçün yüksək təmizliyə malik (qarışıqsız)

metal tələb olunur. Kriokeçiricilər üçün aşağı temperaturlarda və xüsusi müqavimətin

kiçik qiymətlərində maqnitorezistiv effekt, yəni müqavimətin maqnit sahəsində

artması özünü biruzə verir

2.6. Yüksək xüsusi elektrik müqavimətli materiallar

Praktikada elektrik keçirici materialların xüsusi müqavimətini () böyük,

müqavimətinin temperatur əmsalının () kiçik və yüksək temperaturlarda

oksidləşməyə dayanıqlı olması tələb edilir. Bu xüsusiyyətlərə, mis, nikel, manqan,

dəmir, xrom və başqa metallar əsasında hazırlanmış ərintilər malikdirlər. Xalis

metallardan, yüksək xüsusi müqavimətə ( = 0,94 Ommm2/m) malik civəni

göstərmək olar, lakin elektrotexnikada civəni məhdud dərəcədə tətbiq edirlər. Xüsusi

elektrik müqaviməti yüksək ( = 0,42-2,0 Ommm2/m) olan keçirici ərintilər,

texnikada daha çox tətbiq edilir. Bu cür ərintilərdən hazırlanmış məftillərdən və

lentlərdən işəsalma və tənzimləyici reostatlar, elektrik qızdırıcı cihazlar, elektrik

sobaları və dəqiq (nümunəvi) müqavimətlərini düzəldərlər. Yuxarıda göstərdiyimiz

hər bir hal üçün ərintinin əlavə xassələri olmalıdır. Xassələr, cihazın tətbiq

sahəsindən asılı olaraq müəyyən edilir. Məsələn, dəqiq müqavimətlərin hazırlanması

üçün işlədilən ərintilər mis ilə birgə işlədikdə kiçik termoelektrik hərəkət qüvvəsinə

(t.e.h.q.) malik olmalıdır. Bunadan əlavə, onlar zamana görə sabit elektrik

müqavimətini təmin etməlidir. Bu ərintilər, nizamlanmış strukturlu metalların bərk

məhlulu olub, yuxarıda sayılan tələbləri ödəyirlər.

2.6.1. Yüksək müqavimətə malik keçirici materiallar

Bu materiallara normal şəraitdə xüsusi elektrik müqaviməti 0,3 mkOmm-dan az

olmayan ərintilər aiddir. Onlardan müxtəlif elektrik ölçü və qızdırıcı cihazlarının, nümünəvi

müqavimətlərin, reostatların və s. hazırlamasında istifadə olunur.Elektrik ölçü cihazlarının,

nümunəvi müqavimətlərin və reostatların hazırlamasında adətən xüsusi müqavimətinin

zamana görə sabitliyi ilə fərqlənən və müqavimətinin temperatur əmsalı az olan ərintilərdən

istifadə olunur. Belə materiallara manqanin, konstantan aiddir.

Mis və nikel əsasında hazırlanmış yüksək müqavimətli ərintilər -Dəqiq

(nümunəvi) müqavimətləri hazırlamaq üçün işlədilən əsas yüksək müqavimətli

keçirici ərintilər manqaninlərdir. Onlar, əsasən mis (Cu), manqan (Mn) və nikel (Ni)

birləşmələrindən ibarətdir. Ən çox yayılmış manqaninin tərkibi belədir: Cu 86%;

Mn12%; Ni2%. Ümumiyyətlə, manqanininlərin tərkibi: Cu 84-86%; Mn 12-13%; Ni

2-3%. hüdudlarda ola bilir. Manqanin açıq-narıncı rəngdədir. Ərimə temperaturu

9600C, xüsusi çəkisi 8,4q/sm

3-dir.Manqanindən müxtəlif markalı (yumşaq və bərk)

məftillər hazırlayırlar. Yumşaq (yumşaldılmış) məftillərin xüsusi elektrik müqaviməti

: =0,40-0,50 Ommm2/m. Bərk manqanin məftillər üçün: =0,42-0,52 Ommm

2/m.

33

Manqanin məftillərin diametri 0,02 mm-dən 1,0 mm-ə qədər olur və temperatur

əmsalının qiymətinə görə iki (A və B) sinfinə bölünür. A sinfinə aid manqanin məftili

üçün müqaviəmtin temperatur əmsalı =(34)10-5

1/ 0C hüdudunda olmalıdır; B

sinfinə aid məftil üçün isə =6 10-5

1/ 0C. Göründüyü kimi maqaninin elektrik

müqaviməti temperaturdan çox az asılıdır. Bu isə dəqiq elektrik ölçü cihazlarında

müqavimətin qiymətinin sabit saxlanması üçün çox vacibdir. Manqaninin ikinci

üstünlüyü mis ilə birgə işlədikdə termoelektrik hərəkət qüvvəsinin (t.e.h.q.) çox kiçik

olmasıdır: t.e.h.q.= 0,91,0 mkV/dər. Manqaninin məftillərin elektrik xassələrini

sabitləşdirmək üçün onu on saat müddətində 140 0C-də saxladıqdan sonra uzun

müddət otaq temperaturunda soyudurlar, nəticədə ərintinin bircinsli xassəsi yaxşılaşır.

Manqanin üçün ən böyük buraxılan işçi temperatur 2000C-dir, lakin 60

0 C-dən

başlayaraq onun xassələrinin bərpa olunmaz dərəcədə dəyişməsi müşahidə edilir. Ona

görə də manqanin məftillərindən hazırlanmış dəqiq müqavimətləri 600C-dən artıq

qızdırmaq məsləhət görülmür. Çılpaq manqanin məftillərdən başqa, sənayedə emal və

ipək izolyasiyalı, həmçinin emal və birqat ipək izolyasiyalı manqanin dolaq

məftilləri də istehsal edilir.

Konstantan da mis-nikel ərintilərinə aiddir, lakin manqanindən fərqli olaraq, onun

tərkibində nikel daha çoxdur, tərkibi: mis 57-60%, nikel 39-41% və manqan 1-

2%.Konstantanın səciyyəvi xüsusiyyəti-elektrik müqaviməti-nin temperatur

əmsalının çox kiçik olmasıdır. Praktiki olaraq onu sıfra bərabər qəbul edirlər (=0).

Ona görə temperatur dəyişdikdə kanstantanın elektrik müqaviməti dəyişmir, bu isə

ərintinin müsbət cəhətidir.Konstantan gümüşü-ağ rəngdədir, ərimə temperaturu 1270 0C, xüsusi çəkisi 9,9q/sm

3-dir. Konstantandan diametri 0,03 mm-dən 5,0 mm-ə qədər

yumşaq və bərk məftillər hazırlanır.Yumşaq (yumşaldılmış) məftilin əsas xüsusi

elektrik müqaviməti; = 0,45 0,48 Om mm2/m. Bərk məftilin üçün isə = 0,46

0,52 Om mm2/m. Konstantan mis ilə birgə işlədikdə 40 mkV/dər-yə bərabər böyük

termoelektrik hərəkət qüvvəsi (t.e.h.q.) yaradır; bu isə konstantanı dəqiq

müqavimətlərdə və elektrik ölçü cihazlarında işlətməyə imkan vermir.

Reostatlar və termocütlər hazırlamaq üçün konstantan məftil tətbiq edilir.

Qızdırdıqda konstantan və mis məftilərin lehim yeri TEHQ yaradır; bu isə 400 0C-yə

qədər temperaturu ölçməyə imkan verir. Temperatur 400 0C-dən artıq olduqda mis

və konstantan çox oksidləşir.

Sənayedə emal izolyasiyalı konstantan sarğı məftilləri, emal və birqat ipəklə

izolyasiya edilmiş məftillər, həmçinin emal və birqat iplik sarğı ilə izolyasiya

edilmiş məftillər istehsal edilir.

Bəzi hallarda reostatlar, kontakt yayları və digər elektrotexniki məmulatların

hazırlanmasında mis-nikel ərintisi olan neyzilberdən istifadə olunur. Onun tərkibi

18-22 % sink, 13,5-16,5 % nikel (kobaltla) qalan hissəsi isə misdən ibarətdir.

Müxtəlif qarışıqların miqdarı isə 0,9 %-dən çox deyil.

Neyzilber xarici görünüşcə gümüşə oxşayır (adı da onunla izah olunur, almanca

yeni gümüş), yüksək mexaniki xassələrə, plastikliyə malikdir, lakin xüsusi elektrik

34

müqaviməti digər ərintilərə nisbətən azdır. Korroziyaya davamlıgı yüksəkdir.

Tərkibində sinkin miqdarı çox olduğundan konstantana nisbətən qiyməti ucuzdur.

2.6.2.Termocütlər üçün yüksək müqavimətli ərintilər

Bir çox qeyrimetallik materiallar (birinci növbədə, yarımkeçiricilər) termoelektrik

termometriyada müvəffəqiyyətlə istifadə olunması üçün böyük potensiala malikdirlər.

Lakin onların alınma texnologiyası mükəmməl deyil və termocütlərin əksəriyyəti

metal komponentlərdən hazırlanır. Ən çox tətbiq olunan ərintilər aşağıdakılardır:

1) kopel (56 % Cu və 44 % Ni); 2) alümel (95 % Ni, qalanı –Al, Si və Mn); 3) xromel

(90 % Ni və 10 % Cr); 4) platinorodium (90 % Pt və 10 % Rh), 5) konstantan (60 %

Cu və 40 % Cr).

Ərintilərin tərkibinin cüzi dəyişməsi termo-e.h.q.-nin çox dəyişməsinə səbəb olur.

Termocütlərdən aşağıda göstərilən temperaturları ölçmək üçün istifadə olunur:

platinorodium-platindən 1600 0C-ə qədər; mis-konstantan və mis-kopeldən 350

0C-nə

qədər; dəmir-konstantan, dəmir-kopel və xromel-kopeldən 600 0C-yə qədər; xromel-

alümeldən 900-1000 0C-yə qədər.Praktikada tətbiq edilən termocütlər arasında

verilmiş temperatur fərqinə düşən ən yüksək termo-e.h.q.-yə xromel-kopel termocütü

malikdir.Əksər termocütlər yalnız oksidləşdirici mühitdə dayanaqlı işləyir. Uzun

müddət istismar olunduqda term EHQ-nin dəyişməsi baş verə bilər. Bunun nəticə-

sində termocütün stabil iş regimi pozulur; səbəb olaraq termocütə ətraf mühitdən

aşqarların daxil olmasını, oksid komponentlərinin uçuculuğunu, kəskin əyilmələri və

deformasiyaları (bu zaman daxili mexaniki gərginlik yaranır və naqildə fiziki qeyri-

bircinslilik meydana çıxır) göstərmək olar. Göstərilən termocütlər arasında ən yüksək

stabilliyə və dəqiqliyə platinrodium – platin termocütü malikdir. Bu keyfiyyət

materialın kimyəvi inertliyi və onun çox təmiz halda alınmasının mümkünlüyü ilə

izah olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, bəzi yarımkeçirici materiallar da (məsələn, Bi-

Sb-Zn üçqat ərintisi) yüksək termo-e.h.q.-yə malik olduğundan termoelementlər,

termogeneratorlar, soyuducu qurğular və s. hazırlamasında istifadə olunur.

2.6.3. İstiliyə davamlı keçirici ərintilər

Eletkrik qızdırıcı cihazlarda və müqavimət sobalarında tətbiq edilən qızdırıcı

elementlər üçün 800 0C-dən 1200

0C-yə qədər temperaturlarda uzun müddət işləyə

bilən məftil və lentlər tələb olunur. Saf metallar (mis, alümi-nium və s.) həmçinin

ərintilər (manqanin və konstantan) bu məqsəd üçün yaramır, çünki onlar 400 0C-dən

başlayaraq tez oksidləşirlər. Yaranmış oksid örtüyü asanlıqla buxarlanır və metalı

sonrakı oksidləşmədən mühafizə etmir.

Elektrik qızdırıcı cihazlar üçün istiyədavamlı böyük müqavimətli keçirici ərintilər,

yəni yüksək temperaturlarda oksidləşməyə dayanıqlı ərintilər tələb olunur. Bundan

əlavə, həmin ərintilərin müqavimətinin temperatur əmsalının qiyməti kiçik

olmalıdır. Bu tələbləri iki tip ərintilər: nikel (Ni) və xrom (Cr) əsasında hazırlanmış

35

nixrom adlanan ikiqat ərintilər və nikel, xrom və dəmir əsasında hazırlanmış

ferronixrom adlanan üçqat ərintilər ödəyir. Bundan başqa dəmir, xrom və

alüminiumun əsaslı üçqat ərintiləri-fexral, xromal da tətbiq edilir.Bu ərintilər,

tərkibin-dəki komponentlərin müxtəlif miqdarda

olması ilə bir-birindən fərqlənir.

Bu ərintiləri qızdırdıqda onların səthində xrom-3 oksiddən (Cr2O3) və nikel –2

oksiddən (NiO) ibarət mühafizə pərdəsi yaranır. Həmin pərdə yüksək temperaturlara

(900-1200 0C) çox dayanıqlıdır və ərintiləri havanın oksigeni ilə birləşməsindən

mühafizə edir. İstiyədavamlı ərintilərdən hazırlanmış məftil və lentlər bu sabəbə görə

uzun müddət işləyir.

Ərinti markalarında hərflər ərintinin əsas hissəsini göstərir: xrom (X), nikel (H),

alüminium (Al) və titan (Ti). müvafiq hərfdən sonra gələn rəqəm metalın ərintidə

olan miqdarını (orta hesabla) göstərir. Əsas komponentlərdən əlavə istiliyədavamlı

ərintilərin tərkibinə karbon (0,06-0,15%), silisium (0,5-1,2%), manqan (0,7-1,5%),

fosfor (0,35%) və kükürd (0,03%) daxildir Kükürd, fosfor və karbon zərərli

qarışıqlardır, çünki onlar ərintilərin kövrəkliyini artırır.Əintilərdə nikelin,

alüminiumun və xüsusən xromun olması onların istiliyədavamlılığını (900-12000C)

təmin edir. Bundan başqa, həmin komponentlər üçün tələb edilən xüsusi müqavimətin

temperatur əmsalı azalır. Tərkibində xrom 30%-dən çox olarsa, ərintilər çox kövrək

və bərk olur. Nazik məftillər, (diametri 0,01 mm) tərkibində 20%--dən çox xrom

olmayan ərintilərdən hazırlanır. Diametri 0,2 mm-dən böyük olan məftillər və

qalınlığı 0,2 mm və daha artıq olan lentlər qalan markalı ərintilərdən hazırlanır.

Dəmir qatılmış fexral və xromal ərintiləri ucuz başa gəlir, lakin bir neçə dəfə

qızdırdıqdan sonra bu ərintilərdə kövrəkliyin kəskin artması müşahidə edilir. Buna

görə fexraldan və xromaldan hazırlanmış, məftillər elektrik qızdırıcı cihazlarda

işlədikdən sonra, soyuq halda deformasiya (təmir vaxtı) olunmalıdır. Belə ərintilərdən

hazırlanmış məftilləri birləşdirmək üçün onu qızdırmaq(300-4000C)

lazımdır.Qızdırıcı elementlərin buraxıla bilən tempe-raturun böyük qiyməti, 800-850 0C, xromal üçün 1000-1200

0C-dir. Böyük qalınlıqlı məftil və lent üçün daha yüksək

temperaturlar mümkündür..

Nixromdan hazırlanmış qızdırıcı elementlər plastikliyini və mexaniki

möhkəmliyini dəyişmədən 900-1100 0C temperaturda uzun müddət işləyə bilər. Lakin

onlar ancaq sabit rejimdə etibarlı işləyir. Elementləri tez-tez açıb qoşduqda nixrom

məftillərin temperaturu birdən çox aşağı düşür, nəti-cədə səthlərindəki mühafizə

örtüyü çatlaya bilər. Bu isə hava oksigeninin nixrom səthinə keçməsinə, onun

oksidləşməsinə və dağılmasına səbəb olur.Nixromlar – dəmir əsaslı ərintilərdir.

Onların tərkibində növündən asılı olaraq 15-25 % xrom, 55-78 % nikel, 1,5 %

manqan olur. Nixromların havada, yüksək temperaturda dayanıqlığı bu ərintilərin və

onların oksidlərinin xətti genişlənmə əmsallarının qiymətlərinin yaxın olması ilə

əlaqədardır. Onlardan əsasən elektrik qızdırıcı elementlər hazırlamasında istifadə

olunur. Oksigensiz mühitdə bu elementlərin iş müddəti çox olur. Nixromlar yüksək

texnoloji xassələrə malik olub asanlıqla dartılaraq nazik məftilə və ya lentə çevrilə

36

bilirlər. Tərkibində nikelin miqdarının çox olması onların qiymətini artırır və tətbiq

sahəsini məhdudlaşdırır.

2.7.Qeyri-metal keçirici materiallar

Metallar və metal ərintilərlə yanaşı kontakt, rezistiv və cərəyankeçirici elementlər

kimi kompozisiya materialları, bəzi oksidlərdən və karbonun keçirici

modifikasiyalarından da geniş istifadə olunur.

Karbonlu materiallar. Bərk qeyri metal keçirici materiallar arasında

elektrotexnikada ən çox tətbiq olunan material təmiz karbonun allotropik forması

olan qrafitdir. Qrafit yüksək elektrik keçiriciliyinə, kimyəvi aqressiv mühitlərə və

yüksək istiliyə davamlığa, yaxşı mexaniki emal olunma qabiliyyətinə malikdir.

Elektriki karbon (kömür) məmulatları almaq üçün təbii qrafitdən, antrasitdən və

pirolitik karbondan istifadə olunur.

Karbonun xırda dispersiya növü hisdir. Onu karbon tərkibli maddələrin natamam

yanması və ya termiki parçalanması nəticəsində alırlar. Əlaqə-ləndirici maddəyə

əlavə edildikdə his struktur yaratmağa meyl edir.Qrafitdən yarımkeçiricilər

texnologiyasında qızdırıcılar, ekranlar, tiqellər və s. məmulatlar hazırlanmasında

istifadə olunur.Vakuumda və ya mühafizə mühitində qrafit məmulatları 2500 0C-yə

kimi istismar edilə bilərlər.Qrafitin xüsusi modifikasiyası şüşə-karbondur. Şüşə-

karbon adi qrafitdən yüksək kimyəvi davamlığı ilə fərqlənir.

Eletkrik kömür materialları və məmulatları.- Elektrik-kömür materialından

elektrik maşınları üçün fırçalar, elektrik sobaları üçün elektrodlar, kontakt hissələri,

yüksəkomlu kömür müqavimətləri və bəzi başqa məmulatlar hazırlanır. Elektrik-

kömürü, karbonlu materiallar qatışıığından hazırlayırlar. Karbonlu materiallara təbii

qrafit, neft və kömür koksu, qurum, antrasit və ağac kömürü aiddir. Elektrik-kömür

məmulatlarının tərkibinə karbonlu materiallardan başqa, metal (mis, qurğuşun, qalay

və s.) tozları da daxildir. Metal tozlarını, böyük cərəyan sıxlığında işləmək üçün təyin

olunan və kontakt hissələri hazırlamasında tətbiq edirlər.

Elektrik-kömür məmulatlarınndan ən geniş tətbiq olunan elektrik fırçalarıdır;

onları çox vaxt sadəcə olaraq fırça adlandırırlar.

Son zamanlar tətbiq edilən kömür – elektrik fırçaları dörd əsas qrupa bölünür:

qrafit, kömür-qrafit, metal-qrafit və elektroqrafitlənmiş.

Qrafit fırçalar əlaqələndirici tətbiq etməklə (yumşaq çeşidlər) və

etməməklə təbii qrafitdən hazırlanır.Qrafit fırçalar yumşaqdır və işlədikdə

çox az səs salır. Qrafit fırçalarının xüsusi elektrik müqaviməti 1540 Ommm2/m,

yüksəkomlularınkı isə 200 1000 Om mm2/m hədlərində dəyişir.Yüksəkomlu qrafit

fırçaları yüksək gərginlik maşınlarında tətbiq edilir. Qrafit açarların qalın çeşidləri

başlıca olaraq, kiçik və orta güclü sabit cərəyan maşınlarfında tətbiq edilir. Təbii

qrafit fırçalar həmçinin polad halqaları olan sürətli turbogeneratorlarda tətbiq edilir.

Kömür-qrafit fırçaları, başqa karbonlu materiallar (qurum, koks) və əlaqə-ləndirici

maddələr (qətranlar, külçələr) daxil etməklə qrafitdən hazırlanır.

37

Kömür-qrafit fırçalar yüksək bərkliyə və mexaniki möhkəmliyə malikdir. Onlar

müəyyən abrazivliyə malikdir, yəni çirklənmiş (dartı elektrik mühərrikləri və s.)

kollektorlar və halqalar üzərindəki oksid pərdələrinin özləri təmizləyə bilir. Fırçaların

xüsusi müqaviməti 20÷70 Om. mm2/m, cərəyanın buraxıla-bilən verilən sıxlığı isə

7÷12 2/A sm -dir.

Orta bərkliyə malik kömür-qrafit fırçalar kiçik və orta güclü generatorlarda və

elektrik mühərriklərində tətbiq edilir. Yüksək bərkliyə malik fırçalar isə təkan verən

yükü olan elektrik maşınlarında tətbiq edirlər.

Metal-qrafit fırçaları, qrafit və mis tozlarından hazırlayırlar. Onlardan bəzilərinə

qurğuşun, qalay və cümüş tozları da daxil edirlər. Buraxılabilən cərəyan sıxlığı böyük

olan fırçalarda misin miqdarı 80-90%-ə çatır. Beləliklə fırçaların xüsusi elektrik

müqavimətinin qiymətinin azaldılması və gərginliyin az düşməsi əldə edilir.Metal-

qrafit fırçalarını avtomobil və aviasiya generatorlarında, elektrik mühərriklərində,

habelə sinxron maşın-larda və alçaldılmış gərginlikləri olan dartqı maşınlarında tətbiq

edirlər.

Elektroqrafitlənmiş fırçaları, əlaqələndirici maddə daxil etməklə qrafit və başqa

karbonlu material (koks, qurum) tozlarından hazırlayırlar. Bu qrup fırçaların xüsusi

elektrik müqaviməti 9-40 Om mm2/m-ə bərabərdir. Onlar orta və böyük güclü

elektrik maşınlarında, yükü dəyişən və cərəyan kommutasiyasının ağır şəraitində

işləyən maşınlarda, dartı elektrik mühərriklərində və polad halqalı sürətli elektrik

maşınlarında tətbiq edilir. Bu qrup fırçaların elektrotexnikada tətbiq sahəsi çox

genişdir.

Elektrik–kömür məmulatlarından qövs sobaları və elektroliz vannaları üçün

elektrodlar, qaynaq elektrodlarını, civəli düzləndiricilər üçün anodlar, elektrik

kontaktlarını və elektrovozların, trolleybusların cərəyanqəbuledici qurğuları üçün

kontakt hissələri hazırlanır. Elektrik-kömür elektrodları elektrik qövslərin təsirinə çox

davamlıdır. Onlar yanmır, ərimir və qövsün 38000C-yə yaxın temperaturunda çox zəif

oksidləşir. Elektrodların xüsusi elektrik müqaviməti 9-14 Om mm2/m və 42-55 Om

mm2/m (kömür –qrafit elektrodlar) həddində olur.Elektrik-kömür kontaktlarını, mis-

qrafitdən və gümüşqrafitdən ibarət elektrik kömürü kütləsindən hazırlayırlar.

Baxılan məmulatlardan əlavə, texnikada bir sıra başqa növ elektrik–kömür

məmulatlarından istifadə olunur. (elektrik işıqlandırma kömürləri, mikrofon tozları,

sürüşmə yastıqları və b.).

Kompozisiya keçirici materialları. Kompozisiya materialları keçirici faza ilə

dielektrik əlaqələndiricinin mexaniki qarışığıdır. Komponentlərin tərkibini və

paylanma xarakterini dəyişdirməklə bu materialların elektrik xassələrini geniş

hədlərdə idarə etmək olar. Kompozisiya materiallarının xarakterik xüsusiyyəti onların

keçiriciliyinin tezlikdən asılılığı və uzun müddətli iş rejimində köhnəlməsidir.Keçirici

faza komponenti kimi metallar, qrafit, his, bəzi oksidlər və karbiddən istifadə olunur.

Əlaqələndirici maddə kimi üzvi və qeyri-üzvi dielektriklərdən istifadə etmək olar.

Kompozisiya keçirici materialları kimi kontaktollar və kermetlər daha çox əhəmiyyət

kəsb edir.

38

Kontaktollar özlülüyü az olan, pastayabənzər polimer kompozisiyalardır. Onlardan

cərəyankeçirən yapışqan, rəngləyici, örtük və emal kimi istifadə olunur.

Əlaqələndirici kimi onlarda müxtəlif sintetik qətranlar (epoksid, fenol-formaldehid,

silisium-üzvi və s.), cərəyankeçirən faza kimi xırda dispersli metal ovuntular (gümüş,

nikel, palladium) istifadə olunur. Kontaktollardan metallar arasında, metallar və

yarımkeçiricillər arasında kontaktlar, dielektriklərdə isə elektrodlar yaratmaq, otaqları

və cihazları kənar təsirlərdən ekranlaşdırmaq və s. üçün istifadə olunur.

Kermetlər qeyri-üzvi əlaqəndirici yapışqanla hazırlanmış metal-dielektrik

kompozisiyadır. Onlardan nazik plyonkalı rezistorlar hazırlanmasında istifadə olunur.

Kermet plyonkaların əsas üstünlüyü onların xüsusi müqavimətinin geniş həddə

dəyişməsidir. Cr-SiO mikrokompozisiyası daha geniş yayılmışdır. Qalın plyonkalı

mikrosxemlərdə palladium və gümüş ilə şüşə kompozisiyası əsasında alınan

rezistorlardan istifadə olunur.

Oksid əsaslı keçirici materiallar. Normal şəraitdə metal oksidlərin əksəriyyəti yaxşı

dielektrikdir. Lakin natamam oksidləşmədə, həmçinin bəzi qarışıqlar əlavə edildikdə

oksidlərin keçiriciliyi kəskin artır. Bu çur materiallardan kontakt və rezistiv təbəqə

kimi istifadə etmək olar. Qalay oksidi daha çox praktiki əhəmiyyətə malikdir. Ondan

radioelektronikada nazik plyonka şəklində istifadə olunur. SnO2 oksid plyonkası

keramik və ya şüşə altlığa möhkəm birləşməsi ilə fərqlənir. Birləşmə möhkəmliyi 20

MPa-ya çatır ki, bu da metal plyonkalarda olduğundan çoxdur. Plyonkaların xüsusi

müqaviməti 10-5

Omm həddində olur. Bu plyonkalar kimyəvi mühitlərin çoxuna qarşı

davamlıdır. Optik şəffaflığının və elektrik keçiriciliyinin yüksək olması qalay 2-

oksiddən elektrovakuum cihazlarının şüşə balonlarının daxili təbəqələrində,

lyüminessent kondensatorların və maye kristal indikatorların elektrodlarında

və s. cihazlarda keçirici örtük kimi istifadə etməyə imkan verir.

Elektrolitlər - həll etdikdə və ya əritdikdə elektrik cərəyanını keçirən maddələrdir.

Keçən əsrin ortalarında ingilis alimi Faradey məhlulların elektrik keçiriciliyini öyrə-

nərək müəyyən etmişdir ki, duzların, turşuların və qələvilərin məhlulu elektrik cərə-

yanın keçirir. Üzvi maddələrin, məsələn, şəkər, spirt və s. məhlulları isa cərəyanı

keçirmir. Məhlulu və ya ərintisi elektrik cərəyanını keçirən maddələri Faradey

elektrolitlər, keçirməyən maddələri isə qeyri-elektrolitlər adlandırmışdır. Beləliklə,

suda məhlulları və ya ərintiləri elektrik cərəyanını keçirməyən maddələr qeyri-

elektrolitlər adlanır. Elektrik cərəyanı verildikdə müsbət və mənfi yüklərin hərəkəti

baş verir, onlar özünü birinci növ keçirici olan hərəkət edən elektron qazına oxşadır.

Elektrolitlərdə elektrik cərəyanının daşıyıcısı ionlardır. Məhlulda cərəyan daşıyıcısı

ionlar olduğundan, daha çox ion əmələ gətirən, başqa sözlə, öz ionlarına daha yaxşı

dissosiasiya edən elektrolitlərin məhlulları elektrik cərəyanın daha yaxşı keçirir.

Elektrolitləri suda həll etdikdə və ya əritdikdə ionlara ayrılması prosesinə elektrolitik

dissosiasiya deyilir. Bəzi elektrolitlər praktik olaraq ionlarına tam dissosiasiya etdiyi

halda, bəziləri az dissosiasiyaya uğrayır. Elektrolitlərin dissosiasiya prosesinin

kəmiyyət xarakteristikası elektrolitik dissosiasiya dərəcəsi, elektrolitik dissosiasiya

sabiti, izotonik əmsal və s.-dən ibarətdir. Elektrolitik dissosiasiya dərəcəsi ionlarına

39

ayrılmış molekullar sayının məhlulda həll olmuş maddə molekullarınını ümumi

sayına olan nisbəti ilə xarakterizə olunur:

Dissosiasiya dərəcəsinini qiymətinə görə elektrolitləri üç qrupa bölürlər:

1. Zəif elektrolitlər - dissosiasiya dərəcəsi 3 %-dən az olur: NH4OH, H2CO3, H2S

2. Orta qüvvətli elektrolitlər - dissosiasiya dərəcəsi 3-30 % arasında olur:

Mg(OH), H3PO4

3. Qüvvətli elektrolitlər - dissosiasiya dərəcəsi 30 %-dən böyük olur:

LiOH, Ca(OH), H2SO4

Dissosiasiya dərəcəsinə rabitənin təbiəti, həlledicinin təbiəti, məhlulun qatılığı,

temperatur və ionların qatılığı təsir göstərir.Elektrolitik dissosiasiya sabiti isə

məhluldakı ionların qatılıqları hasilinin molekulların qatılığına nisbəti ilə müəyyən

edilir.İzotonik əmsal (Vant-Hoff əmsalı) ionların və dissosiasiya etməmiş

molekulların ümumi sayının elektrolitin ilkin molekullar sayına olan nisbəti ilə

xarakterizə olunur.Elektrolitlər yalnız məhlulda, onlardan bir neçəsi isə əritdikdə

elektrik cərəyanını keçirir. Kristallik (bərk) halda onlar elektrik cərəyanını çox pis

keçirir və ya heç keçirmir. Tipik elektrolitlərə misal olaraq natrium-xloridi göstərmək

olar. Elektrolitlərə turşular, əsaslar və duzlar aiddir. Elektrolitlər elektroliz və bir sıra

kimyəvi sintezləri aparmaq üçün mühit rolunu oynayır.

2.8. Kontakt materialları

Elektrotexniki qurğuların cərəyankeçirən hissələrinin toxunan səthi və bu

toxunmanı təmin edən konstruktiv qurğular elektrik kontaktı adlanır.İş prinsi-pinə

görə kontaktlar tərpənməz, ayırıcı və sürüşmə kontaktlarına bölünür.

Tərpənməz kontaktlara tam metal (qaynaq və ya lehimlənmiş) və sıxac (boltlu,

vintli) birləşmələri aiddir. Tam metal birləşmələr mexaniki möhkəmliyi təmin

etməklə yanaşı kiçik keçid müqavimətinə malik stabil elektrik kontaktını təmin

etməlidir. Sıxac kontaktlarının keyfiyyəti əsasən kontakt təzyiqi və materialın plastik

deformasiya qabiliyyəti ilə müəyyən edilir. Bununla əlaqədar olaraq bu cür kontakt

səthləri yumşaq, korroziyayadavamlı metallarla (qalay, gümüş, kadmium və s.)

örtülür.

Ayırıcı kontaktlar elektrik dövrəsinin periodik olaraq açılmasını və qapanmasını

təmin edir. Onlara korroziyaya, qaynağa, elektrik eroziyasına, sıxılma və zərbə

yüklərinə davamlığa, yüksək keçiricilik və istilik xassələrinə, yaxşı texnoloji

qabiliyyətə malik olmaq kimi ciddi tələblər qoyulur.Kontakt materialları kimi alçaq

cərəyanlı ayırıcı kontaktlar üçün təmiz, çətin əriyən metallarla (volfram, molibden)

yanaşı nəcib metallar (platin, qızıl, gümüş), onların əsasında müxtəlif ərintilər

(gümüş-qızıl,platin-rutenium, platin-rodium) və metal-keramik kompozisiyalar

(məsələn,Ag-CdO) tətbiq edilir.

Yüksək cərəyanlı ayırıcı kontaktlar adətən ovuntu metallurgiyası ilə alınmış metal-

keramik materiallardan hazırlanır. Onların tərkibində mis və gümüş əsaslı

kompozisiyalar (gümüş-kadmium oksidi, gümüş-mis oksidi, mis-qrafit, gümüş-nikel,

40

gümüş-qrafit) olur. Üçqat kompozisiyalardan da (gümüş-nikel-qrafit, gümüş-volfram-

nikel, mis-volfram-nikel) istifadə olunur.

Sürüşən kontaktlar əlavə olaraq sürtünmə yüklərinə qarşı davamlı olmalıdır. Hər iki

kontakt eyni materialdan hazırlandıqda və kontakt cütü düzgün seçilmədikdə

sürtünmə yükünün qiyməti çox olur. Metal və qrafit tərkibli materiallardan

hazırlanmış kontakt cütləri daha yüksək keyfiyyətlərə malikdir. Qrafit və qrafit əsaslı

materiallar kiçik sürtünmə əmsalına və yüksək qövsyaranma gərginliyinə malikdir,

ona görə də bu kontaktların qığılcımdan yeyilməsi cüzidir. Bundan başqa qrafitin

səthində oksid plyonkası yaranmır və kontakt xətti volt-amper xarakteristikasına

malik olur.Sürüşən kontaktların hazırlanması üçün keçirici tuncdan və bürüncdən

istifadə olunur. Kollektor lövhələri hazırlamaq üçün çox vaxt bərk misdən, gümüş

qarışıqlı misdən və digər materiallardan istifadə olunur.

2.9.Lehimlər və flüslər

Elektrik aparatlarında, maşınlarında və elektrotexniki qurğularında müxtəlif

cərəyandaşıyan metal hissələrin və məftillərin birləşdirilməsi zəruriyyəti meydana

çıxır. Bu cür birləşdirilmələri sıxaclar vasitəsi ilə də yaratmaq olar, lakin bu halda

birləşmələr etibarlı olmur və asan qırılır. Onların xarakterik xüsusiyyəti ondan

ibarətdir ki, birləşmə yerlərinin eletkrik müqaviməti birləşdirilən metal hissələrin

elektrik müqavimətindən daha yüksək olur. Keçirici metal hissələr, adətən, lehimləmə

və ya qaynaqlama ilə birləşdirir. Lehimləmə, metalları qızdırmaqla yaranan ərintilərlə

birləşdirilmə prosesidir; bu ərintilər lehimlər adını almışdır. Lehimlərin ərimə

temperaturu birləşdirilən metalların ərimə temperaturundan aşağı olmalıdır. Ərimiş

lehim birləşdirilən metallar arasındakı fəzanı doldurur, bu halda metalların özləri

ərimir, lakin qismən də olsa birləşdirilən metalların qarşılıqlı həll olması baş verir.

Lehimlərin ərimə temperaturundan asılı olaraq onlar bərk və yumşaq lehimlərə

bölünür. Yumşaq lehimlərin ərimə temperaturu 450 0C-yə qədər, bərklərinki isə 450

0C-dən yuxarıdır. Lehimləri hazırlamaq üçün müxtəlif əlvan metalların ərintiləri

tətbiq edilir. Bəzi metal qarışıqları lehimlərin keyfiyyətinə böyük təsir göstərir.

Məsələn, alüminium və sink qarışığı (0,01% miqdarında) qalay-qurğuşun lehimləri-

nin dənəvər olmasına səbəb olur, qırmızı közərmədə lehimləmə yerlərində çatlar

əmələ gətirir və bununla da birləşdirilən materialların birləşməsini pisləşdirir.

Yumşaq lehimlər qırılmaya qarşı bərklərdən az mexaniki möhkəmliyə malikdir.

Praktikada həm yumşaq, həm də bərk lehimlər geniş istifadə edilir.Bərk lehim olaraq

mis və sink, gümüş, alüminium, və silisium ərintiləri tətbiq edilir. Lehimləri külçə,

çubuq, mil və borucuqlar şəklində hazırlayırlar. Borucuqlarda kanifol flüsündən içlik

vardır, içlik, lehimlənən yeri qabaqca flüsləndirmədən lehimləmə aparmağa imkan

verir.

Lehimləmədə birləşmənin yaxşı olmasının zəruri şərti, birləşdirilən hissələrinin

təmizliyindən ibarətdir; bu da flüs adını almış maddələrlə əldə edilir. Flüsün vəzifəsi

hissələrın səthlərindən oksidləri kənar etmək və birləşdirilən metalları oksidləşmədən

41

qorumaqdır. Yumşaq lehimlərlə lehimləmədə flüs kimi kanifoldan (açıq rəngli

çeşidlər), (25 hissə kanifolun 75 hissə etil spirtində məhlulu, sink-xloridin sulu

məhlulu 35-50%) geniş istifadə edilir. Bərk lehimlərlə lehimlədikdə gözərdilmiş

buradan (mis və mis-sink lehimlərlə lehimlədikdə) və ya kalium-flüoriddən (10

hissə), sink-xloriddən (8 hissə), litium-xloriddən (32 hissə), kalium -xloriddən (50

hissə) ibarət flüsdən istifadə edirlər. Bu flüs, alüminium məftilləri və hissələri

alüminium lehimləri ilə lehimləmək üçün tətbiq olunur.

Materialların korroziyasına yol verməmək üçün lehimləmədən sonra flüsün

qalıqları kənar edilməlidir.

Aktiv və ya turşulu flüslər. Onlar aktiv maddələrin: xlorid turşusu, metalların xlor və

flüor birləşmələri və s. əsasında hazırlanır. Bu flüslər metalın səthində oksid

plyonkasını intensiv həll edir, nəticədə adgeziya yaxşılaşır və lehimin möhkəmliyi

artır. Lehimdən sonra flüsün qalığı lehim yerinin intensiv korroziyasına səbəb olur.

Bu flüslər flüs qalığının tamamilə yuyulması və kənar edilməsi mümkün olan halda

tətbiq edilir. Elektrik və radio cihazlarında aktiv flüslərin tətbiqinə yol verilmir.

Turşusuz flüslər. Bu flüslərə kanifol və onun əsasında qeyri aktiv maddələr (spirt,

qliserin) əlavə edilməklə alınan birləşmələr aiddir.

Aktivləşdirilmiş flüslər. Bu flüslərə kanifol və aktivləşdiricilər – az miqdarda xlor

turşulu və ya fosfor turşulu anilin, xlor turşulu distilamin və s. əlavə edilməklə

kanifol əsasında hazırlanan flüslər aiddir. Bəzi aktivləşdirilmiş flüslərin yüksək

aktivliyi yağsızlaşdırılma apardıqdan sonra oksidləri kənar etmədən lehimləməyə

imkan verir.

Antikorroziya flüsləri. Bu flüslər müxtəlif uzvi birləşmələr və həlledicilər əlavə

edilməklə fosfor turşusu əsasında, həmçinin üzvü turşular əsasında hazırlanır. Flüsün

qalığı korroziya yaratmır.

42

3. YARIMKEÇİRİCİ MATERİALLAR

3.1 Məxsusi və aşqar keçiriciliyə malik yarımkeçiricilər

Yarımkeçiricilər - elektrik keçiriciliyinə görə metal və dielektriklər arasında olan

maddələrdir. Metalların elektrik keçiriciliyi 10410

6 Om

-1sm

-1 tərtibində,

dielektriklərinki 10-10

Om-1sm

-1-dən az, yarımkeçiriciliyinki isə 10

-1010

4 Om

-1sm

-1

intervalında olur. Metallardan fərqli olaraq, yarımkeçirici-lərin elektrik keçiriciliyi

( ) temperaturdan və xarici təsirlərdən (məsələn, işıq və ya müxtəlif zərrəciklər seli

ilə şüalandırmadan) kəskin asılıdır. Sadə yarımkeçiricidə temperatur artdıqca

eksponensial qanunauyğunluqla artır, metallarda isə yüksək temperatur oblastında

temperaturla tərs mütənasib dəyişir.Yarımkeçiricilər XIX əsrin ikinci yarısından

məlum olmasına baxmayaraq, yarımkeçiricilər fizikası, kvant mexanikasının və zona

(zolaq) nəzəriyəsinin yaranmasından sonra sürətlə inkişaf etməyə başladı.

Yarımkeçiricilərdən geniş yayılmışları Ge və Si-dir. Ge və Si üçün qadağan

olunmuş zonanın eni T=0-da uyğun olaraq, Eg=0,78 eV və Eg=1,21 eV-dur,

temperatur artdıqca Eg cüzi azalır. Ən ağır yarımkeçiricilər Se və Te-dur. İkinci və

üçüncü qrup birləşmələrin də yarımkeçirici xassələrinə malik olduğu aşkara

çıxarılmışdır. Məs., AIII

BV (ZnSb, GaAs, GaSb, GaP), A

IIB

VI (ZnSe, CdTe, HgTe,

HgSe), qurğuşunun halkogenidləri (PbTe, PbSe,PbS), şüşəyəbənzər, amorf və üzvi

yarımkeçirici da məlumdur. Yarımkeçiricilər müasir elektrotexnikada,

radiotexnikada, optikada və s.tətbiq olunur.

Yarımkeçiricinin fiziki xassələri, kənar atomların-aşqarların təbiətindən və

konsentrasiyasından kəskin asılıdır (xüsusilə aşağı temperaturlarda). Aşqarlar və

digər defektlər real kristallarda həmişə mövcuddur. Tələb olunan xassəli

yarımkeçirici almaq üçün monokristal əvvəlcə aşqarlardan təmizlənir, sonra isə

kristala müəyyən aşqarlar vurulur - legirlənir. Aşqar atomları qadağan olunmuş

zonada diskret enerji səviyyələri yaradır. Aşqarlar əsasən iki növdür: donorlar və

akseptorlar. Keçirici zonanın aşağı hissəsinə yaxın diskret səviyyələr əmələ gətirən

aşqarlar donor, valent zonasının yuxarısına yaxın diskret səviyyələr əmələ gətirən

aşqarlara isə akseptor deyilir (şək.3.8).

Ge və Si kristalında Sb, As elementləri donor, Zn, Ga elementləri isə akseptor

səviyyələri yaradır. Məs., Ge kristalında hər bir atom dörd yaxın qonşu ilə kovalent

rabitə yaradır. Ge atomlarından biri beş valent elektronu olan Sb atomu ilə əvəz

olunduqda, rabitədən artıq qalan beşinci elektron aşqar atomu ilə çox zəif rabitədə

olur və istiliyin təsiri ilə sərbəstləşə bilir, yəni keçirici zonaya keçir və keçiricilikdə

iştirak edir (elektronun donor aşqar atomu ilə rabitə enerjisi Eg=0,01eV). Akseptor

aşqarları isə asanlıqla valent zonasından elektron qəbul edir və deşik yaradır.

43

Şək.3.3. Aşqarlı yarımkeçiricinin enerji sxemi. Nd, Na donor və akseptorların

konsentrasiyaları, Ed və Ea isə aktivləşmə enerjiləridir

Donor aşqarları olan yarımkeçiricinin elektrik keçiriciliyi aşağı temperaturlarda

(məxsusi keçiricilik başlamamış) yalnız elektronlarla, akseptorlu yarımkeçiricidə isə

deşiklərlə təyin olunur. Odur ki, donorlu yarımkeçirici elektron və ya n tip,

akseptorlu yarımkeçirici isə deşik və ya p tip yarımkeçirici adlanır.

3.2. Yarmıkeçirici materialların təsnifatı

Yarımkeçirici xassələrə bir sıra təbii və süni üzvi və qeyri-üzvi, tərkibinə görə və

mürəkkəb olan materiallar aiddir

Kimyəvi təbiətlərinə görə yarımkeçirici materialları aşağıdakı dörd əsas qrupa

bölmək olar:

1.Bir elementin atomlarından və molekullarından qurulmuş kristallik

yarmıkeçirici materiallar. Belə materiallar, hal-hazırda geniş istifadə olunan

germanium (Ge), silisium (Si), selen (Se), silisium-karbid (SiC) və əsas materiallara

aktiv aşqar kimi daxil edilə bilən biratomlu maddələr: fosfor (P), arsen (As), bor (B),

qalay (Sn), indium (İn), qalliumdan (Ga) ibarətdir.

2.Yarmıkeçirici kristallik oksid materiallar, onlardan əsasları mis bir-oksid

(Cu2O), sink-oksid (ZnO), kadmium iki-oksid (CdO), titan dörd-oksid (TiO2), nikel

iki-oksid (NiO) və s.-dir. Barium-titanat, stronsium, sink və az miqdarda müxtəlif

əlavələri olan başqa qeyri-üzvi bərləşmələr əsasında hazırlanan materiallar da bu

qrupa daxildir.

3.Mendeleyevin dövri elementlər sisteminin üçüncü və beşinci qrupları

atomlarının birləşmələri əsasında olan kristallik yarmıkeçirici materiallar. Bu qrup

materiallarını AIII

BV ümumi formulu ilə işarə etmək olar; burada hərflər atomları,

Roma rəqəmləri isə qrupun nömrəsini göstərir. Bu cür materiallara misal olaraq

indiumun (İn),qalliumun (Ga) və alüminiumun (Al) antimonidlərindən,yəni

stibiumun-Sb indium,qallium və alüminium ilə olan birləşmələri göstərmək olar.

Onlar intermetal birləşmələr adını almışdır.

44

4.Bir tərəfdən kükürd (S), selen (Se) və tellur (Te), o biri tərəfdən mis (Cu),

kadmium (Cd) və qurğuşunun (Pb) birləşmələri əsasında olan kristal-lik

yarmıkeçirici maddələr olub, sulfidlər, selenidlər və telluridlər adlanır.

Üzvi yarmıkeçiricilərə folosianin, aktrasin, naftalin, koronel və s. aiddir.

Bundan başqa, yuxarıda göstərildiyi kimi, yarmıkeçirici materialların hamısını

kristallik quruluşa görə də iki qrupa bölünə bilər. Bəzi materiallar tək-tək böyük

kristallar (monokristallar) şəklində olur. Bu kristallardan düzləndiricilərdə,

gücləndiricilərdə, fotoelementlərdə istifadə etmək üçün kristaldan müəyyən

istiqamətlərində müxtəlif ölçülərdə lövhələr kəsirlər. Bu cür materiallar monokristal

yarmıkeçiricilər qrupunu təşkil edir. Ən çox yayılmış monokristal materiaallar

germanium və silisiumdur.Silisium-karbiddən (SiC) də monokristallar hazırlamaq

üsulları işlənmişdir. İntermetal birləşmələrin monokristalları da həmçinin hazırlanır.

Başqa yarmıkeçirici materiallar, nizamsız halda bir-biri ilə yapışmış çoxlu miqdarda

xırda kristalcıqların qatışığından ibarətdir. Belə materiallara polikristal materiallar

deyilir. Polikristal yarmıkeçiricilərə eləcə də silisium-karbid, habelə də keramika

texnologiyası üsulları ilə müxtəlif oksidlərdən hazırlanan materiallar aiddır.

3.3 Sadə yarımkeçirici materiallar

Germanium (Ge),elementlərin dövri cədvəlində dördüncü qrupun elementi

olub, rəngi açıq gümüşüdür. Germaniumun ərimə temperaturu 958,50C-dir.

Təbiətdə ona tez-tez, lakin olduqca az miqdarda rast gəlinir. Germanium sink

filizlərində və müxtəlif kömürlərin küllərinin tərkibində tapılmışdır. Germaniumun

alınmasının əsas mənbəyi kömürlərin külü və metallurgiya zavodlarının

tullantılarıdır. Zavodlarda bir sıra kimyəvi əməliyyatlar nəticəsində alınan

germanium külçəsi, ondan yarmıkeçirici cihazları hazırlamaq üçün hələ yararlı

maddə deyildir. Onun tərkibində həll olmayan qarışıqlar olur; hələ monrkristal deyil

və ona elektrikeçirmənin lazımi növünü müəyyənləşdirən aşqar daxil

edilməmişdir.Külçəni həll olmayan qarışıqlardan təmizləmək üçün zona əritmə üsulu

tətbiq edilir.

Təmizlənmiş germaniumda aşqarların miqdarı 510-9

%-dən çox

olmamalıdır.Monokristal germanium almaq üçün onu vakuumda, yaxud da inertli

qaz mühitində əridirlər. n-yaxud da p-tipli elektrik keçiriciliyə malik germanium

almaq üçün təmizlənmiş germanium ərintisinə donor yaxud akseptor aşqarını əlavə

edirlər. Sonra ərintidən müəyyən üsulla monkristal germanium alırlar.Germaniumun

sıxlığı 5322 kq/m3, ərimə temperaturu 937,2

0C-dir. Təmiz, aşqarlanmamış

germanium üçün 0,5 Om.m,

= 16,3-dür. Aşqarlanmış n-tip eletkrik keçiriciliyinə malik germaniumun üçün =

0,07 0,5 Om.m. p-tip elektrik keçiriciliyinə malik germaniumun

= 0,01 0,45 Om.m. Bütün növ germaniumun yüksək bərkliyə, kövrəkliyə və asan

nəmlənmə qabiliyyətinə malikdir.

45

Silisium (Si) təbiətdə geniş yayılmışdır. Silisium da germanium kimi,

Mendeleuevin cədvəlində dördüncü qrupun elementi olub kristallik (kub) quruluşu

vardır. Cilalanmış silisiumun metal parıltısı olur, ərimə temperaturu

germaniumunkundan xeyli yüksəkdir (1420 0C).Kimyəvi təmiz silisiumun haloid

birləşmələrindən (SiCl4; SiJ4) və ya silandan (SiH4) alınır. Silisium monokristallarını

(germaniumunku kimi) ərintidən çəkmə üsulu ilə alınır.

Silisium da germanium kimi kövrək olur. Təmizlənmiş, aşqarlanmamış silisium

əsas xarakteristikaları belədir: sıxlığı 2320 kq/m3, ərimə temperaturu 1420

0C, =

11,7.Aşqarlanmış n-tip elektrik keçiriciliyinə malik silisiumun = 0,05 12 Om.m.

p - tip elektrik keçiriciliyə malik silisimuun = 0,06 600 Om.m olur.Təmiz

silisium, germaniuma nisbətən xeyli yüksək xüsusi elektrik müqavimətinə malikdir,

elektronların və deşiklərin çevikliyinin qiyməti isə onda nəzərə çarpacaq dərəcədə

aşağıdır.

Texnikada silisiumu, germaniuma nisbətən daha çox tətbiq edirlər. Belə ki, onun

əsasında hazırlanmış cihazların işçi temperaturunun yuxarı həddi

150200 0C kimi olur, germaniumda isə 70 – 80

0C olur.Silisiumdan müxtəlif növ

yarımkeçirici cihazlar, diodlar, tranzistorlar, stabilitronlar, tiristorlar, fotoçevirici

cihazlar, tenzodatçiklər, detektorlar, günəş batareyaları, fotodiodlar və

fototranzsitorlar hazırlanır. Silisiumun qadağan olunmuş zonasının eni germaniumun

qadağan olunmuş zonasının eninə nisbətən böyük olduğu üçün silisiumdan

hazırlanan cihazlar germaniumdan hazırlanan cihazlara nisbətən yüksək

temperaturlarda işləyir.

Selen (Se) dövri cədvəlinin altıncı qrupunun elementidir.O, nadir elementlər

qrupuna aiddir. Ona mis filizlərində və kükürd kolçedanında kiçik qarışıq halında

təsadüf edilir. Misin elektrolitik təmizlənməsində selendən başqa qarışıqlarla bərabər

çöküntüdə tapılır; o, buradan çıxarılır və sonra yüksək vakuumda fraksiyalı distillə

üsulu ilə qarışıqlardan təmizlənir. Bərk halda selen kristallik və ya amorf ola bilər.

Kristallik (boz) selen bir-biri ilə bağlı atomların uzun zəncirlərindən ibarətdir. Bu

zəncirlər altıbucaqlı elementar kristal özəklərin bucaqları üzrə yerləşmişdir. Boz

selen 220 0C-dən aşağı temperaturda amorf (qara) selendən alınır. Selenin ərimə

temperaturu 220 0C-dir. Ərimiş maye seleni sürətlə soyutmaqla qara amorf selen

alına bilər, belə ki, o, həddindən artıq soyudulmuş mayedir. 700C-də maye selen

kauçukaoxşar maye, 30 0C-də isə şüşəşəkilli və kövrək olur.Kristallik selen, xüsusi

müqaviməti =105 Omsm olan yarımkeçirici olduğu halda, amorf selen müqaviməti

1013

Omsm-ə bərabər dielektrikdir. Kristallik selen p-tip yarmıkeçiricidir və aşqarlı

yarmıkeçiricilərə aid edilə bilər, çünki o, xüsusi elektrikkeçiriciliyə malik deyildir.

Onun deşiklərinin çevikliyinin qiyməti çox kiçikdir.

Aşqar daxil etdikdə selenin xüsusi elektrik müqaviməti hiss olunacaq dərəcədə

azalır ki, bu da düzləndiricilərdə düz cərəyanlarının artmasına səbəb olur. Bu cür

aşqarlar olaraq halogenlər (Cl2 Br2 J2) tətbiq olunur. Qeyd etmək lazımdır ki, seleni

işıqlandırdıqda ondan axan cərəyan artır, bu da selendən fotomüqavimətlər

hazırlamaq üçün istifadə etməyə imkan verir. Lakin fotomüqavimətlərdə

46

fotocərəyanın işıq selindən asılılığı xətti olmadığından onların tətbiqini

məhdudlaşdırır.Selen, başqa yarım-keçiricilərdən sərbəst yükdaşıyıcılarının

konsentra-siyasının temperatur asılılığının anomal olamsı ilə fərqlənir: temperatur

yüksəldikcə sərbəst yükdaşıyıcılarının konsentrasiyası azalır, yükdaşıyıcı-larının

yürüklüyü isə artır. Selenin elektrik xassələri çox tədqiqatçılar tərəfindən

ölçülmüşdür. Lakin alınan nəticələr bir-birinə bəzən zidd olur. Selenin

düzləndiricilərdə işçi temperatur –600C-dən 75

0C-yə kimidir. Selendən əsasən

ftotelementlər, yəni işıq enerjisini elektrik enerjisinə çevirən elementlər hazırlamaq

üçün istifadə edilir. O, elektrotexnikada, elektronikada və radiotexnikada istifadə

olunan çoxlu selen düzləndiriciləri hazırlamaq üçün geniş tətbiq edilir.

Tellur (Te). Elementlərin dövrü cədvəlində VI qrup elementidir. Onun qadağan

olunmuş zonasının eni 0,35 eV-dur. 4510C-də əriyir, asan buxarlanır. Atmosfer

təzyiqində qaynama temperaturu 13900C. Tellurun polikristal kütləsini, açıq tiqldə

əridilmiş tellurun yavaş soyudulması yolu ilə alırlar. Sonra kütlədən bir neçə

monokristal kəsirlər. Təmiz tellurun xüsusi elektrik müqaviməti otaq temperaturunda

2910-4

Om.m. O, elektron və deşik keçiriciləyə malik ola bilər. Tellurdan texnikada

ərinti şəklində vismutla, sürmə ilə, qurğuşunla birgə termoelektrik generatorların

istehsalında istifadə olunur.

Silisium-karbid. SiC – kövrək, polikristal quruluşlu materialdır. SiC –silisiumun

və karbonun kimyəvi birləşməsi nəticəsində yaranır. Silisium-karbidi süni surətdə,

silisium 4-oksid (SiO2) ilə kömür qatışığını yüksək temperaturda emal etməklə

alırlar. Rənginə görə iki növ silisium-karbid olur; yaşıl və qara. Onlar bir-birindən

elektrikkeçirmənin tipi ilə fərqlənir: yaşıl silisium-karbid elektrikkeçirməsi n-tip,

qara isə elektrikkeçirməsi p-tip olan yarmıkeçiricidir. Bu və ya digər tip aşqar

elektrik keçiriciliyi almaq üçün ilkin tərkibə (şixtaya) aşqarlar: fosfor, sürmə, vismut,

maqnezium, alüminium və s. əlavə edirlər. SiC-yaranma reaksiyası təqribən 2000 0C-

də baş verir. Fosfor, sürmə, yaxud da vismutla aşqarlanmış SiC tünd yaşıl rəngdə

olur və n-tip elekrik keçiriciliyə malik olur. Qalium, Al, və borla aşqarlanmış SiC-

tünd bənövşəyi rəngdə olur və p-tip elektrik keçiriciliyə malik olur. SiC – əsas

xarakteristikaları: sıxlığı 3200 kq/m3, ərimə temperaturu 2700

0C, = 10

12 10

5

Om.m, = 6,5 7,5. Kristal selen kimi SiC-nin aşqar yarmıkeçiricidir, ancaq 1400 0C və yüksək temperaturlarda onun məxsusi elektrik keçiriciliyi mövcuddur.Qeyri-

xətti müqavimətlər hazırlamaq üçün polikristallik material kimi silisium-karbid (SiC)

xüsusilə geniş tətbiq olunur. Silisium-karbiddən elektrik veriliş xətləri üçün ventil

boşaldıcıları-elektrik veriliş xəttini qoruyan quruluşar hazırlayırlar. Ümumiyyətlə

SiC-nin təmiz növləri əsasən qeyri-xətti VAX malik varistor-rezistorların

istehsalında tətbiq edirlər. Onların da işçi temperaturu – 500C-dən +80

0C-yə kimidir.

Varistorlar əsasən avtomatik tənzimləmə qurğularında tətbiq edilir.

Son illərdə praktikada müxtəlif qələvi-torpaq metalların oksidlərindən və titan

oksidlərindən keramika texnologiyası üsulu ilə hazırlanan yarmıkeçirici materiallar

alınmışdır. Bu cür yarmıkeçirici materiallardan xətti və qeyri-xətti müqavimətlər və

müqaviməti temperaturdan güclü asılı olan termistorlar almaq üçün istifadə edilir.

47

Termistorların çoxunda müqavimətin qiyməti temperatur artıqda azalır. Lakin elə

termistorlar da var ki, temperatur artdıqda onların müqaviməti çoxalır. Yarmkeçirici

termistorlardan, elektrik-ölçü cihazlarında və elektrik dövrələrinin müqavimətini

sabitləşdirmək üçün tətbiq olunan qurğularda, habelə temperaturun dəqiq

ölçülməsində istifadə olunur.

3.4. Yarımkeçirici birləşmələr

Yarımkeçirici materiallarının böyük bir qrupunu AIII

BV tipli kimyəvi birləşmələr -

arsenidlər, fosfidlər, antimonidlər, nitridlər (GaAs, İnAs, GaP, İnSb, BN və s.) təşkil

edir. Müxtəlif üsüllarla bu birləşmələrin mükəmməl monokristalları alınır. Mürəkkəb

Yarımkeçirici materiallara III qrup elementləri bir qayda olaraq deşik, VI qrup

elementləri isə elektron keçiriciliyi verir. Bu qrup Yarımkeçirici materiallar lazerdə,

işıq şüalandıran diodlarda və s.-də istifadə olunur.Texnikada geniş tətbiq olunan

AIIB

VI tipli Yarımkeçirici materiallar- (ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSe, CdTe) müxtəlif

üsullarla alınır. Belə Yarımkeçirici materialların xüsusi müqaviməti və keçiriciliyinin

tipi aşqar atomları ilə yanaşı quruluş defektlərindən də asılıdır. Bu tip yarımkeçirici

materiallar, optik xassələrinə və fotohəssaslığına görə fotorezistorlarda,

fotoelementlərdə, elektron-şüa cihazlarında və s. yerlərdə geniş tətbiq olunur. AIV

BVI

tipli yarımkeçiricilərdə «orta hesabla dörd valentlilik» və «almaza oxşarlıq» barədə

təsəvvürlərin inkişafı yeni AIIB

IVC

V tipli yarimkeçirici materialların yaranmasına

səbəb olmuşdur. Bu yarımkeçirici materiallarda elektrik, optik, fotoelektrik,

lüminessent, zolaq quruluşu, maqnit xassələri və s. öyrənilmiş və məlum olmuşdur

ki, onların işıqsaçan diodlar hazırlanmasında, qeyri-xətti optikada,

mikroelektronikada və s. yerlərdə tətbiqi çox perspektivlidir. Elektron və ya deşik

keçiriciliyinə malik olan üzvi boya maddələri (məs., naftalin, antrasen) və s. üzvi

yarimkeçirici materiallardır. Belə yarımkeçirici materialların elektrik keçiriciliyi,

fotokeçiriciliyi, və istiliyə davamlılığı yüksəkdir.Bu keyfiyyətlərinə görə üzvi

yarımkeçiricilər elektroqrafiyada, ekran örtüklərində, ötürücülərdə, termistorlarda və

mikroelektronikada müxtəlif növ vericilər, antioksidləşdirici və s. kimi tətbiq olunur.

Bəzi amorf şüşə formalı halkogenid sistemlər, məs.: Bi-un Ge, S, Se, Te ilə ərintisi,

kovalent rabitəli bəsit və mürəkkəb maddələr (amorf Se, Ge, Si, İnSb, GaAs və s) və

oksid sistemlər, məs., V2O3-P2O3-RxOy (burada R-I-VI qrup metalları, x- metal

atomlarının sayı, V - oksiddə oksigen atomlarının sayıdır), yarımkeçirici materialara

aiddir. Amorf yarımkeçirici, radiasiyaya və yüksək temperatura davamlıdır, mexaniki

möhkəmliyi yüksəkdir, hazırlanması sadə, dəyəri aşağıdır və s. Amorf yarımkeçirici

materiallar, hesablama və rabitə texnikasında, optoelektronikada və s. yerlərdə

istifadə olunur, onların əsasında dəyişdiricilər və yaddaş elementləri

düzəldilir.Yarımkeçirici materiallardan elektron cihazlarında həcmi monokristal və

müxtəlif astar üzərinə çəkilmiş nazik mono-və polikristal təbəqələr (qalınlığı bir neçə

yüz mkm-ə qədər) şəklində istifadə olunur. Belə quruluşlara malik yarımkeçi-ricinin

istismar müddəti böyük, xassələri zamana görə stabil və mühitin təsirinə dayanıqlığı

48

yüksək olmalıdır. Monokristal təbəqəsinin bircinsli, kristal quruluşunun təkmillik

dərəcəsinin yüksək olmasının böyük əhəmiyyəti var. Yarımkeçirici materialların

istehsal texnologiyasında xüsusi şərtlərə, o cümlədən texnoloji binasının təmizliyinə

ciddi riayət edilməlidir. Yarımkeçirici materiallar sənaye şəraitində almaz alətlərlə və

ultrasəs vasitəsilə kəsilir, səhtləri hamarlanır və cilalanır, termik yolla emal edilir,

qələvilər və turşularla aşılanır. Xüsusi aparatların köməyilə onların

keyfiyyətinə nəzarət edilir..

49

4. DİELEKTRİKLƏR

4.1. Dielektriklərin əsas xarakteristikaları

4.1.1. Dielektriklər elektrik sahəsində

Dielektriklərə elektrik sahəsi ilə təsir etdikdə, onlarda baş verən əsas fiziki proses

polyarizasiyasıdır. Polyarizasiya əlaqəli yüklərin məhdudlaşdırılmış kiçik məsafələrə

elastik yerdəyişməsi və dipol molekulların sahə istiqamətində oriyentasiya

olunmasıdır. Dielektriklərin polyarizasiyası ilə əlaqədar proseslər barədə dielektrik

nüfuzluğunun və dielektrik itki bucağının qiymətinə görə fikir söyləmək olar. (Əgər

dielektriklərin polyarizasiyası onun qızmasına səbəb olan enerji itkiləri ilə müşayət

olunursa).

Texniki dielektriklərdə cüzi miqdarda sərbəst yüklərin olduğuna görə, elektrik

sahəsinin təsirindən onlarda çox kiçik qiymətə malik, dielektrik qalınlığından və

onun səthindən keçən keçiricilik cərəyanı yaranır.Bu hadisə ilə əlaqədar olaraq

dielektrik, xüsusi həcmi və xüsusi səthi keçiriciliklə xarakterizə olunur. Xüsusi həcmi

və səthi müqavimətlər xüsusi həcmi və səthi keçiriciliyinin tərs qiymətinə uyğundur.

İstənilən dielektrikin onun üçün xarakterik olan müəyyən şəraitdə işçi

gərginliyinin məhdud qiyməti vardır. Bu gərginlikdən yüksək gərginliklərdə

dielektriklərin deşilməsi hadisəsi baş verir və bu zaman onların izolyasiya xassələri

təmamilə itir. Materialın elektrik möhkəmliyi, yəni onun tətbiq olunmuş gərginliyi

dağılmadan saxlama qabiliyyəti, deşilmə sahə gərginliyinin qiyməti ilə xarakterizə

olunur.

Dielektriklərin polyarizasiyası və dielektrik nüfuzluğu

Elektrik sahəsinin təsirindən dielektrikin əlaqəli elektrik yükləri sahə

istiqamətində kiçik məsafələrə yerdəyişmə edir. Müsbət yüklər sahə istiqamətində,

mənfi yüklər isə səhəyə əks istiqamətə yerlərini dəyişirlər. Elektrik sahəsi

götürüldükdən sonra qütblənmiş yüklər öz əvvəlki vəziyyətinə qayıdırlar.Dielektrikin

əlaqəli elektrik yükləri dipollar olarsa, onda dielektrikə elektrik sahəsi ilə təsir

etdikdə dipollar sahə istiqamətində oriyentasiya olunurlar; sahə olmadıqda dipollar

istilik hərəkəti nəticəsində nizamsız yerləşirlər. Polyarizasiya nəticəsində dielektrikin

səthlərində müxtəlif işərəli yüklər yaranır: dielektrikin müsbət elektroda tərəf olan

səthində mənfi yüklər, mənfi elektroda tərəf olan səthində isə müsbət yüklər

toplanır.(şəkil 4.1.)

Üzərinə elektrodlar çəkilmiş istənilən dielektriki gərginliyə birləşdirdikdə ona

müəyyən tutuma malik kondensator kimi baxmaq olar.Şəkil 4.2.də elektrodların

sahəsi S(m2), və onlar arasındakı məsafə h(m) olan iki müstəvi kondensator təsvir

edilib. Şəkil 4.2. a-da təsvir edilən kondensatorda elektrodlar arasında vakuum, şəkil

4.2. b-də təsvir edilən kondensatorda elektrodlar arasında dielektrik olan hal

göəstərilib.

50

Şəkil.4.1. Polyarizə edilmiş dielektrikdə

yüklərin paylanması.

Şəkil 4.2. Gərginlik tətbiq edildikdə kondensatorun elektrodlarındakı

elektrik yüklərin təsviri ( - sərbəst, - əlaqəli yüklər)

Elektrodları arasında vakuum olan kondensatorlarda toplanan elektrik yükləri

sərbəst yüklər adlanır və Q0-a (K ) bərabərdir.

Qeyd etdiyimiz kimi elektrik sahəsinin təsirindən dielektrikdə əlaqəli müsbət və

mənfi yüklər yerdəyişmə edirlər. Nəticədə elektrik dipolu yaranır və bu dipol

müəyyən momentinə malik olur. m=q∙l (4.1).

q – hissəciyin yükü, kl , l - müsbət və mənfi yüklərin mərkəzləri arasındakı

məsafədir, məs.şəkil 4.2.b. Ona görə də dielektrikin səthində polyarizalanmış yüklər

yaranır. Kondensatorda elektrodlar arasında dielektrik olan halda yaranan tam yük

Q=Q0+Qd=ε∙Q0 (4.2)

burada ε - nisbi dielektrik nüfuzluğudur. Qd –polyarizasiya nəticəsində kondensator

lövhələrində yaranan yüklərin cəmi.

İstənilən kondensatorun yükü məlumdur ki,

Q=CU (4.3)

C– kondensatorun tutumu ; U – ona tətbiq edilmiş gərginlikdir.

Kondensatorda elektrodlar arasında vakuum olduqda

Q0=C0U və ya C0=Q0/U (4.4)

Dielektriklərin vacib xarakteristikalarından biri də onun nisbi dielektrik

nüfuzluğudur. Bu kəmiyyət, verilmiş dielektrikdən hazırlanmış kondensatorda

müəyyən gərginlikdə yaranan Q yükünün eyni gərginlikdə həmin ölçüdə

51

kondensatorda elektrodlar arasında vakuum olan halda toplanan Q0 yükünə nisbəti

kimi müəyyən edilir.

= Q/Q0=(Q0+Qd)/Q0= 1+ Qd/Q0 (4.5)

(4.6) ifadəsindən görünür ki, istənilən maddənin dielektrik nüfuzluğu həmişə

vahiddən böyükdür, yaxud da (4.5) və (4.4)-ü (4.3)-də nəzərə alsaq

Q= Q0= CU=C0U (4.6)

=C/ C0 (4.7)

Dielektrik nüfuzluğu dielektrikin makroskopik parametridir və polyarizasiya

prosesini xarakterizə edir.Verilən dielektrikdən hazırlanmış kondensatorun tutumunu

ölçməklə həmin materialın dielektrik nüfuzluğunu təyin etmək olar.Lövhəli müstəvi

kondensatorun tutumu aşağıdakı düsturla hesablanır;

C=0 S/h (4.8)

Burada 0= 8,85·10-12

F/m – dielektrik sabitidir.

Mütləq dielektrik nüfuzluğu isə mütləq=0 (4.9) kimi təyin edilir.

Silindrik kondensatorun tutumu isə aşağıdakı kimi təyin edilir.

C=0 2 /n(d2/d1) (4.10)

Polyarizasiyanın növləri. Dielektriklərin aqreqat halından və quruluşundan asılı

olaraq polyarizasiyanın iki əsas növü vardır.

Polyarizasiyanın birinci növünə elektrik sahəsinin təsiri altında dielektrikdə ani

olaraq, elastiki, enerji səpələnməsi olmadan, daha doğrusu istilik ayrılmadan baş

verən polyarizasiya addir. Bu növ polyarizasiya elastiki polyarizasiya adlanır.

Polyarizasiyanın ikinci növü isə qeyri-ani olaraq baş verir, yavaş-yavaş

yaranır, dielektrikdə enerjinin səpələnməsi, yəni onun qızması ilə müşayət olunur. Bu

növ polyarizasiya relaksasiya polyarizasiyası adlanır.

Elastiki polyarizasiya ani bir müddətdə t (saniyə), tətbiq olunmuş

gərginliyin yarımperiodundan çox kiçik bir müddətdə baş verir. Ona görə də belə

polyarizasiya, dielektrikdə ancaq reaktiv cərəyan yaradır. Belə polyarizasiyaya

elektron (10-15

– 10-14

san müddətində baş verir) və ion (10-14

–10-13

san müddətində

qərarlaşır) polyarizasiyalar aiddir.

Yerdə qalan polyarizasiyalar relaksasiya polyarizasiyalarına aiddir.

Qeyri-elastiki (relaksasiya) polyarizasiya tətbiq olunmuş gərginliyin yarımperiodu

ilə ölçülən bir müddətdə baş verir.

Dielektrikdən hazırlanmış kondensatorun tutumunun qiyməti və onda toplanan

elektrik yükü, polyarizasiyanın müxtəlif mexanizimlərinin cəmi ilə müəyyən olunur.

Onlar müxtəlif dielektriklərdə müşahidə oluna bilər; eyni bir materialda müxtəlif

mexanizmli bir neçə polyarizasiya ola bilər.

Dielektrikin polyarizələşmə halı (P) vahid həcmin elektrik momenti ilə xarakterizə

olunur. P- polyarizələşməsi ilə dielektrik nüfuzluğu arasında aşağıdakı əlaqə vardır:

52

P= 0(-1)E (4.11)

Polyarizələşmə vektorial kəmiyyətdir. Dielektrikdən hazırlanmış kondensator

üçün polyarizasiya nəticəsində hər birində m (P) elektrik momenti yaranan

dielektrikin hissəcikləri təsəvvür olunursa, onda polyarizələşmə aşağıdakı kimi

müəyyən olunur.

P=n∙m (4.12)

burada n- vahid həcmdə olan hissəciklərin sayıdır

Hissəciyin polyarizasiyası nəticəsində yaranan elektrik momenti

m=α∙E (4.13)

burada, α-hissəciyin polyarizələşməsini nəzərə alan əmsalı olub, polyarizasi-yanın

mikroskopik xarakteristikasıdır. α - polyarizələşmə əmsalı və dielektrik nüfuzluğu ε

arasında Klauzius – Mosotti tənliyi ilə ifadə olunan əlaqə vardır.

= 1+2n/(30)1-n/30 (4.14)

Elektron polyarizasiyası. Elektrik sahəsinin təsirindən dielektriki təşkil edən

atomların və ionların elektron örtüyü (başlıca olaraq xarici elektron örtüyü) elastiki

yerdəyişməyə məruz qalır və deformasiya olunur. Elektronların yerdəyişməsi atom

və molekullar həddində çox kiçik məsafələrdə baş verir. Belə polyarizasiya bütün

dielektriklərdə aqreqat halından və onlarda polyarizasiyanın başqa növünün olub

olmamasından asılı olmayaraq baş verir. Elektron polyarizasiyası 10-15

san

müddətində qərarlaşır, ona görə də o şərti olaraq ani polyarizasiya adlanır.

Hissəciyin polyarizalaşması temperaturdan asılı deyil, lakin temperatur

yüksəldikcə dielektrikin istidən genişlənməsi və vahid həcimdəki hissəciklərin

sayının azalması səbəbindən maddənin elektron polyarizasiyası zəifləyir.Elektron

polyarizasiyasına malik dielektrikin dielektrik nüfuz-luğunun temperaturdan aslı

olaraq dəyişməsi ancaq onun sıxlığının dəyişməsi ilə əlaqədardır.Qeyd etdiyimiz

kimi elektron polyarizasiyası bütün dielektrik-lərdə müşahidə olunur və enerji itkiləri

ilə müşayət olunmur.Təmiz elektron polyarizasiyalı maddələrin dielektrik

nüfuzluğunun qiyməti, ədədi qiymətcə işığın dielektrikdə sındırma əmsalının

kvadratına bərabərdir .( =2d).

Ancaq elektron polyarizasiyaya malik dielektriklər qeyri-polyar dielektriklər

adlanır. Qeyri-polyar molekulların müsbət və mənfi yüklərin ağırlıq mərkəzləri üst-

üstə düşür, ona görə də belə molekullar qeyri-polyardır. Qeyri-polyar dielektriklərə

misal olaraq: qazları helium, hidrogen, azot, metan, mayeləri: benzol, tetraform 4-

xlorlu karbohidrogen və bərk dielektrikləri – almaz, polietilen, ftorplast-4, parafin və

s. göstərmək olar.

Qaz halında olan dieletriklərin dielektrikl nüfuzluğunun qiyməti vahidə yaxındır,

qeyri-polyar maye və bərk dielektriklər üçün 2,5-dən çox olmur.

İon polyarizasiyası - İon quruluşlu bərk dielektriklər üçün xarakterikdir və elastiki

bağlı (əlaqəli) ionların yerdəyişməsi ilə əlaqədardır. Bu növ polyarizasiyaya əsasən

müsbət və mənfi ionlardan ibarət kristal dielektriklərdə –qələvi kristallarda, slyudada,

keramikada baş verir. Elektrik sahəsində belə dielektriklərdə kristal qəfəsdə müsbət

53

və mənfi ionların bir-birinə nəzərən elastiki yerdəyişməsi baş verir. Yəni, elastiki ion

polyari-zasiyası yaranır. Bu yerdəyişmə nəticəsində elektrik momenti mu yaranır ki,

bu da polyarizasiyanı və ona uyğun olaraq dielektrik nüfuzluğunu ε artırır. İon

polyarizasiyası 10-13

-10-12

san müddətində başa çatır, ona görə də ion kristalların

dielektrik nüfuzluğu tətbiq edilmiş gərginliyin tezliyindən 10-12

-1013

Hs-ə qədər) asılı

olmur. Temperatur yüksəldikcə istidən genişlənmə zamanı ionlar arasındakı məsafə

böyüdüyünə görə ionlar arasındakı elastiki qüvvələr zəifləyir, nəticədə elektrik

sahəsində elastiki bağlı ionların yerdəyişməsi güclənir və bu da dielektrik

nüfuzluğunun artmasına səbəb olur. temperatur yüksəldikcə ion kristalların dielektrik

nüfuzluğu artır (ε Tə>0).

Dipol- relaksasiya polyarizasiyası- Elektron və ion polyarizasiyalarından onunla

ferqlənir ki, bu polyarizasiya, istilik hərəkəti ilə əlaqədardır. Xaotik istilik

hərəkətində olan dipol molekulları, sahənin təsiri altında qismən oriyentasiya

olunurlar və beləliklə polyarizasiya prosesi baş verir.

Polyar dielektriklər, müsbət və mənfi yüklərin ağırlıq mərkəzləri üst-üstə

düşməyən polyar molekullardan təşkil olunmuşdur. Polyar molekul xüsusi elektrik

momentinə (dipol momentinə) D malikdir.Polyar molekulaya malik qazlara ammiak

NH3, suyun və spirtin buxarlarını və s. göstərmək olar. Polyar maye dielektriklərə

suyu, xlorbenzolu (C6H5Cl) nitrobenzolu (C6H5NO2) misal göstərmək olar. Elektrik

sahəsində belə dielektriklərdə həm elektron örtüyü yerdəyişmə edir, yəni elektron

polyarizasiyası baş verir, həm də dipol polyarizasiyası da baş verir, molekulun D

momenti E sahəsi istiqamətində müəyyən qədər oriyentasiya olunur, beləliklə

polyarizasiya nəticəsində P və ona uyğun olaraq ε da artır.

Polyar bərk dielektriklərdə dipol polyarizasiyası, ayrı-ayrı zəncir həlqələrinin və

molekul seqmentlərinin deformasiyası yaxud da ayrı-ayrı polyar molekul qruplarının

oriyentasiyası proseslərindən ibarətdir.

Dipol-relaksasiya polyarizasiyası o vaxt mümkün olur ki, molekulyar qüvvələr

dipollara sahə istiqamətində dönməyə mane olmur. Temperatur yüksəldikcə dipol-

relaksasiya polyarizasiyasının qiyməti əvvəlcə artır. Sonra xaotik istilik hərəkəti daha

intensiv olur və temperatur artdıqca dipol-relaksasiya polyarizasiyasının qiyməti

azalır. Dipolların sahə istiqamətində yönəlməsi üçün bəzi müqavimətlərinin

(molekularası qüvvələrin) dəf olunması tələb olunur. Ona görə də dipol-relaksasiya

polyarizasiya enerji itkiləri ilə müşayiət olunur. Özülü mayelərdə molekulların

dönməsinə göstərilən müqavimət o qədər böyükdür ki, tezdəyişən sahələrdə dipollar

sahə istiqamətində yönəlməyə imkan tapmır və tətbiq olunmuş gərginliyin terziyi

artdıqca dipol-relaksasiya polyarizasiyası azalır.

Dipolların oriyentasiya olunması üçün müəyyən vaxt tələb olunur ki, bu da

relaksasiya müddəti ilə xarakterizə olunur. Xarici elektrik sahə götürül-dükdən

sonra müddətində istilik hərəkətinin təsiri altında polyar molekulların oriyentasiyası

e-dəfə (natural loqarifma əsası) azalır.Başqa sözlə desək, müəyyən bir vaxtda xarici

elektrik sahənin təsiri götürüldükdən sonra istilik hərəkətinin təsirindən sahə

tərəfindən oriyentasiya olunmuş ionların, ya da dipolların nizamlaması öz əvvəlki

54

qiymətinə nəzərən 2,7 dəfə azalır və bu vaxt aralıq relaksasiya müddəti adlanır.

Relaksasiya müddəti, dielektrikin özlülüyü ilə düz və temperaturla isə tərs

mütənasibdir.Dielektrikin quruluşundan və xarici şəraitindən asılı olaraq dipol

polyarizasiyasının relaksasiya müddəti geniş hüdudlarda (10-8

÷10-1

saniyəyə qədər)

olur.

Dipol-relaksasiya polyarizasiyası polyar qazlar və mayelər üçün xarakterikdir,

bərk üzvi maddələrdə də müşahidə oluna bilər. Lakin bu halda polyarizasiya adətən

molekulun özünün dönməsi ilə deyil, onda olan polyar radikalların molekulaya

nisbətən yönəlməsi ilə əlaqədardır. Polyarizasiyanın bu növü dipol-radikal

polyarizasiya adlanır. Bu növ polyarizasiyaya malik maddələrə misal olaraq

sellozanı göstərmək olar.

İon-relaksasiya polyarizasiyası -Qeyri-üzvi şüşədə və bəzi qeyri-üzvi ion

kristallarında müşahidə olunur.Texnikada istifadə edilən bəlk dielektriklər

seyrək həcmi hissəciklərə malik ola bilərlər. Belə materiallarda yaranan ionlar istilik

döyünmə hərəkəti nəticəsində müvəqqəti möhkəmləndiyi vəziyyətdən,

hissəciklərarası məsafə ilə ölçülən (10-10

m) məsafəyə sıçrayırlar və yeni vəziyyətdə

möhkəmlənirlər. Elektrik sahəsində belə sıçrayırlar istiqamətlənmiş halda olur.

Nəticədə dielektrikdə müsbət və mənfi yüklərin yerləşmə mərkəzləri arasında fərq

yaranır, yəni elektrik momenti meydana çıxır. Belə proses ion-relaksasiya

polyarizasiyası adlanır. Temperatur artdıqca yeni vəziyyətə sıçrayan ionların sayı

artır, ona görə də polyarizələşmə və dielektrik nüfuzluğu artır.Elektrik sahəsi

götürüldükdən sonra ionların oriyentasiyası eksponensial qanun üzrə tədricən

zəifləyir.

Elektron-relaksasiya polyarizasiyası elektron və ion polyarizasiyalarından

fərqlənir və istilik enerjisi ilə təsirlənən «defekt» elektronlarının ya da «deşiklərin»

hesabına yaranır. Elektron-relaksasiya polyarizasiyası, işığı sındırma əmsalı yüksək

olan böyük daxili sahəyə malik və elektron elektrikkeçiriciliyinə malik dielektriklər

üçün xarakterikdir.Elektron-relaksasiya polyarizasiyası zamanı dielektrik

nüfuzluğunun yüksək qiymət alması, həmçinin dielektrik nüfuzluğunun temperatur

asılılığında hətta mənfi temperaturlarda maksimuma malik olması özünə diqqəti cəlb

edir.

Struktur polyarizasiyası - Qeyri-bircinsli struktura malik bərk dielektriklərdə

makroskopik qeyri-bircinsliliyə malik və onun tərkibində qarışıqlar olduğu zaman

müşahidə olunur.Bu polyarizasiya alçaq tezliklərdə baş verir və hiss olunacaq

dərəcədə enerji səpələnməsi ilə əlaqədardır. Belə polyarizasiyanın yaranmasına

səbəb, dielektriklərdə keçirici və yarımkeçirici qarışıqların, ya da müxtəlif

keçiricilikli qatların (layların) olması və s. kimi amillərdir.Qeyri-bircinsli materialı

elektrik sahəsinə gətirdikdə keçirici və yarımkeçirici qarışıqların sərbəst elektron və

ionları hər bir qarışıq hüdudlarında yerdəyişmə edir və polyarizalaşma oblastı

yaradır. Laylı (qatlı) materiallarda layların ayrılma sərhəddində və elektrodlarla

təmasda olan layda zəif hərəkəti olan ion yüklərin toplanması ola bilər ki, bu da

qatlararası yaxud da yüksək voltlu struktur polyarizasiya effekti yaradır.

55

Öz-özünə, yaxud da spontan polyarizasiya -Polyarizasiyanın bu növü

seqnetoelektriklərdə müşahidə olunur. Spontan polyarizasiya zamanı dielektrik

nüfuzluğu elektrik sahə gərginliyinin qiymətindən qeyri-xətti asılıdır və temperaturun

müəyyən qiymətlərində qabarıq ifadə olunmuş maksimumla xarakterizə olunur. Öz-

özünə polyarizasiyalaşma enerji itkiləri ilə, daha doğrusu istilik ayrılması ilə

müşahidə olunur. Bəzi dielektriklərdə, məsələn, keramika materialı olan barium-

titanatda (BaTiO3) dielektrikin strukturundan asılı olan elektrik dipolları vardır. Bu

dipollar, dielektrikin ayrı-ayrı sahələrində bir-birinə perpendikulyar istiqamətdə və

ya qonşu sahələrin dipol-larına əks istiqamətdə yönələ bilər. Belə sahələrə domenlər

deyilir. Daxilində eyni istiqamətdə yönəlmiş dipollar olan domenlər müəyyən xarici

elektrik təsiri olmadan mövcuddur. Domenlər elektrik sahəsi olmadıqda belə elektrik

momentinə malikdirlər, lakin bu zaman elektrik momentlərinin istiqamətləri müxtəlif

domenlərdə müxtəlifdir. Xarici sahənin tətbiq olunması, domenlərin elektrik

momentlərinin sahə istiqamətində əlavə oriyentasiya olunmasına gətirib çıxarır, bu

da çox güclü polyarizasiya effekti verir. Polyarizasiyanın başqa növlərindən fərqli

olaraq spontan polyarizasiyasında xarici sahə gərginliyinin müəyyən qiymətindən

sonra doyma halı yaranır və sahənin sonrakı güclənməsi polyarizasiyanın

intensivliyinin artmasına gətirib çıxarmır.

Polyarizasiyanın növlərinə görə dielektriklərin təsnifatı. Polyarizasiyanın

xüsusiyyətlərinə görə bütün dielektrikləri bir neçə qrupa bölürlər:

I qrupa əsasən ancaq elektron polyarizasiya malik dielektrikləri, aid

etmək olar, məsələn, kristal və amorf halda olan neytral və zəif polyar bərk

maddələr (parafin, kükürd, polistrol), habelə neytral və zəif polyar maye və qazlar

(benzol, hidrogen və s.).

II qrupa eyni zamanda həm elektron, həm də dipol-relaksasiya polyarizasiyasına

malik dielektrikləri məsələn, bura polyar (dipol) üzvi maddələri, yarımmaye və bərk

maddələri (yağ-kanifol kompaundları, epoksid qətranları, sillioza, bəzi

xlorlaşdırılmış karbohidrogenləri və b.) aid edirlər.

III qrupa elektron, ion və ion-elektron-relaksasiya polyarizasiyaya malik bərk

qeyri-üzvi dielektrikləri aid edirlər. Bu qrupa materiallarını, onların elektrik

xarakteristikalarındakı kəskin fərqlərə görə iki yerə ayırmaq məqsədəuyğundur.

1)Elektron və ion polyarizasiyalı dielektriklər

2)Elektron, ion və relaksasiya polyarizasiyalı, dielektriklər

Birincilərdə qəfəsdəki ionları sıx olan kristal maddələr üstünlük təşkil edir

(kvars, slyuda, daş duzu, korund, rutil).

İkincilərə qeyri-üzvi şüşə, şüşəşəkilli fazaya malik materiallar (farfor, mikaleks) və

qəfəsdəki hissəcikləri seyrək olan kristal dielektrik aiddir.

İV qrupa spontan, elektron,ion və elektron-ion relaksasiya polyarizasiyaları ilə

xarakterizə olunan seqnetoelektriklər aiddir (seqnet duzu,barium titanat ,s)

Dielektriklərin yuxarıda göstərilən təsnifatı, elektroizolyasiya material-larının əsas

elektrik xarakteristikalarını müəyyən dərəcədə əvvəlcədən

müəyyən etməyə imkan verir.

56

Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi

Dielektriklər məlum olduğu kimi elektrik cərəyanı keçirməyən materiallardır, yəni

bu materialın elektrik keçiriciliyi, sıfır xüsusi elektrik müqavimətinin qiyməti sonsuz

böyük olur. Lakin bu qiymətlər ideal dielek-triklər üçün doğrudur. Lakin praktikada

istifadə olunan elektrik izolyasiya materialı isə az miqdarda elektrik cərəyanı keçirir,

yəni bu materialının xüsusi elektrik müqaviməti çox böyük qiymətə malik sonlu

ədəddir.

Dielektriklərin keçiciliyini öyrənmək üçün həmin materialdan nümunə götürülür

və metallik elektrodlarla təchiz edilir. Elektrodlara sabit gərginlik tətbiq edilən

zaman, onlarda az miqdarda cərəyan yaranır. Bu cərəyan sızma cərəyanıadlanır.

Dielektriklərin elektrik keçiriciliyi zamanı iki növ cərəyan müşahidə olunur.

Birincisi dielektrikin bütün qalınlığından keçir və həcmi cərəyan adlanır, IV ilə işarə

olunur; ikincisi isə dielektrik sətthindən axır və səthi cərəyan adlanır, IS ilə işarə

olunur. (şək. 4.3).

Şəkil 4.3.Dielektrikin həcmindən və səthindən axan

cəryanlar: 1-dielektrik, 2-elektrodlar

Şəkildə göstərilən izolyasiya nümunəsinin müqaviməti

RU

Iiiz

iz

(4.15)

Dielektriklərin tam keçiriciliyi

GR Uiz

iz

iz 1 1

(4.16)

Cərəyanlara uyğun olaraq dielektriklərdə iki növ keçiricilik yaranır: səthi keçiricilik

(GS) və həcmi keçiricilik (GV).

Həcmi keçiricilik (GV )kəmiyyət etibarı ilə dielektrikin qalınlığından axan cərəyan

xarakterizə edir. Əgər materialın keçiricilikləri və ya müqavimətləri məlum olarsa,

onda dielektrikdə yaranan cərəyanı təyin etmək olar.

V

VVR

UGUI (4.17)

s S

S

UI U G

R (4.18)

57

Dielektriklərdə yaran tam cərəyan iki cərəyanının cəminə bərabər olacaq.

iz V sI I I (4.19)

Tam keçiricilik

G G Giz V S (4.20)

Tam müqavimət

1 1 1

IZ V sR R R ;

V SIZ

V s

R RR

R R

(4.21)

Dielektriklərdə tam elektrik keçiricilik həcmi (Iv) və səthi cərəyanlarla (IS)

müəyyən edilir. Ona görə dielektriklərdə iki növ xüsusi müqavimət-xüsusi həcmi

müqavimət (v) və xüsusi səthi müqavimət (s) olur.

Dielektrikin müqavimətini onun həndəsi ölçülərinə görə də təyin etmək olar. Yəni,

S

hR (4.22)

burada h -dielektrikin qalınlığı; -xüsusi müqaviməti; -dielektrikin uzunluğu; S -

elektrodun sahəsidir.

v RS

h (4.23)

Bu ifadədən göründüyü kimi, h və S -in sabit qiymətlərində müqavimət

kəmiyyətinə görə xarakterizə olunur. -dielektriklərin xüsusi elektrik müqaviməti

adlanır və dielektrikləri xarakterizə edən əsas parametrlərdən biri sayılır.Xüsusi

həcmi müqavimət (v), dielektrikin həcmindən Iv elektrik cərə-yanını keçirmək,

xüsusi səthi müqavimət (s), isə dielektrikin səthi ilə Is elek-trik cərəyanını buraxmaq

qabiliyyətlərini kəmiyyətcə müəyyən edir. Dielek-triklərdə yaranan həcmi və səthi

sızma cərəyanlar adətən ion xarakterli olur.

Xüsusi həcmi müqavimət (v ) ədədi qiymətcə baxılan dielektrikdən hazırlan-mış və

tili, 1∙10-2

m olan kubun müqavimətinə bərabərdir, əgər cərəyan həmin kubun iki

qarşı-qarışıya duran səthlərdən axırsa. Xüsusi həcmi müqa-vimətin vahidi Om∙m-dir.

Xüsusi səthi müqavimət (s ), ədədi qiymətcə baxılan dielektrikdən hazırlanmış

ixtiyari ölçülü kvadratın müqavimətinə bərabərdir, (əgər cərəyan kvadratın qarşı-

qarşıya duran tərəflərindən axırsa), vahidi Om-dur.Elektroizolyasiya materiallarının

xüsusi müqavimətləri, onların aqreqat halından, elektrik sahə gərginliyindən,

temperatur və nəmliyindən asılıdır.

Anizotrop izolyasiya materiallarda müxtəlif istiqamətlərdə axan cərəyanın qiyməti

eyni olmur. Məsələn, təbəqəli plastik kütlələrdə qatlara paralel istiqa-mətdə yaranan

cərəyanın qiyməti nisbətən böyük olur. bu cür materiallarda yaranan nisbətən böyük

qiymətli cərəyanan dielektrik tərəfindən göstərilən müqavimət minimal və ya daxili

müqavimət adlanır və Ri-lə işarə olunur. Daxili müqavimətin ( Ri ) tərs qiymətinə

daxili keçiricilik deyilir.

58

Yuxarda qeyd etdiyimiz kimi dielektriklər az da olsa elektrik cərəyanını

keçirir. Dielektrikin elektrik cərəyanını keçirməsinin əsas səbəbi onların tərkibində

az miqdarda sərbəst yük daşıyıcılarının olmasıdır.İdeal dielektrik-də bu cür sərbəst

yükdaşıyıcıları yoxdur, onu təşkil edən hissəciklər bir-birilə möhkəm əlaqədə olur və

xarici elek sahəsinin təsirindən böyük məsafələrə qət edə bilmir. Buna görə ideal

dielektrik də elektrik cərəyanı yaranmır.

Tərkibində sərbəst hissəcik olan dielektriklərə elektrik sahəsi ilə təsir etdikdə

həmin yükdaşıyıcılar sahə istiqamətində böyük məsafələri qət edir və nəticədə

elektrik cərəyanı yaranır. Dielektriklərdə yaranan cərəyanın qiyməti yüklü

hissəciklərin sürətindən asılıdır. Dreyfin orta sürətinin sahə intensiv-liyinə olan

nisbəti yükdaşıyıcılarının yürüklüyü və yaxud çevikliyi adlanır.

E

u (4.24)

Yükdaşıyıcıların yürüklüyü kimyəvi rabitənin növündən, temperaturdan və

quruluşdan çox aslıdır, müxtəlif maddələr üçün geniş (10-105sm

2 / V∙san) hüdudlarda

dəyişir.

Dielektriklərin strukturundan aslı olaraq onlarda olan sərbəst yüklü hissə-ciklər

müxtəlif ola bilər : Qaz halında olan dielektriklərin də sərbəst yükdaşı-yıcıları

müsbət və mənfi yüklü ionlar, və ya elektronlar ola bilər; Mayelərdə yükdaşıyıcılar,

mayenin daxilində olan kənar aşqarların dissosasiya nəticə-sində yaranan ionlar və

kalloid hissəciklərdir və bəzi hallarda katoddan emis-siya olunmuş elektronlardır;

Kristallarda yükdaşıyıcılar, kristalik qəfəsdə ya-ranan defektlər,vakansiya-boş qalmış

düyün və düyünlər arasında yerləşmiş hissəciklərdir.Elektron elektrik keçiricisinə

malik bərk dielektrikdə yükdaşı-yıcılar, keçirici zonadan olan elektronlar və dolmuş

zonada olan deşiklərdir.

Vahid zamanda dielektriklərin vahid səthindən axan elektrik cərəyanın sıxlığı

aşağıdakı kimi olur:

enj (4.25)

burada n –vahid həcmdə olan hissəciklərin sayı; e – hissəciyin yükü ; υ –isə

hissciklərin orta hərəkət sürətidir.

Əgər dielektriklərin səthində sərbəst yüklər eyni qaydada paylanarsa və eyni tipdə

olarsa onda:

n e (4.26)

n–vahid həcmdə olan hissəciklərin sayı; –yükdaşıyıcıların yürüklüyüdür.

Bu ifadə dielektriklərin elektrik keçiriciliyinin ümumi ifadəsidir n və e-nin sabit

qiymətində çevikliklə xarakterizə olunur.

Yükdaşıyıcılarının təbiətindən asılı olaraq, dielektrikdə elektrik keçiricisinin

aşağıdakı növləri mövcuddur.

1.Elektron elektrik keçiriciliyi bu keçiricilik zamanı yükdaşıyıcılar, mənfi yüklü

hissəciklər -elektronlardır.

2.İon elektrik keçiriciliyi, yükdaşıyıcıları müsbət və mənfi yüklü ionlardır.

59

Bu keçiricilik zamanı elektroliz hadisəsi müşahidə olunur.

3.Molion (katoforitik) elektrik keçiriciliyi. Bu cür keçiriciliyin, yükdaşıyıcıları,

kalloid yüklü hissəciklərdir.

Dielektrik itkiləri

Xarici elektrik sahəsinin təsirindən vahid zamanda dielektrikdə səpələnən və onun

qızmasına sərf olunan enerji dielektriki itkilər adlanır. Dielektrik itkiləri həm sabit,

həm də dəyişən gərginlikdə baş verir. Dielektrik itkiləri əsas etibarı ilə aşağıdakı

səbəblərdən yaranır: a) Elektrik keçiriciliyi hesabına yaranan tg; b) Dipol-

relaksiyasıya və ya gecikmiş polyarizasiya hesabına yaranan tg; c) Strukturun qeyri

bircinsliyi hesabına yaranan tg; d) ionizasiya dielektrik itkiləri .

Dielektriklər itkiləri, yəni dielektrikdə səpələnən enerji, istilik enerjisinə çevrilir

və dielektrik elektrik sahəsində əlavə olaraq qızır. Buna görə də dielektrik itkiləri,

xoşagəlməz hal kimi qəbul edilir. Bütün dielektriklərdə elektrik sahəsində həmişə

dielektrik itkiləri mövcuddur. Dielektrik itkilərinin qiyməti nə qədər az olarsa onun

izolyasiya keyfiyyəti bir o qədər yaxşıdır. Sabit gərginliklərdə dielektriklərdə

yaranan itkilər əsasən keçiricilik hesabına yaranan itkilərlə xarakterizə olunur.

Dəyişən gərginlikdə isə keçiricilik hesabına yaranan itkilərdən əlavə həm də

polyarizasiya hesabına itkilər yaranır. Elektron və ion polyarizasiyaları dielektrik

itkiləri yaratmır. Çünki bu polyarizasiyalar çox kiçik bir müddətdə baş verir və

polyarizasiyanın bərpası üçün sərf olunan elektrik enerjisi istilik enerjisinə çevirməyə

imkan tapmır, yəni itki olmur.Dipol-relaksasiya polyarizasiyaları isə əlavə dielektrik

itkiləri yaradır.Çünki, dipolların özlülü mühitdə sahə istiqamətlərdə oriyentasiya

olunması üçün müəyyən vaxt və elektrik enerjisi sərf olunur və bu enerji istilik

enerjisinə çevrilir, dielektrik qızır. Bu da dielektrik itkilərin yaranmasına səbəb

olur.Bir qayda olaraq dielektrik itkiləri, dielektrikə tətbiq olunmuş gərginliyin

kvadratı ilə düz mütənasib artır. Dielektrik itkilərinin fiziki mahiyyətini araşdırmaq

üçün dielektrikdə elektrik sahəsində yaranan

cərəyanı analiz edək.

Dielektriklərdə elektrik sahəsində 3 növ cərəyan yaranır.

1)Yerdəyişmə cərəyanı (ani polyarizasiya hesabına yaranan cərəyan) Iyer.d..

2)Absorbsiya cərəyanı (dipol-relaksasiyası hesabına yaranır) Jabs.

3)Keçiricilik cərəyanı (dielektriklərdə elektrik keçiriciliyi hesabına olur) Jkeç.

Ümumi cərəyan bu üç cərəyanın cəmindən ibarət olur, yəni

J= Jy.d.+Jabs.+Jkeç.

Dielektrik itkilərini izah və analiz etmək üçün hər hansı bir dielektrikə malik

kondensatorun vektor diaqramını nəzərdən keçirək. Məlumdur ki, real kondensatorda

həm reaktiv cərəyan (tutum cəryanı) həm də aktiv cərəyan yaranır (şək.4.4)

60

Şəkil 4.4. İtkilərə malik dielektrik üçün ekvivalent sxem və vektor diaqramı

Şəkildə Jy.d. -yer dəyişmə, Jabs.r -absorbsiya cərəyanın reaktiv hissəsi; Ikeç. -keçiricilik

cərəyanının aktiv hissəsidir; Jabs. Absorbsiya cərəyanının aktiv hissəsidir; Jkeç – aktiv

cərəyan olub, U vektoru ilə fazaca eynidir.

Vektor diaqramından göründüyü kimi tam cərəyan vektoru ilə gərginlik vektoru

arasındakı fazalar fərqi real kondensatorlardan fərqli olaraq 900- yox , hər hansı -

bucağına bərabərdir.Deməli I ilə U arasındakı fazalar fərqini 900-yə qədər

tamamlayan bucaq, dielektrik itkisi bucağı adlanır və (delta) ilə işarə edilir. -

bucağı dielektriklərin keyfiyyətini xarakterizə edən əsas parametrlərdən biridir. Lakin

praktikada dielektrik itkilərini xarakterizə etmək üçün -dan yox, həmin bucağın tg-

dən istifadə edilir.tg -nə qədər kiçik olarsa dielektrik itkiləri bir o qədər az olar və o

yüksək keyfiyyətli dielektrik sayılır.

Dieletrik itkilərinin mahiyyətini aydınlaşdırmaq üçün, absorbsiya cərəyanı Iabs.

vektorunu, aktiv Ia.abs. və reaktiv Ir.abs.toplananlarına ayıraq. Absorbsiya cərəyanının

aktiv toplananı, ümumi cərəyanın Iüm. aktiv toplananı Ia və keçiricilik cərəyanının

ifadəsini yazaq:

I I Ia a abs kec . . (4.27)

Yerdəyişmə cərəyanı Iy. ilə absorbsiya cərəyanının Ir.abs reaktiv toplananının cəminə

Iüm. ümumi cərəyanın reaktiv toplananı Ir bərabər olur:

iyabsrr dIII . (4.28)

Elektrotexnikadan məlumdur ki, kondensatorda itkilərə sərf olunan aktiv güc, yəni

dielektrikin qızmasına sərf olunan güc, U gərginliyi ilə aktiv cərəyanların Ia hasilinə

bərabərdir:

a aP UI (4.29)

Reaktiv cüc isə, U gərginliyi ilə reaktiv cərəyanların Ir hasilinə bərabərdir :

r rP UI (4.30)

Cərəyanların vektor diaqramından (şəkil 4.4) tapırıq ki,

r

a

absrdy

absakec

I

I

JJ

IItg

..

. (4.31)

61

(4.31) nisbətidən aydın olur ki, dielektrikdə yaranan aktiv cərəyanın qiyməti

tgII ra (4.32)

Reaktiv cərəyan isə

1r

UI U C

C

(4.33)

burada, = 2 -bucaq tezliyi; -dəyişən cərəyanın tezliyidir, Hs.

Reaktiv cərəyanın Ir = UC ifadəsini aktiv gücün hesablanması düsturunda (4.29)

yerinə yazsaq, onun son ifadəsi aşağıdakı kimi olacaqdır:

tgCUPa 2 (4.34)

(4.34) düsturundan görünür ki, gərginliyin, tezliyin və tutumun verilmiş

qiymətlərində izolyasiyadakı enerji itkiləri, tg-nın qiymətindən asılı olub,

dielektrikin elektrik xarakteristikasıdır. Müasir elektroizolyasiya materialları üçün

tg = 0.0001-0.5 hüdudundadir. tg-nın qiyməti kiçik olduqca, dielek-trik daha

keyfiyyətli sayılır, çünki dielektrikdə enerji itkisi daha az olacaqdır. Enerji itkisinin

çox olması isə, dielektrikin qızmasına və onun vaxtından qabaq dağılmasına səbəb

ola bilər. tg kəmiyyəti, həmçinin dielektrikin temperaturundan və ona verilən

dəyişən gərginliyin tezliyindən asılıdır.

Dielektriklərin deşilməsi

Məlumdur ki, elektroizolyasiya materialları istismar zamanı elektrik sahəsinin və

ya gərginliyin təsirinə məruz qalır. İzolyasiya materialı sonsuz böyük gərginliyə

davam gətirmir, yəni gərginliyin müəyyən bir qiymətinə qədər o elektroizolyasiə

xassələrini saxlayır, lakin gərginliyin müəyyən bir qiymətində dielektrik öz

elektroizolyasiya xassəsini itirir, keçriciyə çevrilir və bu hadisə dielektriklərin

elektrik deşilməsi adlanır.Deşilmə zamanı elektrodlar arasında cərəyanın qiyməti

kəskin artır və elektrodlar qısa qapanır. Deşilmə gərginliyi Udeş. ilə işarə olunur,

vahidi MV; kV.Hər hansı bir dielektrikin Udeş -nin qiyməti onun qalınlığından aslı

olduğuna görə bu parametr dielektriki tam xarakterizə edə bilmir. Dielektrikin

gərginliyə davam gətirmə qabiliyyətini müəyyənləşdirmək üçün vahid qalınlığa

düşən gərginliyin qiymətini bilmək lazımdır. Bu parametr, dielektrikin elektrik

möhkəmliyi adlanır.

Elektrik möhkəmliyi, dielektrikin deşilmə anına uyğun gələn sahə intensivliyinin

qiyməti olub, deşilmə gərginliyinin dielektrik deşilən nöqtədəki qalınlığına olan

nisbəti kimi təyin edilir və Edeş ilə işarə olunur.

EU

hdes

des ; MV / ; (4.35)

Edeş.-dielektrikləri xarakterizə edən əsas parametrlərdən biridir.

62

Dielektriklərdə elektrik deşilmə prosesinin öyrənilməsi həm nəzəri həm də praktiki

əhəmiyyət kəsb edir. Hər bir izolyasiya material üçün müəyyən elektrik möhkəmliyi

mövcuddur və dielektrikin işçi gərginliyi seçilən zaman onun elektrik möhkəmliyi

nəzərə alınmalıdır.(işçi gərginliyin qiyməti, deşilmə gərginliyinin qiymətindən qat-

qat, 4-5 dəfə kiçik olmalıdır).

Dielektrikdə deşilmə prosesi mürəkkəb prosesdir və onun baş vermə mexanizmi

həm maddənin qurluşundan, təcrübəninnn aparılma şəraitindən və bir çox faktorların

təsirindən aslıdır. Dielektriklərin deşilməsi, həm sabit, həm dəyişən, həm də impuls

gərginliklərlə yoxlanılır və əsasən sahənin xarakterindən aslıdır. Elektrik

möhkəmliyini, həm bircinsli həm də qeyri bir cinsli sahələrdə yoxlayırlar. Deşilmə

prosesi, dielektrikin müqaviməti mütəmadi olaraq azaldıqda ondan keçən cərəyanın

artması və onu qızdırması nəticəsində baş verir (istilik deşilmə).

4.1.2 Dielektrik materialların mexaniki, istilik və fiziki –kimyəvi

xarakteristikaları

Dielektriklərin mexaniki xarakteristikaları - Elektrotexniki materialların

keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün elektrik xarakteristikalarından başqa onların

mexaniki xarakteristikalarını da bilmək lazımdır. Dielektriklərin əsas mexaniki

xarakteristikalarına, dartılmada (d), sıxılmada (s), əyilmədə möhkəmlik həddi

(o), və materialın xüsusi zərbə özlülüyü (an) aiddir.

Dartılmada möhkəmlik həddini, xüsusi formalı nümunələr üzərində təyin edirlər.

Dartılmada materialın möhkəmlik həddi (d) aşağıdakı düsturla hesablanır:

0

dd

P

S N/m

2 (4.36)

burada Pd –nümunəni qırılma vaxtı dağıdan qüvvə, H; S0 – sınaqdan əvvəl

nümunənin en kəsik sahəsidir, sm2

Dartılmada nisbi uzanmanı, materialın dartılmada möhkəmlik həddi ilə eyni vaxtda

müəyyən edirlər Bunun üçün nümunənin ilk uzunlugunu (o) və qırılma vaxtı onun

uzanmasını ( l ) ölçürlər. Dartılmada nisbi uzanma aşağıdakı düsturla müəyyən

edilir:

%1000

d (4.37)

=-0, burada – nümunənin qırılmadan sonrakı uzunluğudur. və 0

eyni vahidlə ölçülməlidir. Bu xarakteristika (d), materiala dartılma və elastiklik

qabiliyyətlərini müəyyən etməyə imkan verir.

sıxılmada möhkəmlik həddini (s), əsasən silindr formalı nümunələr üzərində

müəyyən edirlər. Məsələn, bu xarakteristikalar qəlibə salınmış və preslənmiş plastik

kütlə materiallarda hündürlüyü 15+0,5 mm və diametri 10+0,5 mm olan silindrlərdə

63

müəyyən edilir. Sıxılmada materialın möhkəmlik həddini (s) aşağıdakı düsturla

hesablanır:

0

ss

S

P (4.38)

burada Ps–sıxılmada material nümunəsinin dağıdıcı qüvvəsi, H; S0 – sınaqdan əvvəl

material nümunəsinin eninə kəsiyinin sahəsidir, m2.

Statik əyilmədə materialın möhkəmlik həddi ə aşağıdakı düsturla hesablanır:

2

э

bh

LP5,1 (4.39)

burada Pə –əyici qüvvə, H; L – sınaq maşınının polad dayaqları arasındakı

məsafə, m; b – nümunənin eni, m; h – nümunənin qalınlığıdır, m.

Xüsusi zərbə özlülüyü (dinamik əyrilmədə materialların möhkəmlik həddi)

materialların zərbəyə müqavimətini müəyyən etməyə imkan verir. Xüsusi zərbə

özlülüyünün qiyməti kiçik olduqca həmin material daha kövrək olur.

Xüsusi zərbə özlülüyünü )( xz nesablamaq üçün nümunənin dağılmasına

sərf edilən enerjinin qiymətini nümunənin eninə kəsiyi sahəsinə bölmək

lazımdır:

2

0

12 MHS

hhGxz

(4.40)

Sınaqdan keçirilən nümunələrin səthi hamar olmalıdır, onun üzərində emal izləri

qalmamalıdır. Sınaqlar 20+5oC temperaturda aparılmalıdır.

Mexaniki xarakteristikaların qiymətini bilmək, materialı seçməyə və müxtəlif

konstruksiyalarda daha səmərəli istifadə etməyə imkan verir.

İstilik xarakteristikaları - İstilik xarakteristikaları, dielektriklərin qızdırılması

zamanı onların özlərini necə aparmasını qiymətləndirməyə imkan verir, bu isə böyük

əhəmiyyət kəsb edir, belə ki, elektroizolyasiya materiallarının əksəriyyəti elektrik

maşın və apratlarında yüksək temperaturda işləyir.

Ərimə temperaturu. Bu xarakteristika kristal quruluşa malik materiallar (metallar,

yarımkeçiricilər, dielektriklər) üçün təyin edilir və bunlar müəyyən temperaturda

bərk haldan maye hala keçirlər.

Yumşalma temperaturu. Əsasən amorf qurluşlu materiallar üçün təyin edilir.

Bunların bərk haldan maye halına keçməsi dəqiq temperaturda deyil, müəyyən

temperatur intervalında baş verir. Ona görə də amorf materiallarda şərti yumşalma

temperaturunu ölçürlər ki, bu temperaturda da material özlülü-axıcılıq halına

keçir.Yumşalma temperaturuna yaxın temperaturlarda materialı tətbiq etmək olmaz,

belə ki, o, yumşalaraq axmağa başlayacaqdır.

İstiliyə davamlılıq. Bu xarakteristika dielektriklərin qısa müddətli qızmaya davam-

lılığının qiymətləndirməyə imkan verir. İstiliyə davamlılıq əsasən Martens aparatının

köməyi ilə təyin edilir. Bəzən Vik aparatı ilə də istiliyə davamlılıq təyin edilir.Ona

görə dielektrik materiallarda Martensə görə istiliyə davamlılıq və Vikə görə istiliyə

64

davamlılıq anlayışlarından istifadə edilir. Məsələn, Martensə görə istiliyə davamlılıq

polistirol üçün 75-80 oC, getinaks üçün isə 150-170

oC qəbul edilir. Beləliklə, bu

temperaturlarda dielektrikləri heç bir konstruksiyada tətbiq etmək olmaz.

Qızmaya davamlılıq. Elektroizolyasiya materiallarının uzun müddət heç bir

dəyişilmə (tərkibində və xassələrində) olmadan buraxıla bilən temperaturaya

davam gətirmə qabiliyyəti qızmaya davamlılıq adlanır. Elektrik maşın və aparatları,

kabelləri və s. üçün qızmaya davamlılıq sinfi müəyyənləşdirilmişdir. (Y,A, E, B, F,H,

cədvəl 4.1).

Y – sinfinə, üzvi dielektriklər (polietilen, polistirol və s.) və hopdurulmamış lifli

materiallar (karton, kağız, pambıq-kətan parça, təbii ipək və s.) aiddir.

A – sinfinə, hopdurulmuş (laklar və s.) pambıq-kətan və ipək parça (laklı parçalar),

habelə bir çox plastik kütlələr (getinaks, tekstolit və s.) aiddir.

E – sinfinə, yapışqanlı slyüda materialları (mikanitlər ) və A yaxud da E qızmaya

davamlılıq sinifli (bakelit lakı və s.) yapışqanlılı şüşə lifli materiallar aiddir.

B – sinfinə, lavsan elektroizolyasiya örtüyü, bakelit lakı əsaslı şüşə tekstalit

və s. aiddir.

F – sinfinə, slyüda, asbest, yüksək qızmaya davamlı laklar ilə hopdurulmuş (epoksid

və başqa ) şüşə liflər aiddir.

H – sinfinə, silisium üzvi laklar, həmçinin slyüdadan, şüşə sapdan və s.-dən ibarət

kompozisiya materialları aiddir.

200 – sinfinə, polimidlər, şüşə yaxud da asbest saplar və qızmaya davamlı üzvi və

yaxud da silisium üzvi əlaqələndiricilər əsasında kompozisiya materialları aiddir.

220 – sinfinə, polimidlərin bəzi növləri, ftorplast və silisium üzvi əlaqələndirici və

silisiumlu saplar şəklində plstik kütlələr aiddir.

250 – sinfinə, əsasən qeyri-üzvi dielektriklər (elektrokeramika, şüşə, slyüda) aiddir.

Üzvi polimerlərdən ancaq ftorplast – 4 bura aiddir.

Cədvəl 4.1. İzolyasiya materialların qızmaya davallılıq sinfi

Qızmaya davallılıq sinfi Buraxıla bilən temperatur, oC

Y 90

A 105

E 120

B 130

F 155

H 180

C 180 çox

Şaxtaya davamlılıq. Bu parametr materialların alçaq temperaturlara davam gətirmə

qabiliyyətini qiymətləndirmək üçün istifadə edilir. Məlumdur ki, alçaq

temperaturlarda elektroizolyasiya materialları (rezin, plastik kütlələr, lak örtükləri və

65

s.) çatlayır elastikliyini itirir. Maye dielektriklərin şaxtaya davamlılığı onun donaraq

bərk cismə çevrilməsi ilə təyin edilir.

Maye dielektriklərin (yağların) buxarlarının aşınma temperaturu. Bu

temperaturda müəyyən həcmdə maye dielektrikin qızdırılması zamanı yaranan buxar

və qazlar açıq odla təmasda olduqda alışırlar.

Elektroizolyasiya materiallarının fiziki-kimyəvi xarakteristikaları (xassələri)

Turşu ədədi–1 q maye dielektrikin tərkibindəki sərbəst turşuların neytrallaş-ması

üçün lazım olan kalium-hidroksidin (KON) milliqramlarla (mq) miq-darıdır.

Elektroizolyasiya və digər materialların turşu ədədi müəyyən olunur.Turşu ədədi

böyük olduqca maye dielektrikin tərkibində daha çox sərbəst turşu olur. Deməli,

onun keçiriciliyi də böyükdür Məsələn, transfor-mator yağı üçün turşu ədədi 1 q

yağda 0,05 mq KON-dan çox olmamalıdır.

Özlülük - maye hissəciklərinin nisbi yerdəyişməsində daxili sürtünmə əmsalıdır.

Özlülük böyükdyrsə, bu o deməkdir ki, maye çox qatıdır və onun nissəcikləri az

mütəhərrikdir. Mayenin özlülüyü kiçikdirsə, onun hissəcikləri mütəhərrikdir, yəni

maye yaxşı axıcılığa malikdir. Özlülük maye dielektrik-lərin hopdurucu qabiliyyətini

müəyyən edir. Hopdurucu elektroizolyasiya tərkiblərinin (lakların, kompaundların)

özlülüyü az olduqca onların hissəcik-ləri sarğının lifli izolyasiyasının daha dərin

məsamələrinə daxil olur. Özlülük artdıqca maye dielektriklərin hopdurucu qabiliyyəti

azalır. Texnikada kinematik və şərti özlülükdən istifadə edirlər. Kinematik özlülüyü

stoks (st) ilə ölçülür. Özlülüyü xüsusi cihazlarla – viskozimetrlə ölçürlər. Maye

dielektrikin axtarılan kinematik özlülüyünü

= C sst (4.41)

düsturu ilə hesablayırlar, burada C - viskozimetr sabiti sst/san; - sınaqdan keçirilən

mayenin axma vaxtıdır (orta ədədi qiyməti), san.

Suya dayanıqlıq, dielektriklərin suyun təsirinə davam gətirmək qabiliyyətini

müəyyən edir. Su, materialın məsamələrinə daxil olaraq onun elektrik

xarakteristikalarını aşağı salır.Dielektrikin suya dayanıqlığını qiymətləndir-mək üçün

əvvəlcə onun nümunələrinin su udmasını () müəyyən edirlər:

%100G

GG

1

12

(4.42)

burada G1 – material nümunəsinin quru halda çəkisi; G2 – material nümunəsinin

suda 24; 48 və 72 saat müddətində saxlandıqdan sonra çəkisidir. Eyni miqdarda su

udmuş müxtəlif materialların elektrik xarakteristikala-rının qiymətləri də müxtəlif ola

bilər. Buna görə materialların suya daya-nıqlığını tam qiymətləndirmək üçün onun

elektrik xarakteristikalarının (v, , tg, Edeş), nümunələrin suda qalması vaxtından

asılı olaraq dəyişməsini tədqiq edirlər. Həmin xarakteristikaların dəyişməsini ətraflı

tədqiq etdikdə materialın suya dayanıqlıq dərəcəsini müəyyən etmək mümkündür.

66

Material, suda uzun müddət qaldıqdan sonra özünün əvvəlki xarakteristikalarını

saxlayırsa, o suya dayanıqlı sayılır.

Rütubətə dayanıqlıq, elektroizolyasiya materialı rütubətli atmosferdə işlədikdə su

buxarı ona uzun müddət təsir göstərdikdə dayanıqlıq dərəcəsini müəyyən etməyə

imkan verir.Bu xarakteristikanı tədqiq etmək üçün dielektriklərin nümunələrini

içərisi su buxarı ilə doldurulmuş hermetik bağlı kameraya (hiqrostata) salırlar

(asırlar). Əvvəlcə dielektrikin hiqroskopikliyini () müəyyən edirlər:

%1000

01

G

GG (4.43)

burada G0 – mütləq quru material nümunəsinin çəkisi; G1–material nümunəsinin

rütubətli atmosferdə (hiqrostatda) 24, 48 və 72 saat müddətində saxladıqdan sonra

çəkisidir.

Materialların kimyəvi dayanıqlığı, onlara həlledicilər (toluol, benzin, spirtlər,

mineral yağlar və b.), oksidləşdiricilər (ozon, xlor, azot 2-oksid və b.) və başqa

dağıdıcı agentlər (turşular, qələvilər, onların məhlulları və buxarları) təsir göstərdikdə

dielektriklərin dayanıqlıq dərəcəsini qiymətləndirməyə imkan verir. Dielektrikin

kimyəvi dayanıqlığını müəyyən etmək üçün onun uzun müddət hər hansı reagentin

təsiri altında olan nümunələrinin mexaniki və elektrik xarakteristikalarının

dəyişməsini ətraflı tədqiq edirlər.

Tropik iqlimli ölkələrə (Hindistana, İndoneziyaya, Birmaya, Həbəşistana və b.)

göndərilən elektrik avadanlığında işlədilən elektrik izolyasiya materiallarının tropik

dayanıqlığı müəyyən edilir.

4.2. Elektroizolyasiya materialları və onların təsnifatı

Elektrotexnika sənayesində, elektron texnikasında, radiotexnikada və mikroelektro-

nikada yüzlərlə müxtəlif növ dielektriklər işlədilir. Aparat və cihazlardakı funksi-

yasına görə, onlar elektroizolyasiya, kondensator materiallarına (passiv dielektriklər)

və idarə olunan materiallara (aktiv dielektriklər) bölünür.Yaxın vaxtlara qədər

dielektrikləri üzvi və qeyri-üzvi (mineral) quruluşlara da bölürdülər. Hazırda texnika-

da çox müxtəlif quruluşda və tərkibdə maye,plastmas, elektromer və s. olan silisium

üzvi birləşmələr, element üzvi birləşmələr, mineral doldurucular (şüşə, asbest, slyuda

və s.) əsasında alınan plastmaslar işlədilir. Bu materiallar öz xassələri-nə görə üzvi və

qeyri-üzvi tərkiblər arasında olan sərhəddi götürmüşdür. Ona görə texnikada işlədilən

elektroizolyasiya materiallarının siniflərə bölünməsi ildən ilə çətinləşir.Əvvəllər üzvi

və mineral dielektrikləri istiliyə davamlılığa görə fərqləndir-mək mümkün idi.

Hazırda isə kütləvi istehsal edilən ftor və s. silisium üzvi polimerlə-rin istiliyə

davamlılığı 300oC-yə çatır. Element üzvi birləşmələrdən istiliyə davam-lılığı 600

oC-

yə qədər olan növlər məlumdur. Üzvi materialların çeviklik və plastikliyi də qeyri-

üzvi materialların kövrəkliyinə qarşı qoyulmuş bir sıra göstəriciləri hesab edilə

bilməz. Çünki hazırda qeyri-üzvi şüşə liflərdən adi toxuculuq üsulu ilə parça toxunur.

67

4.3.Qaz halında olan dielektriklər

Qaz halında olan dielektriklər yüksək xüsüsi müqavimətə, kiçik dielektrik

itkilərinə və vahidə yaxın dielektrik nüfuzluğuna malikdirlər. Qaz halında olan

dielektriklərin mühüm xassələrindən biri də elektrik deşilməsindən sonra onun

dielektrik xassələrinin bərpa olunmasıdır. Qaz halında olan dielektriklərdən ən geniş

yayılanı, havadır və onun tərkibində: azot (78%), oksigen (20,99%), karbon qazı

(0,03%), arqon (0,933%), hidrogen (0,01%), neon (0,0018%), helium, kripton və

ksenon vardır.Axırıncı üç qaz birlikdə həcmə görə faizin on mində bir hissəsini təşkil

edir. Belə ki, hava bizdən asılı olmayaraq elektrik avadanlığına daxil olur, bərk

yaxud da maye dielektriklərə əlavə olaraq qurğunun izolyasiyasını gücləndirir. EVX-

də izolyasiya məqsədilə havadan istifadə edilir.Havadan başqa elektroizolyasiya

məqsədilə texnikada iki və üç atomlu qazlardan,məsələn - azot, oksigen və karbon

qazından da geniş istifadə edilir. Normal şəraitdə bu qazların elektrik möhkəmliyi

bir-birindən az fərqlənir. Elektroizoləedici konstruksiyalarda qoyulan tələbləri ən

yaxşı eleqaz SF6 və freon CCl2F2 qazları ödəyir. Yüksək təzyiqlərdə heksaftoretanı

onun aşağı kritik parametrlərinə görə (Pkr=3,3 MPa, T=-24oC) texnikada tətbiq

etmək olmaz.Azotun elektrik möhkəmliyi demək olar ki, havanın elektrik möhkəm-

liyi ilə eynidir, adətən ondan qaz kondensatorlarının doldurulması və başqa məq-

sədlər üçün istifadə olunur. Belə ki, azot qazının tərkibində oksigen olmadığı üçün,

68

onunla təmasda olan materiallar oksidləşmir. Havaya nisbətən kiçik elektrik

möhkəmliyinə malik olmasına baxmayaraq yüksək istilik keçiriciliyinə malik olan

oksigen qazı elektroizolyasiya və soyuducu mühit məqsədilə gücü böyük olan

turbogeneratorlarda istifadə olunur.

Eleqaz və yaxud kükürdlü heksaftorid (SF6) havaya nisbətən 2,5 dəfə yüksək

elektrik möhkəmliyinə malikdir. Eleqazın qaynama temperaturu az olduğu üçün və

onun sıxlığı çox olduğundan o, havadan 5,1 dəfə ağırdır və 2 MPa təzyiqə qədər

sıxıla bilər. Eleqaz zəhərli deyil, kimyəvi mühitə davamlıdır və 800oC temperatura

kimi qızma zamanı parçalanmır. Xüsusilə də yüksək təzyiqlərdə eleqazın üstünlüyü

çoxdur. Eleqaz havaya nisbətən nəinki yüksək elektrik möhkəmliyinə malikdir, o

həmçinin yaxşı qövssöndürmə qabiliyyətinə də malikdir. Ona görə də eleqaz açarları-

nın tətbiq oblastı genişlənir. Son zamanlar eleqazın yüksək gərginlik kabellərində

tətbiq edilməsi üçün təcrübələr aparılmış və bir sıra yaxşı nəticələr əldə olunmuşdur.

Belə ki, eleqaz kabelləri yağ-kağız izolyasiyalı kabellərə nisbətən kiçik tutuma və

dielektrik itkilərinə, yaxşı soyumaya malikdirlər. Buna görə də eleqaz kabelləri

vasitəsilə böyük güc ötürmək olar.

Qaz doldurulmuş kondensatorlarda, yüksəkgərginlikli hava açarlarında və başqa

elektrik quruluşlarında bir çox qazlardan (hava, azot və s.) dielektrik kimi istifadə

edirlər. Bütün elektrik qurğularını əhatə edən hava bir dielektrik kimi əksər hallarda

onların etibarlı işləməsini təmin edir. Çini izolyatorların köməyi ilə dirəklərə

bərkidilmiş yüksəkgərginlikli elektrik verilişi xətlərinin məftilləri bütün yol boyu bir-

birindən ancaq hava qatı ilə izolə edilmişdir. Bəzən yüksək gərginlik məftillərinin

səthinə bilavasitə toxunan hava qatında səciyyəvi açıq-bənövşəyi işıqlanma -

elektrik tacı müşahidə edilir. Elektrik tacı, səciyyəvi səs ilə də müşayiət olunur və

bütün məftil boyu görünür. Elektrik tacı, havanın elektrik izolyasiya xassələri

pisləşdikdə və ya ona çox yüksək gərginliklə təsir göstərdikdə yaranır. Elektrik tacı

hadisəsi enerji itkilərinə səbəb olur.

Bərk izolyasiyanın daxilinə düşən qazlar çox çətin iş şəraitində olur və

yuxarıda göstərildiyi kimi, ardıcıl birləşmiş izolyasiya təbəqələrində elektrik

sahə gərginliyi (E) onların dielektrik nüfuzluluğuna tərs mütənasibdir, yəni

1

2

2

1

Е

Е

(4.44)

Bütün qazların dielektrik nüfuzluğu () vahiddən bir qədər çox , bərk dielektriklər-

də isə 2-8 arasındadır. Bunun nəticəsində bərk izolyasiyadakı qaz qarışıqları (hava

qabarcıqları) bərk izolyasiyadakı gərginlikdən yüksək olan gərginliyin (2-8 dəfə)

təsiri altında olacaqdır. Bu, qaz qarışıqlarının ionlaşmasına, yəni orada çoxlu miqdar-

da elektriklə yüklənmiş hissəciklərin (elektronların və ionların) yaranmasına səbəb

ola bilər. Nəticədə qaz qarışığı dielektrikdən keçiriciyə çevrilərək, bütün sistemin

izolyasiyasını zəiflədir. Qaz qarışıqlarının ionlaşması çox vaxt bərk izolyasiyasının

deşilməsinə və nəticədə elektrik maşınının, aparatın, kabelin və i.a. sıradan çıxmasına

səbəb olur. Normal iş şəraitində qaz dielektriklərin keçiriciliyi və dielektrik itkiləri

69

(tg10-6

-10-7

) çox cüzidir. Ona görə də qazlardan yüksəkvoltlu açarlarda,

kondensatorlarda və başqa quruluşlarda istifadə edirlər.

4.4.Maye dielektriklər

Maye dielektriklər elektrotexniki qurğularda geniş tətbiq edilir. Maye dielektrik

kimi neftdən alınan elektroizolyasiya yağları geniş yayılmışdır və onlar üç qrupa

bölünür: 1) yüksəkvoltlu transformator və yükəkvoltlu açarlar üçün yağlar;

2) yüksəkvoltlu kabellərin kağız izolyasiyasını hopdurmaq üçün istifadə edilən kabel

yağları; 3) kondensatorların kağız izolyasiyasını hopdurmaq üçün işlədilən

kondensator yağları.

Nadir hallarda sintetik yağlardan: sovol, sovtol və silisium üzvi mayelərdən istifadə

olunur.

Maye molekullarının böyük mütəhərrikliyi bərk izolyasiyanın müxtəlif boşluq-

larını doldurmağa imkan verir. Mineral yağlar karton, kağız, və məsaməli elektroizol-

yasiya materiallarına yaxşı hopur. Keyfiyyətli dielektrik olan mineral yağlar izolyasi-

yanın məsamələrinə girərək, onların elektrik xassələrini yaxşılaşdırır. Məsələn,

mineral yağla hopdurulmuş kağızın elektrik möhkəmliyi (Edeş), hopdurulmamış

kağıza nisbətən kəskin artır. Transformatordakı yağlar dolaqlarda yaranan istiliyin

hesabına qızaraq transformator çəninin soyuq hissələrinə tərəf axır və istiliyini onlara

verir. Özlülüyü böyük olan transformator yağı transformatorun soyumasını tam təmin

etmir. Yüksək gərginlikli transformatorlarda neft yağı təkcə istilik keçirici mühit

deyil, həm də əsas elektrik izolyasiya materialıdır. O, transformator dolaqları

arasındakı boşluğu doldurur və bununla transformatorun izolyasiyasını gücləndirir.

Elektroizoləedici transformator yağı ilk növbədə yüksək elektrik möhkəmliyinə və

dielektrik itki bucağının tangensinin kiçik qiymətinə malik olmalıdır.

Yüksək gərginlikli açarlarda da transformatorlarda işlədilən yağlar tətbiq edilir və

bu halda yağ təkcə açarın yüksək gərginlik altında olan hissələri ilə çənin gövdəsi

arasındakı izoləedici maye dielektrik funksiyasını deyil, həm də onu yüksəkvoltlu

şəbəkədən açdıqda açarın kontaktları arasında yaranan elektrik qövsünü söndürən

mühit funksiyasını da yerinə yetirir.

Elektrik kabellərində mineral yağlar, içərisində başqa maddələr həll olunmamış

saf halda və ya kağız izolyasiyası üçün hopdurucu tərkib kimi tətbiq edilir. Bu halda

mineral yağa yağda həll olunan kanifol daxil edirlər.Bunun nəticəsində yağın

özlülüyü artır və kabel içərisindəki kağız izolyasiyada yağın axmaması təmin olunur.

Kağız-yağ kondensatorlarında işlədilən yağların əsas xarakteristikaları

aşağıdakılardır: elektrik möhkəmliyi, dielektrik itki bucağının tangensi və yüksək

xüsusi həcmi müqavimət.

Neft yağlarının kimyəvi tərkibi neftin tərkibi ilə müəyyən edilir.

Bütün neft yağları, naften parafin və aromatik karbohidrogenlərin mürəkkəb

birləşmələrindən ibarət olub, onların tərkibində 1%-ə qədər digər komponentlər,

qarışıqlar olur. Yağın tərkibində naften karbohidrogenlərinin olması onun

70

oksidləşməyə qarşı davamlığı artırır və onların miqdarı 70-80% olur. Parafin

karbohidrogenlərinin olması kimyəvi stabilliyi təmin edir. Aromatik karbohidrogen-

lərin çox olması yağın alışma temperaturunu aşağı salır, çöküntülər əmələ gətirir və

nəticədə yağın elektrik xassələri pisləşir. Müəyyən olunmuşdur ki, belə karbohidro-

genlərin elektroizoləedici yağdan kənarlaşdırılması yağın tez oksidləşməsinə səbəb

olur. Aromatik karbohidrogenlərin yağda miqdarı 10-12 %-dən artıq olmur.

Elektroizolyasiya neft yağlarının tərkibinə başqa komponentlər də daxildir: üzvi

turşular, qətranlı maddələr, kükürdlü birləşmələr və s.

Transformator yağları iki markada hazırlanır: transformator yağı və antioksidləş-

dirici aşqarlı transformator yağı. İkinci marka yağın tərkibinə onun fiziki-kimyəvi

xassələrini stabilləşdirmək üçün antioksidləşdirici aşqar daxil edilir.

Bütün transformator yağlarını, adətən, aşağıdakı qruplara bölürlər:

1. İstismarda olmamış, zavoddan alınmış təzə yağ,

2.Təmiz quru yağ. Bu qrupa aşağıdakılar daxildir: a) istismarda olmamış yağlar; b)

istismarda olmuş, lakin kimyəvi bərpa edilmiş yağlar.

3) İstismarda olan yağ.

4) İstismardan çıxarılmış və bərpa olunacaq yağ.

Təzə transformator yağını aparatlara və transformatorlara tökməzdən əvvəl

sınaqdan keçirirlər. Təzə yağın elektrik möhkəmliyinə norma qoyulmur. Bu

xarakteristika «Texniki istismar qaydaları»na görə ancaq quru yağ və istismarda olan

yağ üçün normalaşdırılır. Elektrik möhkəmliyinin qiyməti, içərisi yağla doldurulmuş

aparatların işçi gərginliklərinə görə normalaşdırılır.

Bundan başqa istismar yağının alışma temperaturu 135 oC-dən az və turşu ədədi 0,4

mq KON/q-dan çox olmamalıdır.

Kağız izolyasiyalı güc kabellərinin istehsalında elektroizolyasiya neft yağlarından

çox istifadə edirlər. Kabelin konstruksiyasından asılı olaraq, yağları özlülüyünə, tg

qiymətinə və soyuma temperaturuna görə üç qrupa bölürlər: 1) özlülüyü az olan

yağlar «MH-2»; 2) özlülüyü orta olan yağlar «C-110» və «C-220»; 3) özlü yağlar -

«P-28».

Özlülüyü az olan yağlardan (MH-2) aşağı və orta təzyiqli (3 atm qədər) yağ

doldurulmuş kabellərdə istifadə edirlər.

Özlülüyü orta olan yağlar (C-110 və C-220) 14 atmosferə qədər təzyiqdə 110 kV

və daha çox gərginlikli yağla doldurulmuş yüksək gərginlikli kabelləri doldurmaq və

hopdurmaq üçün işlədilir.

2035 kV qədər gərginlikli kağız izolyasiyalı kabellərdə ən böyük özlülüyə malik

yağlar tətbiq edilir. Bu kabellərin maye hopdurucu maddəsi, kanifolda həll edilmiş

«P-28» yağıdır.

Bütün kabel yağlarına xas olan yüksək elektrik möhkəmliyi ilə yanaşı, tg

kəmiyyəti çox kiçik olmalı və temperaturun artması ilə kəskin artmamalıdır.

Kabeldəki yağlar metallarla - mislə, qurğuşunla təmasda olur. Metallar yağları

oksidləşdirən katalizator olduğuna görə yağlar istismar şəraitində oksidləşməyə qarşı

71

kimyəvi davamlılığa malik olmalıdır. Bundan əlavə, yüksəkvoltlu yağla doldurulmuş

kabellərdə izolyasiyanın möhkəmliyini zəiflədən qaz qabarcıqları olmamalıdır.

Neft yağlarının çatışmayan cəhəti onların alışqanlığı və kiçik dielektrik

nüfuzluğuna malik olmasıdır.

Kağız-yağ kondensatorlarında işlədilən neft yağları, elektrik sahə gərginliyinin

yüksək qiymətini təmin edən elektroizolyasiya materialıdır. Buna görə yağın elektrik

xarakteristikalarının, yəni tg-nın qiymətinin kiçik, elektrik möhkəmliyinin yüksək,

xüsusi həcmi müqavimətin böyük olması çox vacibdir. Kondensator yağını,

transformator yağına nisbətən daha diqqətlə təmizləmək nəticəsində əldə edirlər.

Yağların xassələri, istismar şəraitində onlara düşən qarışıqlardan, həmçinin

temperaturdan və başqa amillərdən asılı olaraq dəyişir. Qeyd etmək lazımdır ki,

yağın elektrik möhkəmliyi Edeş, tərkibində su və müxtəlif bərk qarışıqlar olduqda

azalır. Yağın temperaturu artdıqda onun elektrik möhkəmliyi aşağı düşür. Yağın

elektrik möhkəmliyinə (Edeş) və onun deşilmə gərginliyinə (Udeş) elektrodların

forması və onların arasındakı məsafə böyük təsir göstərir.Bütün elektroizolyasiya

yağlarının xarakteristikaları yüksək stabilliyə malik olmalıdır, çünki yağlar

köhnəldikdə xarakteritikalarını dəyişə bilər. Yağın köhnəlməsinin qarşısını almaq

üçün ona oksidləşməni ləngidən maddələr - inqibitorlar daxil edirlər. Lakin inqibitor

aşqarı yağı oksidləşmədən və köhnəlmədən tamamilə mühafizə edə bilmir. Buna görə

elektroizolyasiya yağlarını quru təmiz qablarda saxlamaq və daşımaq lazımdır.Onları

yağı çirkləndirən rezin şlanqlarla deyil, təmiz metal boru kəmərləri ilə sorub baka

vurmaq lazımdır. İstismar şəraitində yağı, ona havanın və rütubətin düşməsindən

qorumaq lazımdır.

Sovol və sovtol yüksək özülülüyə və zəhərlənməyə malikdir. Ona görə də onların

tətbiq oblastı məhduddur. Transformatorlarda maye dielektrik kimi 20% sovoldan və

80% heksaxlorbutadiendən ibarət olan heksol geniş tətbiq edilir. Sovolun bir sıra

qüsurları onun tətbiq dairəsini məhdudlaşdırır. Sovolun soyuma temperaturu –

8 oC-dir. Bundan başqa, onun özlülüyü böyükdür; Sovol, tərkibində xlor olduğuna

görə zəhərlidir. Ona görə sovolu ağzı möhkəm bağlanan qabda saxlamaq lazımdır.

Silisium-üzvi mayelərdən ”Koloriya-2” adlanan və dielektrik kimi işlədilən

mayelər çox geniş yayılmışdır.”Koloriya-2” mayesinin elektrik möhkəmliyi neft

yağlarının möhkəmliyindən bir qədər azdır. Silisium-üzvi maddəsi ”Koloriya-2”

kağız kondensatorlarında hopdurucu maye dielektrik kimi işlədilir. O, -60 oC-dən

+100 oC-yə qədər geniş temperaturlar diapazonunda xarakteristikaların böyük

stabilliyinə malikdir.

4.5.Polimerlər əsasında Bərk üzvi dielektriklər

4.5.1.Polimer materiallar haqqında əsas anlayışlar və onların təsnifatı

Bərk üzvi dielektriklərin, demək olar ki, hamısı yüksək molekulalı polimer

materialdır. «Polimerlər» adı iki yunan sözündən əmələ gəlmişdir: biri «poli» çox, o

72

birisi «meros» - hissə. Doğrudan da, polimerlərin molekulları çoxlu sayda

hissəciklərdən - başlanğıc maddənin on və yüz minlərlə hissəciklərdən -

monomerlərdən ibarətdir. Monomerlər, kimyəvi reaksiyalara asanlıqla girən, aktiv

sadə maddələrdən ibarətdir. Bu reaksiyalar nəticəsində yeni maddə - böyük molekul

çəkili polimerlər əmələ gəlir. Polimerlərin molekullarında monomerlər kimyəvi

rabitə qüvvələri ilə bir-biri ilə möhkəm bağlı olur.Polimerin böyük molekulları,

uzununa dartılmış sap şəklində ola bilər, yəni onların xətti quruluşu olur; və ya onlar

fəzada hər üç istiqamətdə inkişaf edə bilər, yəni onların fəza (həcmi) quruluşu olur.

Xətti molekullardan ibarət olan yüksək molekulalı polimer materiallara xətti

polimerlər deyilir. Bir qayda olaraq, onlar elastik olur (kauçuk, polietilen və sairə) və

qızdırıldıqda yumşalırlar. Fəza quruluşlu molekullardan ibarət olan polimerlər, bir

qayda olaraq, bu cür xassələrə malik olmur.

Xətti polimerlərə təbii və süni kauçuk, süni dielektriklər: polietilen, polistirol və

sairə aiddir. Fəza quruluşlu polimerlərə süni qətranlar: bakelit, qeliftal və başqaları

aiddir.Polimerlərin çox hissəsi amorf maddədir və ona görə də onlara qətran deyilir.

Polimerlərin bəzilərinin (ftorplast-4 və başqaları) kristallik quruluşu olur:

Təbii polimerlərin xassələri məhdud olduğu üçün müasir elektrotexnika başlıca

olaraq yüksəkmolekulalıpolimer sintetik dielektriklərdən istifadə edir. Onlar

polimerləşmə və polikondensasiya reaksiyaları nəticəsində alına bilər.

Polimerləşmə - başlanğıc maddənin (monomerin) elementar tərkibini

dəyişməyərək onun monomerlərini birləşdirməklə böyük yüksək molekulalı polimer

maddə molekulları almaq prosesidir.

Polikondensasiya - başlanğıc maddələrin (monomerlərin) böyük molekullarda

birləşərək yüksək polimer maddə əmələ gətirmə prosesidir; bu prosesdə su, turşu, qaz

və başqa kənar maddələr də alınır. Polikondensasiya reaksiyası nəticəsində alınan

dielektriklər, bir qayda olaraq, polimerləşmə nəticəsində alınan dielektriklərə

nisbətən bir qədər kiçik elektrik izolyasiya xassələrinə malikdir.

Qızdırıldıqda özlərini aparmalarına görə yüksək polimer materiallar iki qrupa

ayrılır: termoreaktiv, termoplastik

Termoreaktiv materiallar, istehsalın son mərhələsində, yəni hazır şəkildə

qızdırıldıqda, yumşalmağa qabiliyyəti olmayan materillara deyilir. Termoreaktiv

dielektriklərə bakelit qətranları və onların əsasında alınan plastik kütlə (getinaks,

tekstolit), qliftallar və başqa materiallar aiddir.

Termoplastik materiallar, temperaturun təsinrindən təkrar emal oluna

bilən materiallardır. Termoplastik dielektriklərə polistirol, polietilen,

polivinilxlorid və s. aiddir.

4.5.2.Polimer üzvi dielektriklər

Elektrotexnika sənayesində geniş tətbiq edilən polimer dielektriklərə polistirol,

polietilen, polivinilxlorid və b. aiddir.

Polistirol, bərk şəffaf materialdır, kimyəvi quruluşu aşağıda göstərilmişdir:

73

n

IH

5HCI

IH

HI

CC

6

O, yüksək elektroizolyasiya xassələrinə malik olub, suya, turşulara və qələvilərə

davamlıdır. Şəkildə göstərildiyi kimi, polistirol, stiroldan polimerləşmə reaksiyası

nəticəsində alınır. İki cür polistirol olur; vərəqə, lövhə, dənəvari şəklində buraxılan

blok polistirolu və birbaşa toz şəklində alınan emulsiya polistirolu. Toz şəklində

(emulsiya) polistirolu almaq üçün

polimerləşmə reaksiyasını qələvi maddələrin sulu məhlulunda aparırlar.

Blok polistirolundan izolyasiya məmulatlarını, mexaniki emal üsulu ilə alırlar.

Dənəvər polistiroldan məmulatları isə təzyiq altında tökmə üsulu ilə hazırlayırlar. Bu

məqsədlə polistirolun dənələri əridici qaba-oksidləşməyən polladdan hazırlanmış

elektrik qızdırıcısına malik (1200C-yə qədər) qaba tökülür. Maye hala çevrilmiş

polistirol sökülüb-açılan metal qəliblərə daxil olur.Bu qayda ilə polistiroldan tökmə

məmulatları alırlar.

Tozvarı emulsiya polistirolundan məmulatları polad pres-qəliblərdə isti presləmə

üsulu ilə hazırlayırlar.İsti presləmə və təzyiq altında tökmə üsulları kiçik miqdarda

tullantı verir və az zəhmət tələbedir.

Emulsiya polistiroldan hazırlanan məmulatların elektrik xarakteristikaları bir qədər

aşağı olur, çünki onun tərkibində, hazırlanan vaxt tətbiq edilən qələvinin qalıqları

olur.

Polistirolun xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,00-1,07 q/sm3

; d=500-800 kq/sm2;

Ϭd=6-15 kq/sm, istiliyə davamlılığı (Martens üzrə) 65-850C; su udumu 0,05%-ə

qədər; şaxtaya davamlılığı - 600C; =10

15-10

17 Omsm; =2,4-2,6; tq=0,0003-

0,0006; Edeş= 25-40 kV/mm.

Polistirol 110-120 0C-də yumşalan termoplastik dielektrikdir. 300

0C-də polistirol

depolimerləşir, yəni yenidən başlanğıc maddəyə - stirola çevrilir.

Polistirol həlledicilərdə: benzolda, toluolda, ksilolda, karbon 4-xloriddə həll olur;

qismən asetonda, etil efirində və bəzi başqa həlledicilərdə də həll olur. Polistiroldan

sarğac gövdələri, izolyasiya panelləri, elektirik ölçü cihazları üçün panellər və

izolyatorlar hazırlıyırlar. Polistirol əsasında həmçinin elektroizolyasiya lakları

hazırlayırlar. Yumşaldılmış polistirolu dar yarıqdan - filyerdən dartıb çəkmə üsulu ilə

elastik polistirol pərdələr (stiropərdələr) və saplar alırlar. Qalınlığı 10-100 mk

(mikrona) və eni 10-300mm olan elastik polistirol pərdələr hazırlamaq olur. Polistirol

pərdələr stirofleks adlanır.Polistirol pərdələr qalın qatlı polistirol qədər yüksək

elektroizolyasiya xassələrinə malikdir, onların elektrik möhkəmliyi isə çox yüksək

olur: Edeş=80-100 kV/mm; pərdələri dartdıqda möhkəmlik həddi d=700-800 kq/sm2.

Polistirol pərdələri yüksək tezlikli kabellərin izolyasiyası üçün və həmçinin

kondensatorlar istehsalında tətbiq edirlər.

74

Polietilen - açıq-boz rəngli, bərk qeyri-şəffaf materialdır. Polietilenin

elektroizolyasiya xassələri və suya davamlılığı polistirolunki qədər yüksək

səviyyədədir. Polistiroldan fərqli olaraq, polietilen elastik olur, bu da ona yüksək

tezlik kabelləri və yüksək gərginlikli güc kabelləri üçün əsas izolyasiya və mühafizə

şlanqları kimi tətbiqetməyə yol verir.

Polietileni, etilen qazını H2C=CH2 katalizator oksigenin (0,05%) iştirakı ilə təzyiq

altında polimerləşdirməklə alırlar.Polietilen üç cür olur: yüksək təzyiq (YT) orta

təzyiq(OT) və alçaq təzyiq (AT) polietileni.

Yüksək təzyiq polietileninin (YT) alınması prosesi oksigenin (0,05%) iştirakı ilə

1200-1500 atm (1,2-1,5)108Pa təzyiqlərdə və 180200

0S temperaturlarda gedir.

Alçaq təzyiqli polietilen (1-5)105Pa təzyiqda və 60

0S temperaturda xüsusi

katalizatorların Al(C2H5)3 - üç etilaliminium və TiCl4 - dördxlorlu titanın köməyi ilə

alınır.

Orta təzyiqli polietilen 3106 Pa təzyiqdə 130-140

0S temperaturda alınır.

Bütün hallarda xətti quruluşlu polietilen alınır:

CH2 CH2CH2 CH2 CH2 CH2(H2C=CH2)n

Polietilenin polimerləşmə dərəcəsi n=3000, molekul çəkisi isə 20000-50000 olur.

Alçaq və orta təzyiqli polietilen, yüksək təzyiqli polietilendən yüksək sıxlığı,

bərkliyi, mexaniki möhkəmliliyin yüksək olması ilə fərqlənir. Lakin onlar, istilik

köhnəlməsinə nisbətən davamsızdırlar.Yüksək təzyiqli polietilendə (55%) orta

təzyiqli polietilendə (90%) qədər kristallıq var. Ona görə də onların ərimə

temperaturları bir-birindən fərqlənirlər.YTPE (1080C) ATPE(125

0C) və OTPE(130

0C).

Polietilen - termoplastik materialdır. O, sənayeyə dənəvər halda daxil olur.

Polietilen məmulatlarını təzyiq altında tökmə üsulu ilə, isti presləmə ilə və

ekstruziya üsulu ilə alırlar. Ekstruziya üsulunu kabel məmulatlarına polietilen

izolyasiyası çəkdikdə və həmçinin izolyasiya şlanqları və boruları, pərdələri

hazırladıqda tətbiq edirlər. Polietilendən hazırlanan məmulatlar bir-biri ilə

qaynaqlana bilər.

YT polietilenindən, qalınlığı 30-200 mk və eni 1-3,0 m olan yarımşəffaf izolyasiya

pərdələri alırlar. AT (böyük molekul çəkili) polietilenin bir qədər bərk çeşidlərindən

qeyri-elastik elektrik izolyasiya məmulatı, sarğac gövdələri, panellər və s.

hazırlayırlar. Polietilen otaq temperaturunda heç bir həlledicidə həll olmur. Polietilen

ancaq 700C-yə qədər qızdırıldıqda ksilolda, karbon 4-xloriddə, xlorlanmış

karbohidrogenlərdə və mineral yağlarda həll olur.

YTPE - =920kq/m3 ; =10-18 MPa ; TM=55-60

0C

OTPE - =940kq/m3 ; =18-40 MPa ; TM=85

0C

ATPE - =960kq/m3 ; =23-31 MPa ; TM=70

0C

Bütün növ polietilenlər üçün 41042tg

Polietilenin şaxtaya davamlılığı - 600C, istiliyə davamlılığı yuxarıda qeyd

edildiyi kimi (Martens) üzrə 55-850S. Polietilenin qalan xarakteristikaları polistirolun

75

xarakteristikalarından fərqlənmir. Polietilen məmulatlarının hamısı günəş işığına

davamsızdır. İşığa davamlılığını yüksəltmək üçün polietilenlərin tərkibinə qurum

daxil edirlər.

Polivinilxlorid (polixlorvinil) ağ rəngli tozdur, kimyəvi quruluşu aşagıda

göstərilmişdir:

nCll

2

Cll

2 CHCH CHCH

Bu tozdan isti prsləmə və ya isti basqı vasitəsi ilə mineral yağlara, bir çox

həlledicilərə, qələvilərə və turşulara davamlı mexaniki möhkəm məmulatlar (təbəqə,

boru və s.) alırlar.

Tozşəkilli polivinilxlorid, peroksid katalizatorun (hidrogen peroksid və s.) iştirakı

ilə qaz halında olan maddə – vinilxloridin (H2C=CHCl) polimerləşmə reaksiyası

nəticəsində alınır. Reaksiya qələvi maddələrin sulu məhlulunda, sıxılmış vinilxloridlə

aparılır (sulu emulsiya üsulu).

Polistiroldan və polietilendən fərqli olaraq polivinilxlorid (polixlorvinil)

yanmayan materialdır.

Toz halında olan polivinilxloriddən isti priesləmə yolu ilə bərk material –

vərəqlər, lövhələr, borular və millər şəklində olan viniplast alınır. Viniplast

məmulatlarının hamısı açıq qəhvəyi rəngli olur. Onlar, mineral yağlara, qələvilərə,

bir çox turşu və həlledicilərə kimyəvi davamlılığı ilə fərqlənir.

Viniplast məmulatları yüksək mexaniki möhkəmiliyə (xüsusən zərbə

yüklərinə qarşı) malikdir; onların elektrik izolyasiya xassələri yaxşıdir.

Viniplastın xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,35-1,40 q/sm3 ; d=400-600 kq/sm

2;

Ϭd=150-160 kq∙sm/ sm2; istiliyə davamlılıq (Martens üzrə) 65

0C; şaxtaya

davamlılıq-25 0C ; =10

14-10

15 Om.sm; =4,0-4,2; tq=0,008-0,01; Edeş=15-18

kV/mm.

Viniplast, 140-150 0C-də metal qəliblərdə asanlıqla formalanır. Viniplastdan

hazırlanan məmulatlar bütün mexaniki emal növlərinə (yanma, frezləmə və s.)

davam gətirir və asanca qaynaqlanır. Polivinilxloriddən akkumulyatorlar üçün baklar

və zərbə təsirlərinə davamlı müxtəlif elektrik izolyasiya hissələri (panellər və s.)

hazırlayırlar.

Viniplastın qüsurları onun şaxtaya davamlılığının kiçikliyi (-250C) və lazımi

istiliyə davamlılığının (650C) yüksək olmamasıdır.

Polivinilxlorid plastikatı - plastifikatorlarla qatı yağ mayelərlə (dibutil-ftalat,

dioktilftalat və s.) qarışdırılmış polivinilxlorid tozundan alınan elastik rulon

formasında materialdır. Plastifikator 30-45% götürülür. Polivinilxlorid plastikatına

plastifikatorlardan başqa boyalar, doldurucular və termostablizatorlar daxil edirlər.

Bu maddələrin hamısını tozşəkilli polixlorvinil qətranı ilə qarışdırır və alınan qatışığı

qızdırılmış polad vallar arasından buraxırlar. Bu cür işləmə nəticəsində, qalınlığı 0,8-

76

1 mm, eni 40 mm və daha çox olan lent və qırıntı şəklində elastik material-

polivinilxlorid plastikatı alırlar.

Plastikatın xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,3-1,6 q/sm3; d=140-190 kq/sm

2; ərimə

temperaturu 170-2000C; şaxtaya davamlılıq-25- -50

0C ; =10

10-10

13 Om∙sm; =4-5;

tq=0,03-0,08 ; Edeş=15-30 kV/mm.

Polivinilxlorid plastikati, güc kabellərinin izolyasiyası, quraşdırma və qurğu

məftillərinin əsas izolyasiyası kimi, həmçinin kabellərin mühafizə örtüklərini –

şlanqlar hazırlamaq üçün geniş tətbiq edilir. Polivinilxlorid plastikatı, adətən, qara,

göy, sarı və b. rənglərə boyanmış olur. Boyalar plastikata materialı işıq

köhnəlməsindən mühafizə etmək və quraşdırma vaxtı məftilləri ayırd etmək üçün

daxil edilir. Boyasız polivinilxlorid plastikatı, sarıyaçalan şəffaf materialdır.

Polixlorvinilli plastikatdan habelə elastik izolyasiya borucuqları və yapışqanlı

izolyasiya lenti hazırlayırlar.Müxtəlif sıxıcı aralıqlar üçün işlədilən plastikat

təbəqələri, eni 1-5 mm və sahəsi 6001000 mm2 olan təbəqələr şəklində hazırlanır.

Üzvi şüşə, (polimetilmetakrilat) həmçinin pleksiqaz, lusayt və s. adlanır,

yüksəkmolekulalıpolimerli termoplastik materialdır. Bu, bir çox rənglərə boyana

bilən şəffaf süni qətrandır. Üzvi şüşə, qalınlığı 0,8-24 mm, olan təbəqələr və toz

halında buraxılır. Üzvi şüşə almaq üçün başlanğıc material olaraq maye maddə –

metilmetakrilat götürülür. Onun tərkibində az miqdarda (0,1%) katalizator – benzoil-

peroksid və yumşaldıcı maddə (yağvarı maye) daxil edirlər. Yumşaldıcı, üzvi şüşənin

kövrəliyini azaldır. Üzvi şüşənin xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,18-1,20 q/sm3; d=

650-780 kq/sm2; ə=800-1200 kq/sm

2; an=12-16 kq

.sm/sm2; istiliyə davamlılıq

(Martens üzrə) 70-85oC; =10

12-10

14 Om

.sm; =3,5-3,8; tq=0,02-0,06; Edeş=25-35

kV/mm; suudumu 0,1-0,3%.

Polimetilmetakrilat duru turşulara, qələvilərə, həmçinin benzinə və mineral yağlara

davamlıdır. O, aromatik karbohidrogenlərdə (benzolda, toluolda, ksilolda),

xlorlanmış karbohidrogenlərdə (xlorbenzolda, benzol 3-xloriddə və s.), asetonda və

bəzi başqa həlledicilərdə həll olur.

Üzvi şüşə bütün mexaniki emallara uğranır: mişarlanır, deşilir, frezlənir və yonulur.

Üzvi şüşənin mexaniki təsir vaxtı cızılmaqdan qorumaq üçün üzünə qabaqcadan

kağız yapışdırırlar. Üzvi şüşədən olan hissələr dixloretan yapışqanı ilə asanca

yapışdırılır. Üzvi şüşəni və ondan düzəldilmiş məmu-latları 140-150oC temperaturda

xüsusi qurğularda qaynaq edirlər və bu halda qaynaqlamada, qaynaqlanan sahələrə 5-

10 kq/sm2 təzyiq tətbiq edilir.

Elektrik qövsünün təsiri altında üzvi şüşə özündən, elektrik qövsünü söndürə bilən

küllü miqdarda qaz (CO, H2 və s.) ayırır. Buna görə üzvi şüşədən yüksəkvoltlu

qoruyucu boşaldırıcılar hazırlayırlar. Onlar, içərisində bir-birindən bir qədər

məsafədə metal çubuqları yerləşdirilmiş qalındivarlı (20-30 mm) silindirlərdən

ibarətdir. Bu millərdən biri elektrik veriliş xəttinin keçiricisinə birləşdirilir, o biri isə

torpaqlanır. Üzvi şüşə silindrinin içində olan millərin arasındakı xəttə ildırım

dəydikdə elektrik qövsü əmələ gəlir. Bu qövs, üzvi şüşədən qazlar ayırır. Həmin

qazlar boşaldıcının silindrik gövdəsi daxilində dar yerə toplanıb qazların təzyiqini

77

yüksəldir. Bunun nəticəsində elektrik qövsünün yanması dayanır. Üzvi şüşədən,

həmçinin cihazlar üçün şkala da hazırlanır.

Kapron (polikaprolaktam) ağ və ya açıq sarı rəngli bərk materialdır. Bu,

kaprolaktanın – ərimə temperaturu 70oS olan qaz halında olan maddənin

polimerləşməsi nəticəsində alınan süni qətrandır.

Polietilen kimi, kapronun da bir-biri ilə uyğunlaşan kristallik və amorf fazası var;

Kapronun ərimə temperaturu (215oC). Kapron iysizdir və fizioloji cəhətdən

zərərsizdir. O, kif göbələkciklərinə qarşı çox dayanıqlı, möhkəmdir, lakin atmosfer

təsirlərinə dayanıqsızdır. Quru və rütubət, havanın dəyişməsi, habelə günəş şualarının

təsiri kapronun rəngini dəyişir və onun mexaniki xarakteristikalarını

azaldır.Kapronun atmosfer təsirlərinə qarşı davam-lılığını yüksəltmək üçün onun

tərkibinə stabilizatorlar daxil edirlər (0,3-0,5%).

Kapronun əsas xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,1-1,2 q/sm3; d= 600 kq/sm

2;

ə=700 kq/sm2; Ϭd=150-170 kq

.sm/sm

2; istiliyə davamlılıq (Martens üzrə) 55

oC;

şaxtaya davamlılığı -50oC; suudumu 1,5-2,5%; =10

13-10

14 Om

.sm; =3,6;

tq=0,03-0,04; Edeş =20-22 kv/mm;

Elektrik izolyasiyasında, kapron liflər işlədilir. Kapron lifi, böyük mexaniki

möhkəmliyə (d= 55-60 kq/mm2) və sürtünməyə qarşı yüksək müqavimətə malikdir.

Kapron lif dolaq və bəzi quraşdırma məftillərində izolyasiya kimi və həmçinin

laklanmış elektrik izolyasiya parçalarında əsas kimi tətbiq edilir. Kiçik çəkisi və

yüksək mexaniki möhkəmliliyi ilə fərqlənən konstruksiya hissələri istehsalında

kapron çox tətbiq edilir. Kaprondan yastıq içlikləri, dişli çarxlar, transformator

diyircəkləri, ventilyator pərləri və s. hazırlayırlar. Kaprondan istehsal olunan bu

mə’mulatların çox hissəsi təzyiq altında tökmə üsulu ilə hazırlanır. Kaprondan

hazırlanan tökmə məmulatların yığışması 1,5-2,5% təşkil edir. Onlar bütün mexaniki

emal növlərinə məruz qala bilir.

Poliuretan. Poliuretan qeyri-şəffaf polimer materiallardır.İlkin komponentlərin

tərkibindən və reaksiyanın getməsindən aslı olaraq termoreaktiv və termoplastik

poliuretanlar alına bilər. Bərk (kövrək) və plastik olurlar. Bərk poliuretanlardan

müxtəlif formalarda tökmə məmulatları hazırlayırlar. Məsələn, kabel

muftaları.Plastik elasiki poliuretanlardan isə liflər, pərdələr və s. hazırlayırlar.

Poliuretanlar, sarğı naqillərinin emalı üçün tətbiq olunan izolyasiya laklarının əsasını

təşkil edir. Bütün poliuretanların üstün cəhətilərinə: materiallara yaxşı adıgeziyası,

tökmədə az yığışma, atmosferə davamlığı və yüksək elektroizolyasiya xassələri

aiddir. Çatışmayan cəhətləri: şaxtaya davamlılığının aşağı olması və 100-105oC

çox olmayan qızmaya davamlılıq. Bərk poliuretanların əsas xarakteristikaları: sıxlığı

1200 kq/sm3; d= 50-60 MPa; əy= 70-80 MPa; Ϭn=49-50 kq/m

2; Martensə görə

istiliyə davamlılıq 60-70oC; nəmliyi udması 1,5-2,0%; =10

12 Om

.m; =3-4;

tq=0,01-0,02;Edeş =20-25 kv/mm.

Polietilentereftalat (Lavsan). Şəffaf yüksək molekulalı polimer dielektrikdir,

kristallik və amorf quruluşlu olurlar. Kristallik quruluşlu lavsanı tereftal turşusunun

və etilenqlikoqulun reaksiyası nəticəsində alırlar. Ondan, hazırlanmış şəffaf lavsan

78

pərdələr (30-100 mkm) elektrik maşınlarının paz izolyasiyasında istifadə edilir.

Lavsan pərdələr həlledicilərə, nəmliyə davamlıdır. Lavsan plyonkalar 120oC-dək

temperaturda işlədilir. Yüksək elektrik möhkəmliyinə baxmayaraq lavsan pərdələr

elektrik tac boşalmalarına davamlı deyillər. Alçaq gərginliklərdə işlədilir. Lavsanın

əsas xarakteristikaları: sıxlığı 1400 kq/m3; qızmayadavamlığı 120-130

oC; şaxtaya

davamlığı -150oC; nəmliyi udması 1,5%; p= 100-180 MPa; =10

12-10

13 Om

.m;

=3,2; tq=(2-6).10

-3; Edeş =140-180 kv/mm.

Poliizobutilen, (C4H8) tərkibə malik olub manomerin kimyəvi quruluşu aşağıda

göstərilmişdir:

n

lCH

CHl

1H

Hl

CC

3

3

Molekulyar çəkisindən aslı olaraq poliizobutilen maye və ya bərk halda olub,

kauçuka oxşar materialdır. Polietilenə nisbətən yumşaq, daha elastiki olub mexaniki

möhkəmliyi aşağıdır, şaxtaya qarşı davamlıdır. Poliizobutilen yaxşı adıqeziya

(yapışqan) xassələrinə malik olur, soyuq halda axıcılığa meyl göstərməsilə

polietilendən fərqlənir. Kiçik hidroskopikliyə malik olması və kimyəvi reaktivlərin

təsirinə davamlılığına görə polietilenə yaxındır. Poliizobutilendən yüksək tezlikli

kabellərin izolyasiyasını, eləcə də izolyas-iya kompaundlarının və yapışqanlarının

hazırlanmasında istifadə edilir.

Polikondensasiya və pilləli polimerizasiya ilə alınan süni polimerlər

Yüksək polimer materialların bu qrupundan elektrotexnikada ən çox tətbiq

edilənləri: rezol, yenilak, poliefir, polivinilasetal və epoksid qətranlarıdır.

Rezol qətranları termoaktiv materiallardır: onlar özlərinin son mərhələsində

qızdırıldıqda yümşalmır.

Elektrotexnika sənayesində rezol qətranlarından ən çox tətbiq olunanı bakelit

qətranıdır (bakelit). Bakelit qətranı tünd-qəhvəyi rəngdə bərk kövrək maddədir. Onun

iyi fenolun (karbol turşusu) xarakterik iyi kimidir. Bakelit qətranı plastik kütlələrdə

əlaqələndirici maddə kimi və həmçinin bakelit lakları almaq üçün tətbiq edilir.

Təbəqəli elektroizolyasiya materilları (getinaks, tekstolit, şüşətekstolit) istehsal

etmək üçün tətbiq olunan liflidoldurucular (kağız, parça) spirtli laklar və maye

qətranlarla hopdurulur.Kristallik fenol əvəzinə krezol (maye maddə) götürdükdə və

polikondensasiya krezol ilə formaldehid arasında aparıldıqda, krezol formaldehid

qətranı alınır. O, daha yüksək elektrik izolyasiya xassələrinə malikdir.Rezol

qətranlarının hamısı polyar dielektrikdir, buna görə onların dielektrik nufulluğu

=4,5-6,0-dır. Rezol qətranları mineral yağlara və suya davamlı, lakin elektrik

qığılcımlarına davamsız olur. Qığılcımlı boşalmaların təsiri altında rezol

qətranlarının səthi asanca karbonla zənginləşir və bunun da nəticəsində cərəyan

keçirən izlər əmələ gəlir. Buna görə rezol qətranı əsasında hazırlanmış plastik kütlə

mə’mulatlarını, elektrik qığılcımları əmələ

gəlməsi mümkün olan yerlərdə tətbiq etmək məsləhət görülmür.

79

Rezol qətranlarının xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,22-1,28 q/sm3; =10

12-10

14

Om.sm; =4,5-5,0; tq=0,01-0,05; Edeş =15-20 kV/mm.

Yenilak qətranlarını (novolak) da, rezol qətranları kimi, fenol ilə formaldehid

arasında gedən polikondensasiya reaksiyası nətigəsində alırlar.

Yenilak qətranlarının xassələri: xüsusi çəki 1,28-1,32 q/sm3; =10

10-10

12 Om

.sm;

=5-6; tq=0,05-0,1; Edeş =8-12 kV/mm.Yenilak qətranları termoplastik maddə olub,

uzun müddət saxlandıqda, hətta 200oC-yə qədər qızdırıldıqda da ərimə və həllolunma

qabiliyyətini itirmir. Yenilak qətranları əsasında alınan plastik kütlələrinin

texnikada geniş tətbiq edilməsinə, onların elektroizolyasiya xassələrinin aşağı olması

mane olur (xüsusən rütubətli havada).

Qliftal qətranları, çoxatomlu spirtlərin (qlikol, qliserin və s.) və üzvi turşuların

(ftalat və s.) polikondensasiyası nəticəsində alınan poliefir qətranları qrupuna aiddir.

Qliftal qətranlarından, elektrotexnikada yapışdırıcı, hopdurucu və örtük lakları kimi

istifadə edilir, onlardan əmələ gələn pərdələr (bişirildikdən sonra) qızdırılmış mineral

yağa davamlı olur. Yapışdırıcı qliftal lakları bərk və elastik slüda izolyasiyası

(mikanitlər) istehsalında geniş tətbiq olunur. Qliftal qətranlarının xarakteristikaları:

xüsusi çəki 1,10-1,46 q/sm3; =10

13-10

14 Om

.sm; =4-7; tq=0,003-0,03; Edeş =20-

25 kv/mm.

Polivinilasetat qətranları yuksək molekulalı polimer maddələr olub, turşu

katalizatorları – sulfat və ya hidrogen xlorid turşusu iştirakı ilə polivinilin

aldehidlərlə polikondensasiya reaksiyası nəticəsində alınır. Polivinilasetat qətranları

pərdələrinin əsas xarakteristikaları: =1014

-1015

om.sm; =3,4-3,8; tq=0,005-0,01;

Edeş =80-100 kV/mm; istiliyə davamlılığı 110-120oC.

Polivinilasetat qətranları termoplastik polyar dielektrikdir.

Epoksid qətranları elektrotexnika sənayesində tətbiq olunan tünd sarı və ya

qəhvəyi rəngli şirə halında mayelərdir. Epoksid qətranları elektrotexnika

sənayesində, elektroizolyasiya tökmə kompaundları, yapışdırıcı və örtük lakları kimi

geniş tətbin olunur. Epoksid kompaundlarının (elektrik aparatlarının dolaqlarının və

başqa hissələrinin kipliyi üçün işlənən tökmə maddələrin) üstünlüyü, onların

bərkimədə çox kiçik həcmi oturmasıdır (0,5-1,0%). Bundan başqa, bərkimiş epoksid

qətranları böyük mexaniki möhkəmliyə malik və suya davamlı olur.Bərkidici maddə

kimi malein, ftalat turşusu anhidridləri və başqa maddələr tətbiq edilir.Epoksid

qətranlarının bərk halda xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,2-1,3 q/sm3; d= 600-800

kq/sm2; Ϭd=10-22 kq/sm; istiliyə davamlılıq (Martens üzrə) 100-110

oC; =10

13-10

15

Om.sm; =3,5-3,9; tq=0,005-0,025; Edeş =18-30 kV/mm.

4.5.3. Təbii elektroizolyasiya qətranları

Elektrotexnika sənayesində təbii qətranlardan ən çox kanifol, şellak və bitumlar

tətbiq edilir.

Kanifol, müxtəlif formalı parçalardan ibarət olan kövrək, şüşəvarı maddədir.

Kanifolu, iynəyarpaqlı ağacların şirəsinin isti emalı nəticəsində alırlar.

80

Elektrotexnika sənayesində I və II markalı tünd-sarı rəngli kanifol tətbiq edirlər.

Kanifolun tərkibinə: abietin və kolofon turşuları, efir yağları və b. maddələr

daxildir.Kanifolun xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,07-1,10 q/sm3; yumşalma

temperaturu (Kremer-Sarnov üzrə) 65-70oC (kanifol 110-120

oS-də maye hala keçir);

=1013

-1014

Om.sm; =3,0-3,5; tq=0,01-0,05; Edeş =10-15 kV/mm. Kanifol polyar

dielektrikdir. Kanifol termoplastik materiallara aiddir; o, qızdırıldıqda yumşalır və bir

çox həlledicilərdə – skipidarda, benzində, etil spirtində, asetonda və başqalarında

yaxşı həll olunur.Elektrotexnika sənayesində, kabellərin kağız izolyasiyalarına

hopdurmaq üçün işlənən mineral yağların qatılaşdırıcısı kimi, həmçinin də tökmə

yağ-kanifol elektrik izolyasiya kompaundlarının tərkib hissəsi kimi tətbiq edilir.

Kanifol həmçinin sikkativ-yağ və qətran laklarının quruma prosesini sürətləndirən

maddə hazırlamaq üçün də tətbiq edilir. Bu halda, əridilmiş kanifolu metal oksidləri

qurğuşun-oksidi (PbO), manqan oksidi (MnO2) və s. ilə birlikdə qızdırırlar. Nəticədə,

müvafiq metal və kanifolun qətran turşularının duzlarından ibarət rezinatlar əmələ

gəlir.

Kanifol həmçinin mis məftilləri lehimlədikdə flüs kimi də tətbiq edilir.

Şellak, xüsusi növ canlı orqanizmlərin həyat fəaliyyəti nəticəsində əmələ gəlir.

Xam qətranda 80-85% şellak qətranı, 3-8% şellak mumu, 5-7% boya maddələri, bitki

qalıqları və bəzi başqa maddələr olur. Sənaydə tətbiq olunan təmizlənmiş şellak, 0,5-

1 mm qalınlıqda olan müxtəlif formalı kövrək pulcuqlardan ibarətdir. Şellak

pullucuqlarının rəngi sarıdan tünd narıncıya qədər olur.Şellakın xarakteristikaları:

xüsusi çəki 1,0-1,104 q/sm3; ərimə temperaturu 100-120

oS; =10

15-10

16 Om

.sm;

=3,5; tq=0,008-0,02; Edeş =20-30 kV/mm.Şellak polyar dielektrikdir. Şellakın bir

neçə dəfə əridilməsi onun elektrik möhkəmliyini və başqa elektrik xassələrini aşağı

salır. Şellak etil spirtində, qızdırılmış mineral yağlarda (transformator yağında və b.)

yaxşı həll olur; qismən asetonda və etil efirində də həll olur. Şellak benzində,

skipidarda həll olmur.Şellakın xarakterik xassəsi, onun slüda və başqa materiallara

yapışmasıdır (adgeziya). Buna görə şellakın eletrotexnikada başlıca istifadəsi, onun

əsasında yapışqan spirtli laklar hazırlamaqdır. Şellak lakları kollektor və formalayıcı

mikanitlər istehsalında slüda vərəqəciklərini yapışdırmaq üçün tətbiq edilir.Müəyyən

hallarda şellak lakları plastik kütlədən hazırlanmış məmulatları laklamaq üçün tətbiq

edilir. Elektroizolyasiya laklarında şellakın miqdarı 30-45% həddində dəyişir. Şellak

elektrotexnikada nisbətən az tətbiq edilir.

Bitumlar, qara rəngli bərk və ya yüksək özlülüyə malik maye maddədir. Bitumların

hamısı qızdırıldıqda yumşalır, yəni onlar termoplastik materialdır. Bitumlar iki cür

olur: biri neftin distilləsi nəticəsində alınır (süni bitumlar), o birisi asfalt və asfaltit

adlanan təbii (qazılıb çıxarılan) bitumlardır. Təbii bitumlar təbii şəraitdə neftdən

əmələ gəlmiş bitumdur.

Kimyəvi tərkibcə bitumların hamısı neft qətranlarının, bərk və maye

karbohidrogenlərin və başqa maddələrin – karbenlərin və asfaltenlərin qarışığından

ibarətdir. Elektrotexnikada ancaq yumşalma temperaturu 70oC və daha yüksək olan

butumların bərk markalarını tətbiq edirlər. Neft bitumlarına nisbətən təbii bitumlar

81

(asfaltlar və asfaltitlər) daha yüksək yumşalma temperaturuna (150-220oC)

malikdir.Bitumlar mineral və bitki yağları ilə yaxşı qarışır. Bitumlara mineral yağ

daxil edilməsi onlara elastiklik verir və şaxtaya daha çox davamlı edir. Kabel

muftalarının üstünü örtmək üçün xüsusi maddələr (kompaundlar) hazırladıqda

bitumdan istifadə edirlər. Bitumların bitki yağları ilə qarışığından, yağ-asfaltı

elektroizolyasiya lakları hazırladıqda istifadə edirlər. Bitumlara bitki yağları,

məsələn, kətan yağı, daxil etməklə lak pərdələrinin mexaniki möhkəmliliyini və

qızmaya davamlığını yüksəldir. Bitumlar və asfaltlar, korbohidrogenlərin hamısında:

benzolda, toluolda, ksilolda, benzində və həmçinin mineral yağlarda və başqa

həlledicilərdə həll olur. Etil spirtində bitumlar həll olmur.Bitumların

xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,05-1,20 q/sm3; =10

13-10

15 om

.sm; =2,2-2,8;

tq=0,008-0,05; Edeş =12-25 kV/mm.

Bitumların xarakter xassələri onların kimyəvi aktivsizliyi və suya davamlı

olmasıdır. Bitumlar – yaxşı elektroizolyasiya xassələri olan ucuz və asan əldə edilə

bilən materialdır. Onlardan tökmə və hopdurma elektrik izolyasiya materialları –

kompaundlar və müxtəlif təyinatlı yağ-bitumlu laklar hazırlamasında geniş istifadə

edilir.

4.5.4. Qızmaya davamlı yüksəkmolekulalıpolimer dielektriklər

Elektrik maşınları və aparatlarının izolyasiyasında qızmaya davamlı

elektroizolyasiya materialların tətbiq edilməsi onların qızma tempereturunu

yüksəltməyə imkan verir, bu isə maşın və aparatların çəkisini, qabaritini

dəyişməyərək onların gücünün artırılması deməkdir.

Yüksəkmolekulalı polimer üzvi dielektriklərin çox böyük əksəriyyəti uzun müddət

90-105oC temperaturlarda (qızmaya davamlı Y və A sinifləri) işləyə bilər.

Göstərilmiş tempereaturaları yüksəltdikdə üzvi dielektriklər istilik köhnəlməsi

nəticəsində tez dağılır.

Qeyri-üzvi maddələrdən olan elektroizolyasiya materialları (çini, steatit) yüksək

qızmaya davamlı olur, lakin onlardan elastik izolyasiya məmulatlarıi hazırlamaq

mümkün deyildir. Yüksəkmolekulalıpolimer üzvi dielektriklərin qızmaya

davamlılığının aşağı olmasını səbəbi, üzvi dielektrik molekullarının əsasını təşkil

edən karbon atomları arasındakı rabitə enerjisinin nisbətən kiçik olmasıdır.

Silisium-üzvi dielektriklərin qızmaya davamlılığı əvvəl baxılmış üzvi

dielektriklərə nisbətən, daha yüksəkdir. Silisiumlu-üzvi dielektriklərin fərqləndirici

xüsusiyyətləri onların yüksək qızmaya və şaxtaya davamlı olmasıdır. Silisiumlu-üzvi

elektroizolyasiya materialları (plastik kütlələr, rezinlər, laklar, və s.) uzun müddət

60o-dən 180

oC-yə qədər temperaturlar arasında, bəziləri isə 200

oC-yə qədər də

işləyə bilər. Bundan başqa, silisium-üzvi dielektriklər suya, mineral yağlara və

qığılcımlı elektrik boşalmalarına yüksək davamlılığı ilə fərqlənir. Bu dielektriklər

mineral yağlarda (transformator, motor yağlarında və s.) həll olmur və elektrik

qığılcımlarının təsiri altında korbonla zənginləşmir.Silisiumlu-üzvi dielektriklərin

elektrik xarakteristikaları yüksək səviyyədə olur; bu dielektriklərə su təsir etdikdə və

82

qızdırıldıqda öz xassələrini az dəyişir. Silisiumlu-üzvi materiallar zəif polyar

dielektrikdir. Onların elektrik xarakteristikaları belədir: v=1014

-1016

Om.sm; =2,6-

3,5; tg=0,0008-0,02; Edeş=20-45 kV/mm (lak pərdələrinki Edeş= 60-120 kV/mm).

Qızmaya davamlılığına görə silisium-üzvi dielektriklər H sinifinə aiddir,

yəni 180oC-ə temperatura qədər uzun müddət işləyə bilər.

Ftorplast-4. Qızmaya davamlı dielektriklər hazırlamaq sahəsində böyük nailiyyət,

bərk polimer material - flüorplast-4-dün alınması olmuşdur. O, sıxılmış tetraftoretilen

(F2C=CF2) qazının polimerləşməsi nəticəsində alınır. Ftorplast-4-ün əsas

xüsusiyyəti onun qızmaya (250 oC) və şaxtaya davamlığının (-269

oC) çox yüksək

olmasıdır. Ftorplast-4-ü 327 oC-ə (keçid nöqtəsi) qədər qızdırıldıqda onun kristallik

quruluşu amorf quruluşa keçir və material şəffaf olur. 327oC-dən 415

oC-ə çatana

qədər qızdırıldıqda, material yumşalır; bu temperaturda zəhərli maddə olan sərbəst

ftorun çıxması ilə materialın termik parçalanması başlanır.

Ftorplast-4 qızmaya davamlılığının yüksəkliyinə görə (180 oC) “C” sinifinə aid

oluna bilən yeganə üzvi maddədir. Ftorplast-4 maddəsinin qızmaya davamlılığının

çox yüksək olması səbəbi, onun molekulunda karbon ilə ftor atomları arasında

kimyəvi rabitə enerjisinin çox böyük (107 kkal/mol) olmasıdır. Ftorplast-4 həmçinin

çox böyük kimyəvi davamlılığı ilə də fərqlənir. O, həm otaq temperaturunda, həm də

qızdırıldıqda heç bir həlledicidə həll olmur; tünd turşu və qələvilərdən heç biri ona

təsir etmir. Ftorplast-4 maddəsinin suudumu sıfra bərabərdir və o, suda islanmır.

Ftorplast-4 maddəsinin xarakteristikaları: xüsusi çəki 2,1-2,3 q/sm3; d=140-250

kq/sm2 (tablandırılmamış); d=200-450 kq/sm

2 (tablandırılmış); an=110-130

kq.sm/sm

2; v=10

18-10

19 om

.sm; =1,9-2,2; tg=0,0002-0,0003; Edeş=25-27 kV/mm.

Ftorplast-4 maddəsinin mənfi xassəsi onun otaq temperaturunda axıcı olmasıdır, yəni

mexaniki gərginlik 130 kq/sm2 və yuxarı olduqda o, deformasiya olunmağa başlayır.

Ona görə ftorplast-4-dən hazırlanan mə’mulatlara, 130 kq/sm2 –dən artıq gərginlik

yaradan mexaniki yüklənməyə yol vermək olmaz. Ftorplast-4 qeyri-polyar

dielektrikdir. Buna görə onun dielektrik xarakteristikaları geniş tezliklər

diapazonunda sabitdir. Ftorplast-4 materialından alınan nazik pərdələr (10-200 mkm)

elektrotexnikada geniş tətbiq edilir.

4.5.5. Elektroizoləedici rezinlər

Rezinləri, elektrik naqil və kabellərin istehsalında geniş tətbiq edirlər.

Bütün rezinlərin hazırlanması üçün əsas xammal təbii və sintetik kauçukdur. Geniş

tətbiq olunan kauçuklardan butadiyen kauçukdur (SKB). Bununla yanaşı,,

butadiyenstirol butil-kauçuk işlənir.Ən çox şaxtaya davam-lılığı və qızmaya

davamlılığı (200oC) ilə fərqlənən silisiumlu-üzvi kauçukdur.

Təbii və sintetik kauçuklardan təmiz halda istifadə edilmir.

Kauçukun 120-150 oC temperaturda kükürdün iştirakı ilə termiki emalı prosesi

vulkanlaşdırma adlanır. Bu qayda ilə hazırlaşmış material rezin adlanır və onun

tərkibində 1-3% kükürd olur. Kauçukun termiki emalında kükürd əriyir və kauçukun

83

molekulları ilə kimyəvi reaksiyaya girib onları eninə rabitələrlə bir-biri ilə bağlayır.

Bu, kauçuka nisbətən rezinlərə böyük mexaniki möhkəmlik verir. Rezindən mis

məftillərin izolyasiyası üçün istifadə edərkən bu cür reaksiya nəticəsində, rezinə

zərərli təsir edən mis 2-sulfid (CuS) əmələ gəlir. Ona görə də rezini qalaylanmış mis

məftilin üzərinə, yaxud da üstünə sap sarınmış məftilin üzərinə çəkirlər.

Ebonit (bərk rezin) – sintetik və ya təbii kauçuk qarışığına böyük miqdarda

(kauçuka nisbətən 30-50%) vulkanlaşdırıcı maddə – kükürd daxil etdikdə alınır.

Vulkanlaşdırmadan sonra elastik olmayan bərk material – ebonit alınır. Onun rəngi

qara və yüksək mexaniki və dielektrik xassələrinə malik olur, həmçinin yaxşı

mexaniki emal olunur.Eboniti lövhələr, çubuqlar və borular şəklində alırlar və

bunlardan da elektrik ölçü cihazları və aparatları üçün müxtəlif konstruksiya və

elektroizolyasiya hissələri hazırlayırlar. Ebonitin elektrotexnikada tətbiq edilməsini

məhdudlaşdıran çatışmazlıqlar: onun istiliyə davamlılığın kiçik olması, sərbəst

kükürdün oksidləşməsi və işıq təsiri altında elektrik keçirən birləşmələrinin əmələ

gəlməsi nəticəsində onun səthi elektrik müqavimətinin aşağı düşməsidir.

4.6.Elektroizoləedici laklar, emallar, kompaundlar

Laklar, müxtəlif pərdə əmələ gətirə bilən maddələrin xüsusi seçilmiş üzvi

həlledicilərdə olan kolloid (kolloid məhlul, molekulyar məhlullardan ölçüləri

molekuldan çox böyük və kristallaşmayan hissəciklərdən ibarət olması ilə fərqlənir)

məhlullarıdır. Pərdə əmələ gətirən maddələrə qətranlar (təbii və sintetik), quruyan

bitki yağları, sellüloz efirləri (sellüloz efirləri – bitki hüceyrəsinin kimyəvi emalı

nəticəsində alınan amorf maddədir) və s. aiddir. Pərdə əmələ gətirən maddələrin

həlledicisi kimi asan buxarlanan (uçucu) mayelər: benzol, toluol, ksilol, spirtlər,

aseton, skipidar və b. tətbiq edilir.Bir sıra tələbləri ödəyən elektroizolyasiya lakı

yaratmaq üçün, lakın əsasını təşkil edən bir neçə cür pərdə əmələ gətirən maddə

seçirlər. Lak əsasının tam həll olunması və lakın bərabər quruması üçün, bir qayda

olaraq, ona bir neçə uçucu həlledici daxil edirlər. Durulducu kimi benzin, kerosin,

uayt-spirt, skipidar və bəzi başqa mayelər tətbiq edilir.

Lakın tərkibinə plastifikatorlar və sikkativlər də daxil ola bilər. Plastifikatorlar –

lak pərdəyə elastiklik verən maddələrdir; onlara gənəgərçək yağı, kətan yağının

alifatik turşuları və başqa yağ şəkilli mayelər aiddir. Sikkativlər, bəzi lakların (yağlı

və s.) qurumasını sürətləndirmək üçün onlara əlavə edilən maye və bərk maddələrdir.

Sikkativlər metal (qurğuşun, kobalt və b.) oksidlərinin bəzi turşularla (kanifol, kətan

yağı və b.) reaksiyası nəticəsində alınır.

Laklar təyinatlarına, quruma üsuluna və onlarda tətbiq olunmuş lak əsaslarına görə

qruplara bölünür.Təyinatlarına görə elektroizolyasiya lakları hopdurma, örtük və

yapışqan laklarına bölünür

Emallar (minalar) – içərisinə narın üyüdülmüş (xırda dispersiyalı) maddələr –

piqmentlər daxil edilmiş laklardır. Piqment kimi qeyri-üzvi maddələr, başlıca olaraq

metal oksidləri (sink-oksid, dəmir suriki, litopon və s.) və onların qatışıqları tətbiq

84

olunur. Laka daxil edilən piqment (boya) maddələri bircinsli kütlə alınana qədər

narınlaşdırırlar. Emalların quruma prosesində piqmentlər lak əsası ilə kimyəvi

reaksiyaya girib yüksək bərkliyi olan sıx örtük əmələ gətirir.Elektroizolyasiya

emalları örtük materiallarıdır. Elektrik maşınlarının və aparatlarının dolaqları sürtkü

yağlarından, rütybətdən, elektrik qövsündən və başqa təsirlərdən mühafizə etmək

məqsədi ilə alın hissələrini bu emallarla örtürlər.

Kompaundlar – bir neçə başlanğıc maddədən ibarət elektroizoləedici tərkiblərdir.

Kompaundlar, tədriclə bərkiyən maye halında olur.Laklardan və emallardan fərqli

olaraq, kompaundların tərkibində uçucu həlledicilər olmur.

Təyinatına görə kompaundlar hopdurma, tökmə və yayma kompaundlarına

bölünür. Hopdurma kompaundlarını elektrik maşın və aparatlarının dolaqlarının

sarğılarını kipləndirmək və rütubətdən mühafizə etmək məqsədi ilə dolaqları

hopdurmaq üçün tətbiq edirlər. Tökmə kompaundları kabel muftalarında və

qıflarında, həmçinin elektrik aparatlarının, cərəyan transformatorlarının,

drossellərinin və s. gövdələrində olan boşluqlara (boş yerlərə) tökmək üçün tətbiq

edirlər. Yayma kompaundları elektrik maşınlarının dolaqlarının alın hissələrinə

yaymaq üçün tətbiq edirlər.Kompaundlar, bərkidikdən sonra yumşalmaya qadir

olmayan termoreaktiv və ya sonradan qızdırıldıqda yumşala bilən termoplastik

material ola bilər. Termoplastik kompaundlara bitum, mumvarı dielektrik (parafin,

serezin və b.) və termoplastik polimer (polistirol və b.) əsasında hazırlanan

kompaundlar aiddir. Termoreaktiv kompaundlara epoksid, poliefir və başqa sintetik

qətranlar əsasında hazırlanan kompaundlar aiddir. Bitumlar ucuz, suya davamlı və

yaxşı elektroizolyasiya xassələrinə malik material olduğu üçün onların əsasında

hazırlanan termoplastik kompaundlar elektrotexnikada geniş tətbiq edirlir.

4.7. Pərdə elektroizolyasiya materialları

Pərdə elektroizolyasiya materialları, süni yüksək molekulalı polimer

dielektriklərdən: polistiroldan, polietilendən, ftorplast-4-dən və b. alınan elastik

pərdələrdən və lentlərdən ibarətdir.

Polistirol pərdələri, yumşaldılmış (140-160oC-də) polistirolu metal tərtibatda olan

- dar yarıqdan-filyerdən ekstruziya üsulu ilə alınır. Təzyiqlə çıxarılan polistirol,

yarıqdan xüsusi tərtibatla tutulur və bu tərtibat, qızdırıl-mış pərdəni çəkib uzununa və

eninə istiqamətdə dartır. Bunun nəticəsində pərdənin qalınlığı azalır. Havada

soyudulmuş polistirol pərdə (stiropərdə) fırlanan qəbuledici barabana sarılır.

Polistirol pərdələri 0,02-0,1 mm qalınlıqda və 20-400 mm enlikdə hazırlayırlar.

Onları rəngsiz, bənövşəyi, çəhrayı və başqa rənglərə boyanmış halda

buraxırlar.Polistirol pərdələrin xarakteristikaları: xüsusi çəki 1,05 q/sm2; d=5-8

kq/mm2; ed=3%; v=10

15-10

16 Om

.sm; =2,5; tg=0,0005; Edeş=80-100 kV/mm;

yumşalma temperaturu 80oS; şaxtaya davamlılıq - 60

oC; suudumu 0,1%. Polistirol

pərdələrin qüsuru onların yumşalma temperaturunun nisbətən az və qırılmada

mexaniki möhkəmliyinin kiçik olmasıdır. Polistirol pərdələr və lentlər yüksəktezlikli

85

kabellərin damarlarını izolə etmək üçün, həmçinin kiçik və yüksəkgərginlikli

polistirol kondensatorlarının istehsalında tətbiq edilir.

Polietilen pərdələri, yumşaldılmış polietileni ekstruder vasitəsilə həlqəvarı

deşikdən təzyiqlə dartmaqla alınır. Qalınlığı 0,03-0,2 mm və eni 1-1,4 m olan

polietilen pərdələr alınır. Polietilen pərdələr və lentlər yarımşəffaf və sarımtıl olur.

Polietilen pərdələrin xarakteristikaları: xüsusi çəki 0,93 q/sm3; d=1,6-3,0 kq/mm

2;

ld=300-500%; v=1016

-1017

Om.sm; =2,2; tg=0,0004; Edeş=35-62 kV/mm;

yumşalma temperaturu 60-65oC; şaxtaya davamlılıq -60

oC; su udumu 0%.

Yumşaltma temperaturu yüksək olmadığı üçün polietilen pərdələrinin elektrotexnika

sənayesində tətbiq sahəsi çox böyük deyildir. Polietilen pərdələr yüksəktezlik

kabellərinin damarlarının izolyasiyaları üçün və həm də elektrik izolyasiya araqatları

kimi tətbiq edirlər.

Ftorplast-4 pərdələri, fırlanan silindrik formalırı ftorplast parçalarını yonmaqla

(torna dəzgahında) alırlar. Alınan pərdənin qalınlığı 0,06-0,25 mm və eni 40-100 mm

olur. Pərdə, səthi bir qədər kələ-kötür olan istiqamətlənməmiş ftorplast pərdədən

ibarətdir. Ftorplast-4-dən hazırlanan pərdələrin mexaniki və elektrik möhkəmliyi

nisbətən az olur: d=1-3 kq/mm2; Edeş=28-30 kV/mm. Flüorplast-4 pərdələri

yanmayandır. Onları termosabit kondensatorların istehsalında, habelə 250oC-ə qədər

temperaturlarda istifadə olunan dolaq və quraşdırma məftillərində tətbiq edirlər.

Lavsan pərdələr, sintetik yüksəkmolekulalıpolimer materialdan – lavsandan alınan

şəffaf pərdələrdir. Lavsan pərdələrin xarakteristikalırı: xüsusi çəki 1,38-1,4 q/sm3;

d=5-18 kq/mm2; eD=7-15%; v=10

15-10

17 Om

.sm; =3,3-3,5; tg=0,005; Edeş=160-

180 kv/mm. Yumşalma temperaturu 250-260oC; şaxtaya davamlılıq -60

oC; suudumu

0,3-0,4%. Lavsan pərdələrini, alçaq gərginlikli elektrik maşınlarının yuva və

sarğıarası izolyasiyası üçün tətbiq edirlər.

Kaprondan və başqa yüksəkmolekulalıpolimer maddələrdən olan pərdələr

elektroizolyasiya materialı kimi geniş tətbiq edilmir.

4.8. Lifli elektroizolyasiya materialları

Lifli materiallar, mənşələrə görə təbii, süni və sintetik ola bilər. Təbii lifli

maddələrə asbest, pambıq, kətan, ipək və bitki mənşəli başqa liflər, məsələn, kağızın

hazırlanmasında işlədilən müxtəlif ağacların (şam, küknar) lifləri aiddir. Asbest,

pambıq və kətan liflərini asbesti, pambığı, kətanı mexaniki emal etməklə alırlar.

Ağac liflərini isə ağacı (ağac talaşasını) kimyəvi emal etməklə alırlar.

Süni liflər qrupunu asetat və ammonyak ipəkləri təşkil edir. Bu lifləri, sellülozu

kimyəvi emal etmək və ondan fasiləsiz saplar dartmaqla alırlar.Bu cür nazik sapları

ərimiş şüşədən də çəkməklə də almaq olar. Süni şüşə lif, qızmaya davamlı

izolyasiyanın əsası kimi geniş tətbiq edirlər.

Elektroizolyasiya texnikasında sintetik qətranlardan hazırlanan sintetik liflər geniş

yayılmışdır. Kaprondan, lavsandan və başqa sintetik qətranlardan olan liflər sintetik

liflərə aiddir.

86

Öz kimyəvi təbiətinə görə liflər qeyri-üzvi (asbest, şüşə) və üzvi (pambıq, ipək,

kapron və b.) ola bilər. Birincilər istiliyin təsirinə ikincilərdən asan davam gətirir və

ona görə qızmaya davamlı maddələr kimi istifadə olunur. Üzvi liflər və onlar

əsasında hazırlanan lifli materialların qızmaya davamlığı isə kiçik

olur.Hiqroskopikliyi azaltmaq məqsədi ilə lifli materialların hamsını

elektroizolyasiya lakları və müxtəlif hopdurucu tərkiblərlə hopdururlar. Beləliklə,

hər bir lifli elektroizolyasiya materialı hopdurucu laklarla və tərkiblərlə işlənməlidir.

Lifli materiallara ağaclar, kağızlar, kartonlar, müxtəlif parçalar və lentlər aiddir

4.8.1. Elektroizoləedici kağız, karton və fibra

Elektroizolyasiya kağızları kabel, telefon (rabitə kabelləri), kondensator,

hopdurma, sarıma, mikalent və elektrotexniki poladına yapışdırmaq üçün işlədilən

kağızlara bölünür.

Kabel kağızı, yüksək və alçaqvoltlu kabellərin əsas izolyasiyasını təşkil edir. O,

kabelin damarının üzərinə sarındıqdan sonra elektroizoləedici neft yağı ilə və ya yağ-

kanifol tərkibi ilə hopdurulur. Kabel kağızı aşağıdakı markalarda buraxılır: K-08, K-

12, və K-17 ( K- kabel, rəqəmlər isə millimetrin yüzlük hissələrində kağızın

qalınlığını göstərir).

Telefon kağızı sulfat sellülozundan hazırlanır və telefon kabelləri damarlarının

izolyasiyası üçün tətbiq olunur. Bu kağız KT (telefon-kabel) markası ilə işarə edilir

və eni 500 mm, qalınlığı 0,04 (KT-04) və 005 mm

(KT-05) olan rulonlarla buraxılır.

Kondensator kağızı yüksək və kiçikvoltlu kağız-yağ kondensatorları üçün tətbiq

olunur. Kondensator kağızları ən nazik kağızlardır. Onların qalınlığı 0,005-0,003

mm həddində dəyişir. Xüsusi çəkilərinə görə onlar iki qrupa bölünür: xüsusi çəkisi

1,0 q/ sm3 və xüsusi çəkisi 1,16-1,25 q/ sm

3 . Mineral kondensator yağı ilə

hopdurulduqdan sonra kondensator kağızlarının elektrik möhkəmliyi yüksəlir

Kondensator kağızı eni 12-750 mm olan bobinlərə sarınmış şəkildə buraxılır.

Hopdurma kagızı qatlı elektroizolyasiya plastik kütləsi-qetinaksı hazırlamaq

üçündür.

Sarğı kağızı – elektroizolyasiya, silindrləri (yüksək voltlu transformatorlar üçün)

və izolyasiya borularını hazırlamaq üçün tətbiq edilir. İzolyasiya silindirləri almaq

üçün kağız bir tərəfdən bakelit lakı ilə laklanır.

Mikalent kağızı elastik slüda lenti hazırlamaq üçün tətbiq edilir. Mikalent kağızı eni

450 və 900 mm olan rulonlarda buruxılır. Kağızın qalınlığı 15-30 mkm-dur.

Yapışdırma kağızı ağardılmamış sulfat sellülozundan hazırlanır və elektrik

maşınlarının maqnit keçirijilərinin qurulmasında polad vərəqləri yapışdırmaq üçün

tətbiq edilir. Belə kağızın qalınlığı 20-35 mkm, –dir.

Elektrik izolyasiya kartonlarını da, kağızları hazırlayan üsulla hazırlayırlar, ancaq

onların qalınlığı çox olur (0,1-3 mm qədər.

87

Fibra, tərkibində pambıq lifi və ağac sellülozu olan (hərəsindən 50)

yapışdırılmamış kağızdan hazırlayırlar. Fibradan qalınlığı 0,6-20 mm olan vərəqlər,

millər və borular hazıplayırlar. Elektrotexnikada fibradan kiçik gərginliklərdə

elektroizolyasiya materialı kimi istifadə edilir.Yüksək gərgin-lik boşaldıcılarında

fibradan daha geniş istifadə olunur, çünki fibra silindrinin divarları, qövsün təsiri

altında şiddətli surətdə qaz hasil edir. Boşaldıcının içində qazların təzyiqinin artması

nəticəsində qövsün yanması dayanır.

4.8.2. Elektroizolaedici parça materialları

Elektroizolyasiya materialları kimi elektrotexnika sənayesində toxunma

materialları: iplik, parçalar, lentlər və başqa toxuculuq məmulatlarının növləri geniş

tətbiq edilr. Belə materialarda bitki və heyvan mənşəli təbii liflər, həmçinin də

müxtəlif sintetik liflər işlədilir. Elektrotexnikada şüşə lifdən hazırlanan və yüksək

istiliyə davamlılığı ilə fərqlənən toxuculuq məmulatları geniş tətbiq olunur.

Təbii toxuculuq məmulatlarından əsasən pambıq və ipək parçalar tətbiq

edilir. İplik dolaq məftillərinin izolyasiyası üçün tətbiq edilir.İpək iplik dolaq

məftillərinə daha nazik izolyasiya yaratmağa imkan verir, ona görə də o, en kəsiyi

kiçik olan məftillər üçün tətbiq edilir.

Süni üzvi liflərdən viskoz liflərini qeyd etmək lazımdır. Bu liflər, sellüloz-dan onu

kimyəvi yolla fasiləsiz işləməklə liflər şəklində alınır. Kimyəvi emal yolu ilə

sellülozdan asetat ipək liflər də alırlar; bunlar viskoz liflərdən daha az hiqros-

kopikdir. Son vaxtlar dolaq məftillərinin izolyasiyası üçün, süni liflərdən başqa,

sintetik qətranlardan hazırlanan kapron liflərdə tətbiq edirlər. Bu liflər yüksək

mexaniki möhkəmliyə malikdir.

Parçalardan və lentlərdən eletrotexnikada yalnız elektroizolyasiya materialları

kimi deyil, həmçinin əsas izolyasiyanın mexaniki möhkəmliyini və mühafizəsini

təmin edən materiallar kimi də istifadə edirlər. Buna görə onlar yüksək mexaniki

möhkəmliyə malik olmalıdır, bunu isə liflərin təbiəti, parçaların özlərinin sıxlığı,

qalınlığı və saprların toxunma üsulu təmin edir.

Kiper və tafta lentlərindən elektrik maşınlarının hazırlanmasında istifadə

edirlər. Lentləri hopdurulmamış halda dolaq seksiyalarına, hopdurulduqda isə maşın

sarğaclarına qurşaq baglamaq üçün, asfalt lakı ilə hopdurulmuş lentləri isə qütb

sarğaclarının izolyasiyası üçün tətbiq edirlər. Sarğacların seksiyalarının izolyasiyası

üçün ən nazik hopdurulmuş batisit lenti tətbiq edirlir. Perkal başlıca olaraq,

laklanmış parçalar (lak-parça), mitkal və bez isə qatlı elektroizolyasiya plastik

kütlələri – tekstolit hazırlamaq üçün tətbiq edilir. Şüşəli parçalardan şüşətekstolit,

şüşəmikafoli, şüşəlaklı parçalar və şüşəlentlər hazırlayırlar.

4.8.3. Laklı elektrik izolyasiya parçaları və laklanmış borular

Laklı parçalar, elastik parçalar olub, elektroizolyasiya lakı ilə hopdurulmuş parça

88

əsasından ibarətdir. Parça əsasları kimi pambıq, ipək, kapron və şüşə (şüşə lifindən)

parçalar tətbiq olunur. Parça əsaslara hopdurulan lak, quruduqdan sonra parçada,

materialın yüksək elektroizolyasiya xassələrini təmin edən elastik pərdə əmələ

gətirir. Parça əsası isə lak-parçanın yüksək mexaniki möhkəmliyini təmin edir. Laklı

parçalar kiçikgərginlikli elektrik maşınlarında yuva və sarğıarası izolyasiyası kimi

transformatorlarda geniş tətbiq edilir. Bundan başqa, laklı parçaları elektrik

aparatlarında və cihazlarında sarğacların və məftillərin ayrı-ayrı qruplarının

(cqutların) xarici izolyasiyası üçün tətbiq edirlər. Əksər hallarda laklı parçalardan

lent şəklində istifadə edirlər; Tətbiq edilmiş parça əsasına uyğun olaraq laklı parçalar

pambıq, ipək, kapron və şüşə (şüşə-laklı parça) parçalara bölünür.

4.9. Elektroizolyasiya plastik kütlələri

Plastik kütlələr və ya plastiklər, qızdırılmış halda elastik olan, yəni, verilən

formanı asanca qəbul etməyə və onu saxlamağa qadir materiallara deyilir. Plastik

kütlələrin çoxu üzvi mənşəli materialdır. Onlar əlaqələndirici maddələrdən,

dolduruculardan, plastifikatorlardan və başqa tərkiblərdən (boya, stablizator)

ibarətdir. Əlaqələndirici maddələr kimi sintetik qətranlardan, doldurucu olaraq,

adətən, ağac unu, slüda tozu, asbest və şüşə lifləri, kağız və parçalardan istifadə

olunur. Doldurucular, sintetik qətranlar və ya başqa əlaqələndirici maddələrlə

birləşmiş və hopdurulmuş olduqları üçün plastik kütlənin mexaniki möhkəmliyini

yüksəldir, qızmaya davamlılıqını artırır (şüşə və asbest lifləri) və plastik kütlənin

həcmi dəyişməni azaldır.

Plastifikatorlardan plastik kütlənin kövrəkliyini azaltmaq və onların şaxtaya

davamlılığını artırmaq üçün istifadə edilir. Plastifikatoru çox daxil edildikdə plastik

kütlə məmulatlarının istiliyə davamlılığını və mexaniki möhkəmliliyini aşağı salır.

Plastifikator kimi olein turşusu, gənəgərçək

yağı, stearin və s. tətbiq edirlir.

Boyalar plastik kütlələrə və onlardan hazırlanan məmulatlara müəyyən rəng verir.

Elektroizolyasiya plastik kütlələrinə çox az hallarda boya maddəsini daxil edirlər,

çünki bu onun elektroizolyasiya xassələrini pisləşdirir.

Stablizatorlar, plastik kütlələrə daxil edilən maddələr, onların əsas xassə-lərinin

uzun müddət saxlanmasına kömək edir.Əlaqələndiricinin (qətranlar və s.) fiziki-

kimyəvi təbiətindən asılı olaraq palstik kütlələr və onlardan hazırlanan məmulatlar

temoplastik və termoreaktiv olur. Termoplastik kütlələr preslənir və plastik bərk hala

ancaq soyudulduqdan sonra keçir, lakin qızdırıldıqda yenidən plastik olur.

Termoreaktiv plastik kütlələr isə isti presləmədə bərk hala keçir və sonra

qızdırıldıqda yumşalmır.

Laylı elektroizolyasiya plastik kütlələri – elə materiallardır ki, onların

doldurucusu, materiala qatlı quruluş verən kağızdan və ya parçadan ibarət olur.

Onlarda əlaqələndirici maddə termoreaktiv fenrolformaldehid və rezol qətranlarından

ibarət olur. Son illər, əlaqələndiricisi silisiumlu-üzvi və epoksid qətranlarından,

89

doldurucusu isə şüşə parçalardan ibarət olan qatlı plastik kütlələr daha çox tətbiq

edilir. Bu materiallar, yüksək istiliyə davamlılığının (180-2000C) olması ilə

fərqlənir.

Qatlı plastik kütlələrdən getinaks, tekstolit və şüşə-tekstolit elektrotexnika

sənayesinin müxtəlif sahələrində güniş tətbiq olunur.

Getinaks, təbəqə şəkilli materialdır, onun doldurucusu 0,12 mm qalınlığın-da

hopdurma kağızı vərəqləridir. Getinaks, qalınlığı 0,2-50 mm olan təbəqələr şəklində

aşağıdakı markalarla hazırlanır: 50 Hs tezlikdə işləmək üçün – A, B, V, Q, D, Bs və

yüksək tezlikdə işləmək üçün – Av, Bv, Vv, Qv, Dv. Yüksək tezlikli getinaksı 0,4-6

mm qalınlıqda buraxılır. A və B markalı getinaks yük-sək elektrik mökəmliyi ilə

fərqlənir. Q markalı getinaksın rütubətə davamlılı-ğı yüksəkdir, B markalı getinaks

isə yüksək mexaniki möhkəmliyə malikdir.

Yüksək tezlik qurğuları üçün nəzərdə tutulan getinaks, dielektrik itki bucağı

tangensinin kiçik olması ilə fərqlənir. Getinaks markalarının hamısı –60-dan +105oC-

ə qədər temperaturlarda işləmək üçün təyin olunmuşdur (temperatu-runun aşağı

həddi -40oC olan Av markalı getinaksdan başqa). Getinaksdan müxtəlif növ müstəvi

elektroizolyasiya hissələri və əsasları hazırlamaq üçün istifadə edilir. Getinaksın

qövsə davamlığı yüksək deyildir və boşalmaların təsirindən sonra onun səthində

keçiriciliyi böyük olan kömürləşmiş izlər qalır. Getinaks asanlıqla mexaniki işlənir,

kəsilir, mişarlanır, deşilir.

Tekstolit, getinaksından onunla fərqlənir ki, onun tərkibindəki doldurucu, pambıq

parçadan ibarətdir.Tekstolitin istehsal texnologiyası getinaksın istehsalından çox

fərqlənmir. A, B və Q markalı tekstalit bez və mitkal əsasında, VÇ markalı isə

(yüksək tezliklər üçün) şifon əsasında hazırlanır.

Tekstolitin xassələri təqribən getinaksın xassələri kimidir, lakin tekstolitin qatlara

ayrılmada möhkəmlik həddi və xüsusi zərbə özlülüyü 40 kq/sm2-ə qədər

yüksəkdir.Tekstolit getinaksdan bahalı material olduğuna görə onu zərbəyə və

sürtünməyə məruz qala bilən yerlərdə tətbiq etmək lazımdır.

Şüşə-tekstolit, tekstolitdən ondakı doldurucunun qələvisiz elektroizoləedici şüşə-

parça olması ilə fərqlənir. Tekstolitə və getinaksa nisbətən şüşə-tekstolitlər yüksək

rütübətə davamlı, daha yaxşı elektrik və mexaniki xassələrə malikdir. Şüşə-tekstolit

bir neçə markada hazırlanır: əlaqələndirici maddə fenolformaldehid qətranı olan

qələvəsiz, ST, STU, epoksid qətranları əlavə edilmiş silisiumlu-üzvi qətranlar

əsasında isə STK-41 və STK-41/EP markalı şüşətekstulit hazırlanır. Bu şüşə-

tekstolitlər yüksək qızmaya davamlılığı ilə (180-200oC) fərqlənir.

4.10. Bərk qeyri-üzvi dielektriklər

4.10.1.Slüda və onun əsasında hazırlanmış elektroizoləedici materiallar

Slüda təbii mineral olub, kristallarını 0,005 mm qalınlığında nazik vərəqlərə

ayırmağa yol verən xarakterik qatlı quruluşu vardır. Slüda vərəqlərini yapışdırıcı

90

qətranlar və ya laklarla (şellak, yağ-bitumlu lak və s. ilə) yapışdıraraq elektrik

maşınları dolaqları üçün bərk (mikanitlər) və ya elastik (mikalentlər) slüda

izolyasiyası alırlar.

Təbii slüdalardan elektroizolyasiya materialı kimi slüdanın ancaq iki növü –

muskovit və floqopit tətbiq edilir. Slüdanın bu növləri yaxşı parçalanma və yaxşı

elektrik xassələri ilə fərqlənir.

Muskovit 500-600 oC temperatura qədər öz xassələrini dəyişmir. Bundan yüksək

temperaturlarda onun tərkibindəki su, slüdadan ayrılmağa başlayır. Bunun

nəticəsində slüdanın vərəqləri köpür, yəni qalınlığı artır. Bu halda elektrik və başqa

xarakteristikalar kəskin pisləşir. Muskovit slüdanın ərimə temperaturu 1260-1300 oC-

yə bərabərdir.

Floqopit slüdasının sürtünməyə olan nisbətən kiçik müqaviməti, onları

yapışdırmaqla alınan vərəq materialları – kollektor mikanitləri istehsalında tətbiq

etməyə imkan vermişdir. Onlardan eletrik maşınları kollektorlarında mis lövhələrin

izolyasiyası üçün araqatlar ştamplayırlar. Floqopitdən hazırlanan izolyasiya araqatları

iş vaxtı fırçaların sürtücü təsiri altında olaraq mis lövhələrə eyni dərəcədə sürtünür.

Bu, kollektorun normal işləməsini tə’imn edir.Floqopit muskovitə nisbətən daha az

kimyəvi davamlılığa malikdir.

Kondensator slüdası, qalınlığı 20-65 mkm, uzunluğu 7 –60 mm və eni 4-50 mm olan

düzbucaqlı şəklində vərəqlərdən ibarət olur.

Elektrovakuum cihazları slüdası, cihazların qazsızlaşdırılmasını yaxşı təmin

etməkdən ötrü ən böyük sıxlığa malik olmalıdır.

Didilmiş slüda, 10–45 mkm qalınlıqda vərəqlərdir. Didilmiş slüdanı, muskovit və

floqonit slüdasının müvafiq yığımlarını didmək üsulu ilə alırlar. Didilmiş slüdanı

turbogeneratorlarda, hidrogeneratorlarda, dartı elektrik mühərriklərində və s. elektrik

maşınlarında izolyasiyanın etibarlı növlərini hazırlamaq üçün tətbiq edirlər.

Mikanitlər bərk və elastik vərəq şəklində materialdır: onlar, didilmiş slüda vərəqlərini

yapışdırıcı qətranlar (şellak, qliftal və s.) və ya həmin bu qətranlar əsasında

hazırlanan laklarla yapışdırmaqla alınır. Kollektor, araqat, qəlib və elastik mikanit

növləri vardır. Kollektor və araqat mikanitləri bərk mikanitlər qrupuna aiddir.

Kollektor mikaniti vərəq formalı bərk materialdır; o, didilmiş floqopit slüdası

vərəqlərini şellak və ya qliftal qətranları ilə yapışdırılıb sonra presləməklə hazırlanır.

Araqat mikaniti, didilmiş slüda vərəqlərinin yapışdırılıb sonra preslənməsi ilə

alınan vərəq şəklində bərk materialdır. Əlaqələndirici maddə olaraq şellak,

qliftal və silisiumlu-üzvi qətranları tətbiq edirlər.

Qəlib mikaniti didilmiş slüda vərəqlərini qliftal, şellak və ya silisiumlu- üzvi

qətranlarla altlığa yapışdırmaqla alınan vərəq materialıdır. Elastik

mikanit, didilmiş slüdanı (muskovit və ya floqopit), elastik pərdələr əmələ gətirən

yağ-bitum və ya yağ-qliftal ilə yapışdırmaqla alınan təbəqə materialdır.

Elastik şüşə mikanitlərin, bir və ya hər iki tərəfdən qələvisiz şüşə-parça yapışdırılır;

bu da materialın mexaniki möhkəmliyini və elastikliyini xeyli artırır. Bununla da

onlar elastik mikanitlərdən fərqlənir. Qızmaya davamlı elastik şüşə mikanitini,

91

silisiumlu-üzvi əlaqələndirici əsasında hazırlayırlar.

Mikafoli – rulon və ya vərəq materialdır. Mikafoli 0,05 mm qalınlığında sıx telefon

kağızına yapışdırılmış iki və ya üçqat didilmiş slüdadan (muskovit və ya floqonitdən)

ibarətdir. Əlaqələndirici maddə olaraq, qliftal, şellak, yağ qliftal və s. laklar tətbiq

edirlər.

Mikalent – otaq temperaturunda elastik olan rulon materialıdır. Mikalenti,

didilmiş slüda vərəqlərini nazik (0,02-0,03 mm) mikalent kağızına bir qat

hapışdırmaqla alırlar, qalınlığı 0,08 mm olur. 0,10-0,13 və 0,17 mm qalınlıqda

mikalentə hər iki tərəfdən mikalent kağızı yapışdırılır. Yapışdırıcı lak olaraq, elastik

pərdələr əmələ gətirən yağ bitum (qara) və yağ-qliftal (açıq rəngli) lakları tətbiq

edirlər.

Mikaipək, qırılmaya qarşı yüksək möhkəmliyi ilə fərqlənən mikalentin bir növüdür.

Şüşə-mikalent, mikalentdən və mikaipəkdən, qırılmada böyük mexaniki

möhkəmliyi və yüksək qızmaya davamlılığı (180oS) ilə fərqlənir, didilmiş

floqopit slüdası və silisiumlu-üzvi lak tətbiq etməklə alınır.

4.10.2. Elektrokeramiki materiallar

Elektrokeramiki materiallarına çini (farfor), steatit və s, aiddir.

Keramiki materialların hamısını təyinatına görə, üç qrupa bölürlər:

1) izolyator keramikası; 2) kondensator keramikası; 3) seqnetoelektrik keramikası.

Birinci qrupa elektrik çini materialları (elektrofarfor) və steatit aiddir.Bu

materiallardan kiçik və yüksək gərginlik izolyatorlarını, həmçinin elektrik qurğuları

məmulatları (diyircəklər, qoruyucu əsasları və s.) hazırlayırlar.

İkinci qrupa,dielektrik nüfuzluğu böyük olan (=20500) keramika materialları

daxildir və əsasən onlardan müxtəlif quruluşlu keramiki kondensatorları hazırlıyırlar .

Keramiki seqnetoelektriklər, dielektrik nüfuzluğu çox böyük(=1500÷4000) olan

elektrokeramiki materiallarıdır. Dielektrik nüfuzluğunun böyük olması həmin

materiallarda gedən özbaşına (spontan) polyarizasiya prosesləri ilə izah olunur.

Elektrokeramika materiallarının hamısı qeyri-hidroskopikdir; onlar atmo-sfer

təsirlərinə davamlı olub, yaxşı dielektrik və mexaniki xassələrə malikdir.

Elektrotexniki farfor: elektrokeramiki materiallardan sənayedə ən çox istifadə

olunanlardır, yüksək və kiçik gərginlikli müxtəlif konstruksiyalı izolyatorların

hazırlanmasında istifadə olunur.İlkin elektrofarfor kütləsi, 42-50% gil maddəsindən,

20-25% kvarsdan, 22-30% kalium çöl şpatından və 5-8% xırdalanmış farfor

tullantılardan məmulatlarından ibarət olur. Qurudul-muş farfor məmulatlarının

səthinə maye suspenziya şəklində qlazur (mina) çəkilir. Mina təbəqəsinin tərkibi,

maye farfor kütləsinin tərkibindən, şüşəyəbənzər komponentlərinin (kvars, çöl şpatı,

dolomit) çox olması ilə fərqlənir. Rəngli mina təbəqəsinə rəngləyicilər- xromlu

dəmir, pirolüzit və s. əlavə edirlər.Elektrofarfor məmulatlarını termiki emal edilərkən

mina təbəqəsi əriyir və məmulatın səthinə şüşəyəbənzər örtük verir.Mina təbəqəsi

izolyatorun səthinin mexaniki möhkəmliyini və onun nəmliyə davamlılığını artırır.

92

Rəngli mina təbəqəsi izolyatorların markalanması üçün istifadə edilir.Farfor

aşağıdakı xassələrə malikdir: Sıxlığı=2,32,5 q sm3; Temperatur-dan xətti

genişlənmə əmsalı t=(3-4,5).10

-6 dərəcə

–1 ; Sıxılma zamanı möhkəmlik həddi

sıx=4000-6000 kq/sm2; Dartılma zamanı möhkəmlik həddi d=350-500 kq/sm

2;

Zərbə özlülüyü zər=1,8-2,2 kq.sm/sm

2; Elektrik möhkəmliyi Edeş= 20-30

kV/mm;Xüsusi müqavimət =1014

-1015

Om.sm; Dielektrik nufuzluğu =6-

7;Dielektrik itki bucağının tangensi tg=0,015-0,02.

Temperatur yüksəldikçə farforun elektroizolyasiya xassələri pisləşir.

Steatit. Elektrokeramiki materialdır, elektrofarfordan yüksək mexaniki

möhkəmliyi və yaxşı elektrik xarakteristikaları ilə fərqlənir.Steatit elektro-izolyasiya

məmulatları 250 0C-ə qədər temperaturlarda işləyə bilər. Bu zaman onun elektrik

xassələri o qədər də dəyişmir. Elektrokeramiki farfor-dan olan məmulatların 100 0C-

dən yuxarı temperaturlarda işlədikdə onların elektrik xarakteristikaları pisləşir. Steatit

– elektrofarfora nisbətən bahalı materialdır, çünki onun hazırlanması üçün daha

bahalı xammal sərf olunur. Keramiki kondensator materialları. Keramiki

kondensator materialları adi keramika materiallarından, dielektrik nüfuzluğunun ()

böyüklüyü ilə fərqlənir. Bundan başqa, keramiki kondensator materiallarının çoxu

mənfi temperatur əmsalına malikdir (TK0), bunun da nəticəsində keramik

kondensatorları olan elektrik qurğularında temperaturun yüksəlməsi qurğuda tutumun

dəyişməsinə təsir göstərmir. Kondensator keramikası üçün başlanğıc keramika

kütləsinin çoxunun əsas kompanenti ağ rəngli toz olan titan 4-oksiddən (TiO2)

ibarət-dir. İstiliyə davamlı keramik kondensatorlar hazırlanmasında işlədilən mate-

riallara termokondlar aiddir.Bu materiallardan, tutumu temperaturdan çox az asılı

olan istiliyə davamlı kiçik gərginlik kondensatorları hazırlanır.Yüksək və kiçik

gərginlikli istiliyə davamlı keramik kondensatorlar istehsalında, qalay 4-oksidin

(SnO2) başqa metal oksidləri ilə birləşmələri (CaO, MqO və s.) əsasında alınan

materiallar çox tətbiq edilir. Bu cür birləşmələrə stannatlar deyilir. Məsələn, kalsium-

stannat (CaSnO3), maqnezium- stannat (MqSnO3) və s. Bu keramik materialların

dielektrik nüfuzluğunun tempera-tur əmsalı olduqca kiçik müsbət qiymətlər

alır(TK=+(20-30)∙10-6

1/0C).

Stannat keramikasından yüksək və kiçik gərginlikli keramik kondensatorlar

hazırlayırlar. Titanat əsasında hazırlanan materiallara nisbətən stannat keramikası

yüksək gərginlikli sabit elektrik sahəsinin uzun müddətli təsirinə daha çox

davamlıdır.

Quraşdırma keramikası öz növbəsində sıx və məsaməli material olub, aşağıdakı

növlərə ayrılır. Yüksək elektroizolyasiya və mexaniki xassələri olan sıx quruluşlu

keramikadan dayaq, keçid və radioqurğularda asma antenna izolyatorları kimi

istifadə edirlər. Onlardan həmçinin lampa panellərində, induktiv sarğacların

karkasları və bir sıra hissələrdə istifadə edilir. Məsaməli keramika, elektron

lampalarının daxili izolyatorlarında, sobalarda, naqilli və naqilsiz rezistorlarda

işlədilir. Quraşdırıcı radio-keramiki materiallar yüksək tezliklərdə işlədilə bilər,

93

çünki 1MHs tezlikdə tq=0,0007-dən böyük olmur. Bütün kondensatorlarda

dielektrik nüfuzluğunun temperatur əmsalı – TKE-mümkün qədər az olması

vacibdir. Aktiv keramikaya seqnetokeramika, keramiki pyezoelementlər aiddir.

Radiofarfor. Yüksək tezlikli radioelektronikada qurğu quraşdırma materialları

kimi işlədilir. Onun tərkibinə elektrik xassələrini yaxşılaşdıran, tq -nı və şüşə

fazanın elektrik keçiriciliyini azaldan kompanent BaO qatılır. Radioforforun xüsusi

müqavimətinin temperatur asılılığı izolyator farforunun xüsusi müqavimətindən 102

dəfə çoxdur.

Korund Keramikası – yüksək elektrik xassələri olan Al2O3–ın

modifikasiyalarından alınır.

Ultrafarfor, texnoloji istehsal parametrlərinə görə və yüksək elektro-mexaniki

xassələrinə görə fərqlənən keramikadır. Bu, onda barium şüşə fazasının çox olması

ilə izah edilir. Ultrafarfor bütün korund materialları kimi temperaturun kəskin

dəyişməsinə davamlı, geniş temperatur və tezlik intervalında kiçik dielektrik

itkilərinə, yüksək sıxlığa və kimyəvi davamlılığa malik olan materialdır. Onlardan

kondensatorlarda, quraşdırıcı hissələrdə istifadə edilir.

4.10.3. Elektroizoləedici şüşə və sitallar

Şüşə qeyri-üzvi, kvaziamorf, termoplastik xassəli müxtəlif oksidlər sisteminin

birləşməsini təşkil edən maddədir. Şüşə əmələ gətirən oksidlərdən başqa (SiO2 ,B2O3

, P2O5 ) onun tərkibinə qələvi metal oksidləri (Na2O; K2O) qələvi torpaq metal

oksidləri (CaO; BaO), həmçinin PbO, ZnO, Al2O3 və b. daxildir. Əksər şüşələrin

əsas hissəsini SiO2 təşkil edir, bunlar silikat şüşələri adlanır. Şüşədən mürəkkəb

konfiqurasiyalı hissələr almaq olur. Şüşənin səthinin metallaşdırılması mə’mulatın

xassəsindən aslı olaraq müxtəlif üsullarla aparılır. Vakuumda metalın

tozlandırılması, gümüş və ya platin pastasının şüşənin ərimə temperaturasına yaxın

temperaturalarda yandırılması, kimyavi köçürmə – xüsusi bərpa edilmə vasitəsi ilə

gümüş məhlulunun şüşənin səthinə bərpası və s. üsullar işlədilir.

Şüşənin növləri – tərkibinə və elektrik xassələrinə görə üç cür olur: 1. Qələvisiz

şüşələr, buraya təmiz kvars şüşələri aiddir, 2. qələvili şüşələr və tərkibində cüzi

miqdarda ağır metal oksidləri olan, 3. Qələvili tərkibində çoxlu ağır metal oksidləri

olan şüşələr.Silikat şüşələrin parametirləri: =2,1÷3,6 Mq/m3; l=(0,5÷2)*10

-6; d

=1,46÷1,61; =4,2÷7,5;tg =0,0002 ÷0,001. Silikatlı şüşələr praktiki olaraq bütün

turşuların təsirinə davamlıdır.

Kvars şüşələri – şüşə halında təmiz SiO2 narın kvars qumundan və ya dağ

büllurunun iri kristalından 1700 0C - də alınır. Birinci halda qeyri şəffaf, ikinci halda

isə şəffaf şüşə alınır. Kvars şüşəsi bütün maddələrə nisbətən kiçik xətti genişlənməyə

malikdir. Digər şüşələr ona nəzərən 10÷20 dəfə çox xətti genişlənməyə

malikdir.Kvars şüşəsi temperatur dəyişmələrinə daha davamlıdır. Kvars şüşəsinin

xüsusi həcmi müqaviməti yüksəkdir. Temperatur artdıqda isə kəskin azalır. Kvars

şüşəsində =4,2; tg=0,0002-dir, bu parametrlər temperaturdan az asılı olurlar.

94

Kvars şüşəsi yüksək tezlik dielektriklərinə aiddir. Kiçik qaz qabarçıqları olduğundan

onlarda elektrik möhkəmliyi yüksək deyildir. Su ilə islandıqda onlarda səthi

keçiriciliyi artır. Bir sıra üstünlüklərinə görə kvars şüşəsi yarımkeçirici materialların

istehsalında istifadə edilir. O cümlədən elektrovakuum cihazlarında, ultra bənövşəyi

şualanmada istifadə olunan lampa balonlarında, termocütlərdə, kimyəvi qablarda və

s. işlədilir.

Rentgen şüşəsi. Tərkibində kiçik atom çəkisi olan metal oksidləri, şüşəyə rentgen

şualarına qarşı şəffaflıq verir.Məsələn tərkibində 83% B2O4; 25%B2O3; 14,5%LiO2

olan şüşə rentgen şüşəsidir. Çoxlu LiO2 olduğundan açıq havada onun səthi tutulur.

Ona görə onun səthinə lak çəkilir.

Lazer şüşəsi: Onlar optik kvant generatorlarında işlədilir. Lazerlərdə işlədilən

şüşələrin başqa monokristallara nisbətən üstünlüyü, hazırlanmasının asan olması,

bircinsliyi, yüksək optik xassələri və texnoloji cəhətdən əlverişli olmasıdır. Lazer

şualanmasının çıxışını gücləndirmək üçün şüşədən böyük ölçülü bircinsli tərkibli

çubuqlar hazırlanır.

Yarım keçirici şüşələr. Bunlara halkogenid və səthi keçirici şüşələr

aiddir. Halkogenid şüşələr, sumrid, selenid, arsenid, tellur, qalay, fosfor və

oksigensiz şüşə əmələgətirici ərintiləridir. Onlar 140-220 oC-də asan əriyən

maddədir, tərkibindən asılı olaraq xüsusi həcmi müqaviməti 0,1-1012

Om∙m

hüdudlarında geniş dəyişir. Bu şüşələrin ayrı-ayrı növləri elektron yarımkeçiriciləri

və dielektriklər kimi işlədilir. Onların mənfi cəhəti az kimyəvi davamlılığı və öz

özünə kristallaşmasıdır.

Elektrovakuum şüşələrini xarakterizə edən əsas parametr, onların xətti

genişlənmə əmsalıdır və bu şüşələrdən elektrovakuum cihazlarında balonlar, ayaqlar,

dəstəklər və s. hissələr hazırlanır. Elektrovakuum şüşələri, temperaturun təsirindən

genişlənməyə uyğun olaraq markalanır. Şüşədə xətti genişlənmə əmsalı kiçik olduğu

üçün onlarda yalnız çətin əriyən metallar (şüşəyə uyğun genişlənən) lehimləmək

mümkündür.

İzolyator şüşələr. Kondensatorlarda hermetik keçid izolyatorları kimi işlədilir,

asan metallaşdırılır. İzolyatorlar ikinci qrup şüşələrdən hazırlanır.

Kondensator şüşələri. Şüşələr yüksək elektrik möhkəliyinə malik olduğuna görə

kondensatorların istehsalı üçün maraq doğurur.

Optik şüşələr. Yüksək sındırma əmsalına və şəffaflığa malik olan şüşələrdir,

tərkibində PbO və ya BaO olan III qrup şüşələrindən alınır.

Rəngli şüşələr. Bəzi əlavə metal oksidləri şüşənin rəngini dəyişdirir: məsələn,

CaO-göy, CaO3-yaşıl, MqO2-bənövşəyi, NO3-sarı və s. rənglər verir. Şüşələrin

tərkibində B2O3 və Al2O3 olan növləri, natrium buxarlarına davamlı olur. Bunlar

elektrik işıqlanma cihazlarında istifadə edilir.

Səthi keçirici şüşələrin geniş yayılmış növü səthi şəffaf SiO2 örtüyü olan

elektroizolyasiya şüşəsidir. Bir neçə mikron qalınlığında olan belə örtüklər səthdə

10÷40 Om müqavimət yaradır. Xassələrinə görə onlar elektron yarımkeçiricilərinə

aid edilir. Bunlar, qızdırılan və tərləməyən şüşələrdə,elektrolüminesent lampalarda,

95

kondensatorlarda, fotoelementlər-də, pərdə şəkilli rezistorlarda və başqa radio-

elektron cihazlarında işlədilir.

Liflərin hazırlanmasında işlədilən şüşələr adətən alümosilikat tərkibli II qrup

qələvi şüşələrdir. Bəzən I qrup şüşələrdə və az qələvili alümoborosilikat tərkibli

şüşələrdə işlədilir. Şüşə liflər optik işıq ötürənlərində və s. istifadə edilir.

İşıqötürücülər, özəyi şüşə lifi və onun səthinə çəkilmiş şüşə pərdə örtük-dən

ibarət olan bir sıra liflərin birgə burulmasından alınır. Daxili təkrar əks olunma

nəticəsində işıq ötürücünün əvvəlində səthi işıqlandırılmış obyektin təsviri işıq

dalğalarının vasitəsi ilə yayılır. Bütöv obyektin işıqlandırılmış təsviri surəti işıq seli

ilə lifin əvvəlindən onun axırına verilir. İşıqötürücünün sonunda obyektin təsviri

mozaikada alınır. Bunun səbəbi işıqötürücü kabeldə eyni zamanda bir neçə min lifin

ayrı-ayrılıqda təsvir ötürməsidir.

Şüşə emallar, metalların və digər bərk cisimlərin səthinə çəkilir. Onları

korroziyadan qoruyur, xarici görünüşü əks etdirmə xassəsinə və rəngini dəyişməyə

(reflektorlar, dekarativ emallar və s.) malikdir.Şüşə emallardan radioqəbuledicilərdə,

kiçik tutumlu kondensatorlarda, metallik gövdəli vakuumlu cihazlarında hermetik

örtük qatı yaratmaqda istifadə edilir.

SiO tərkibli amorf materialı, mikroelektronikada, pərdəli kondensatorlarında,

qatlar arası izolyasiyada və mikrosxemlərdə mühafizə örtükləri kimi geniş tətbiq

edilir.

Sitallar, kristallik şüşə materiallarıdır.Onlar şüşə və çini materiallar arasın-da orta

vəziyyət tuturlar. Kristallaşma, katalizatorlarının növündən aslı olaraq, sitallar iki

növə ayrılır: - fotositallar, termositallar. Fotositallarda kris-tallaşma, katalizatorları

əlavə şualandırma ilə oksidlərdən ayrılmış Ag, Cu, Al hissəcikləridir. Onlar şüşə

kütlədə kristallaşma mərkəzləri yaradırlar. Termo-sitallarda katalizatorlar kimi bir

başqa ərintidən kristallaşan birləşmələr TiO2, FeS, B2O3 tətbiq olunur. Həmçinin

qələvi və qələvi torpaq materiallarının ftorlu və fosforlu birləşmələri işlədilir. Xarici

görünüşünə görə sitallar sıx quruluşlu, açıq rəngli materialdır. Onlar yüksək mexaniki

möhkəmliyi və istilikötürmə ilə fərqlənir, elektrik xarakteristikaları kifayət qədər

yüksəkdir, 700-800 OC qızdırdıqda mexaniki xassələri dəyişilir. Turşu və qələvələrin

təsirinə davamlıdır, onlar mikrosxemlərdə altlıq kimi və bir sıra müasir texniki

mə’mulatlarda istifadə edilir.

4.10.4. Mineral dielektriklər

Mineral dielektriklərdən ən çox tətbiq edilənlər kvars, mərmər, asbest və

asbestosementdir.

Kvras olduqca yüksək dielektrik xassələrinə malik olan təbii mineral

dielektrikdir və xassələri qarışıqların olmasından asılıdır. Onun kimyəvi

formulu (SiO2)n-dir, kvars kristalik və amorf olur.Kristallik kvars pyezoelektrikdir,

yəni mexaniki təsir nəticəsində, məsələn, dartılmada və ya sıxılmada nümunənin

(müəyyən qayda ilə kristaldan kəsilmiş) qarşı səthlərdə əks işarələri elektrik yükləri

əmələ gəlir. Kvarsın ərimə temperaturunun (1800-2000 oC) yüksək olması və kvars

96

şüşəsinin emalının mürəkkəbliyi ərinmiş kvarsdan hazırlanan elektroizolyasiya

məmulatlarının tətbiqini məhdudlaşdırır.

Mərmər, əsasən kalsium-karbonatdan (CaCO3), kalsitdən və maqnezium-karbonat

yaxud maqnezit qarışığından ibarət mineraldır. Mərmərin dielektrik xassələri yüksək

deyildir. Onun xüsusi həcmi elektrik müqaviməti: =108-10

9Om*sm; Edeş=2,0-3,0

kV/mm olub ətraf mühitin rütübətindən çox asılıdır.Mərmər hiqroskopikdir və ona

görə də elektrik izolyasiya materialı kimi tətbiq etmək üçün onu cilalayırlar və üzvi

maddələrə - parafin və ya laklarla hopdururlar.Mərmərin müsbət xassəsi onun

yanmamasıdır, lakin mərmərin istifadə edilməsinin son temperaturu 110-120 oC-dir,

və ona uzun müddət daha yüksək temperatur təsir etdikdə kövrəkləşir. Mərmərdən

müxtəlif növ paylaşdırıcı lövhələr və kəsən açarlar üçün əsaslar, həmçinin 500 V-a

qədər gərginlikli qurğularda qoruyucuları olan lövhələr hazırlayırlar.

Asbest-Asbestin (dağ kətanı) xarakterik xassəsi, lifli quruluşlu təbii material-lar

qrupunu birləşdirir. Onların lifləri, diametri millimetrin mində bir hissələri və

uzunluğu bir neçə santimetrə qədər olan ayrı-ayrı nazik saplara ayrılır. Asbestin

lifləri suyu udmur, lakin su pərdəsi ilə örtülür, hiqroskopiklik nəticəsində və asbestdə

müxtəlif qarışıqların olmasından asbest material-larının (asbest kağızı və parçaları)

elektrik xassələri yüksək olmur (=109-10

10Om*sm; Edeş=3-5 kv/mm). Onun əsas

müsbət cəhətləri yüksək qızmaya davamlığı və yanmamasıdır. 1150oC temperaturda

asbest əriyir. Asbestin işçi temperaturu 450 oC-ə qədərdir. 450

oC və yüksək

temperaturlarda asbestdən kimyavi bağlı su ayrılmağa başlayır və onun lifləri

mexaniki möhkəmliyi itirir. Asbest liflərindən 0,2-0,5 mm qalınlıqda

elektroizolyasiya kağızı hazırlayırlar.Asbest kartonu, qalınlığı 2-12 mm, olan

təbəqələr şəklində buraxırlar. Asbest ipliyindən asbest parçaları və lentləri

hazırlayırlar. Asbest parçalarının qalınlığı 1,2-1,9 mm olur. Kətan hörməli asbest

lentlərini iplikdən hazırlayırlar.Bu lentlərin mexaniki möh-kəmliyini artırmaq

məqsədi ilə onlarda 30% daxil edilmiş pambıq lifi olur. Yüksək-gərginlikli elektrik

maşınlarında tərkibində 8%-ə qədər dəmir oksidləri olan dəmirli asbestdən hazırlanan

lentlər tətbiq edilir. Bu lentlərin xüsusi müqavimətləri çox aşağı olur(=105-

106Om*sm; s=10

4-10

5om*sm). Bu cür yarımkeçirici lentləri, stator içliyinin

oyuqlarından çıxan dolaq hissələrində elektrik sahəsinin qüvvə xətlərini

bərabərləşdirmək üçün tətbiq edirlər.Asbest materiallarını hopdurulmuş halda (laklar

və kompaundlarla) tətbiq edirlər. Hopdurma nəticəsində asbest kağızının və

parçaların hiqroskopikliyi itir və onların elektrik xarakteristikaları yaxşılaşır.

Asbestosement asbest liflərindən və portlandsementdən hazırlanır. Bu material,

əlaqələndirici maddəsi portlandsement, hopdurucusu isə asbest lifi olan qeyri-üzvi

plastik kütlədir.Asbestosement, lövhələr şəklində üz səthi işlənməmiş və işlənmiş

(frezlənmiş) halda buraxılır. Lövhənin qalınlığı

4 - 40 mm (işlənmişi) və 10 - 40 mm (işlənməmiş) olur.Asbestosementdən

hazırlanmış qövsədavamlı kameraların hopdurulmasını parafində və ya kətan yağında

aparırlar. Materialının qövsə davamlığının aşağı düşməsinə yol verməmək üçün

hopmuş parafinin çəkisi 6-7%-dən çox olmamalıdır. Hopdurulmuş asbestosement

97

mə’mulatlarının əsas xarakteristikaları: =109-10

10Om*sm; Edeş=2-3 kV/mm.

Asboplast - asbestosement əsasında hazırlanan qeyri-üzvi soyuq presləmə plastik

kütləsidir. Asboplastın tərkibi: portlandsement 65%, xrizotil asbesti (liflər) 20%,

kaolin və ya qəlib gili 15%.

4.11. Aktiv dielektriklər

Əgər passiv dielektriklərə qoyulan tələb, müxtəlif xarici təsirlər zamanı

dielektrikin öz xassələrinin stabilliyini qoruyub saxlamaqdırsa, enerjinin idarə

olunması, yaxud da daxil olan informasiyanı çevirmək kimi aktiv funk-siyaları yerinə

yetirən dielektriklərə yuxarıda göstərilən tələbin tamamilə əksi olan tələblər qoyulur.

Xarici təsirlər zamanı materialın xassələri nə qədər çox dəyişərsə, element öz

funksiyasını bir o qədər yaxşı yerinə yetirmiş olur. Xarici energetik təsirlərin

köməyilə xassələri idarə olunan dielektriklər, yaxudda bu təsirin köməyilə

elektronikanın funksional elementlərini yarat-maq üçün istifadə olunan dielektriklər

aktiv dielektriklər adlanır. Bura seq-neto-,pyezo- və piroelektriklər; elektro-

,maqnito- və akustooptik mate-riallar; qeyri-xətti optik xassələrə malik dielektrik

kristallar və s. aiddir.

Tətbiq sahəsi daha geniş olan aktiv dielektrikləri nəzərdən keçirək.

Seqnetoelektriklər, spontan polyarizasiyaya malik materialdır. Polyarizasiyanın

istiqamətini xarici elektrik sahəsinin təsirlərdən dəyişə bilər. E=0 olduqda yəni,

elektrik sahəsi təsir etmədikdə seqnetoelektrik bir qayda olaraq domen quruluşa

malikdir. Domenlər spontan polyarizasiya baş verə biləcək makroskopik oblastlardır

və bu oblastlarda spontan polyarizasiya dielektriklərdəki daxili proseslər hesabına

baş verir.

Şəkil 4.5.Barium titanat kristalında domenlərin yerləşmə sxemi

Seqnetoelektriklər bir sıra spesifik xüsusiyyətlərə malikdirlər. Bu da müəyyən

temperatur diapazonunda baş verir. Belə materiallarda faza keçid temperaturu Tk,

seqnetoelektrik Küri nöqtəsi adlanır. Bu temperaturdan kiçik temperaturda

seqnetoelektrik domen quruluşa, xarakterik seqnetoelektrik xassələrə malikdir. Bu

temperaturdan yüksək temperaturda isə domen quruluşun dağılması baş verir və

seqnetoelektrik paraelektrik hala keçir. Seqnetoelektriklərin domen quruluşuna malik

olması onların elektrik induksiyasının elektrik sahə gərginliyindən aslılığının qeyri-

xətti olmasına səbəb olur və bu zaman dielektrik histrezis ilgəyi alınır.(şəkil 4.6)

Bundan başqa Küri nöqtəsinə uyğun temperaturlarda dielektrik nüfuzluğu-nun

temperatur aslılığında maksimum hal müşahidə olunur. Bu da seqneto-elektriklərin

domen quruluşlu olması ilə əlaqədardır. Seqnetoelektriklər histerezis ilgəyinə

98

malikdir və bu domen sərhədlərinin bərpa olunmayan yerdəyişməsilə əlaqədar olaraq

histrezis ilgəyi nöqtəsində əlavə dielektriki itkiləri yaranır. İlgəyin eni dielektrik

itkilərə mütənasibdir.

Şəkil 4.6.Seqnetoelektrikin əsas Şəkil 4.7. Barium-titanat seqneto-

polyarlaşma əyrisi və dielektrik elektrikin dielektrik nüfuzluğunun

histrezis ilgəyi temperaturdan asılılıq qrafiki.

Polyarizasiyanın histrezis sahədən asılı olaraq qeyri-xətti dəyişməsi və histerezis

ilgəyinin mövcudluğu və seqneto-kondensatorun tutumunun onun iş rejimindən

asılı olaraq dəyişməsinə səbəb olur. Materialın xassələrini xarakterizə etmək üçün

statik, reversiv, effektiv və digər dielektrik nüfuzluğu

anlayışından istifadə edilir.

Hal-hazırda bir neçə yüz seqnetoelektriklər mövcuddur. Bunları da

kimyəvi rabitələrin tiplərinə görə və fiziki xassələrinə görə iki qrupa bölürlər:

1) İon kristalları: bura barium titanat (BaTiO3), qurğuşun titanat (PbTiO3), niobat

kalium (KNbO3), barium-natrium niobat (BaNaNbO5) yaxud qısaca BANAN və

başqaları aiddir.

2) Dipol kristalları: bura seqnet duzu (NaKC4H4O6.4H2O), üçqlitsinsulfat

(NH2CH2COOH)3.H2SO4, kalium dihidro-fosfat KH2PO4 və başqaları aiddir.

Birinci qrupa aid olan bütün birləşmələr suda həll olmur, yüksək mexaniki

möhkəmliyə malikdirlər. Dipol birləşmələri isə əksinə kiçik mexaniki möhkəmliyə

malik olub suda həll olma qabiliyyətinə malikdirlər.

Seqnetoelektriklər aşağıdakı sahələrdə tətbiq olunur: kiçik ölçülü aşağı

tezlikli böyük xüsusi tutuma malik olan kondensatorların istehsalında; elektron

gücləndirici, modulyator və başqa idarə olunan qurğular üçün qeyri-xətti

polyarizasiyalı materialların hazırlanmasında; hesablama texnikasında – yaddaş

qurğularında; lazer şualanmasının modulyasiyası və çevirilməsi üçün; pyezo- və

piroelektrik çeviricilərdə.

Qeyri-xətti kondensatorların hazırlanmasında dielektrik nüfuzluğu elektrik sahə

gərginliyindən güclü aslı olan seqnetoelektrik materiallarından istifadə edilir. Belə

kondensatorlar varikondlar adlanır. Varikondlar onların tutumlarının dəyişməsi

hesabına elektrik dövrələrinin paramertlərinin idarə olunması üçün tətbiq edilir.

Histerezis ilgəyi düzbucağlıya yaxın olan seqnetoelektrikləri,

məsələn,üçqlitsinsulfatı (TQS) EHM-larin yaddaş qurğularında istifadə edirlər.Bəzi

seqnetoelektriklərin və antiseqnetoelektrik-lərin kristalları güclü elektrooptik effektə

99

malikdirlər. Elektrooptik effekt dedikdə xarici sabit elektrik sahəsinin təsirindən

mühitin sınma göstərici-sinin dəyişməsi başa düşülür. Seqnetoelektrik kristalların

elektrooptik xassələrindən kristala elektrik sahəsi tətbiq etməklə həyata keçirilən

lazer şualanmasının modulyasiyası üçün istifadə edilir.

Pyezoelektriklər – güclü pyezoelektrik effektinə malik dielektriklərdir.

Pyezoelektrik effekti dedikdə mexaniki gərginliyin təsiri altında dielektrikdə

polyarizasiya hadisəsinin meydana çıxması nəzərdə tutulur. Əks pyezoeffekt zamanı

tətbiq olunmuş elektrik sahəsinin təsiri altında dielektrikin ölçüləri-nin dəyişməsi

baş verir. Hal-hazırda 1000-dən yuxarı maddənin pyezoelek-trik xassələrinə malik

olmasına baxmayaraq, pyezotexnikada məhdud sayda materiallar tətbiq edilir.

Onların içərisində əsas yerlərdən birini monokristal kvars tutur. Elektrodlara və

tutucuya malik cilallanmış kvars lövhəciklərin-dən ibarət kvars rezonatorları kiçik

tg və mexaniki itkilərə malikdir. Kvarsdan başqa müxtəlif pyezoçeviricilərdə litium

sulfat kristalı, seqnet duzu, niobat və litium tantal da istifadə edilir.

Pyezoçevricilərin hazırlan-ması üçün pyezokeramikadan da geniş istifadə edilir.

Pyezokeramika əsasən qurğuşun sirkonattitanatın PbZrO3 – PbTiO3 (QST) bərk

məhlulundan hazırlanır. Pyezokeramikanın monokristallarının üstünlüyü ondandır

ki, pyezokeramikadan mürəkkəb formalı və istənilən ölçüdə aktiv elementlər

hazırlamaq mümkündür. Pyezakeramikadan kiçik ölçülü mikrofonların, telefonların,

detonatorların, təzyiq göstərici cihazlarının, deformasiya və vibrasiya qeyd edici

cihazlarının, pyezorezonans süzgəclərin, gecikdirici xətlərin,

pyezotransformatorların hazırlanmasında istifadə olunur.

Piroelektriklər – piroelektrik effektinə malik olan dielektriklərdir.

Piroelektrik effekti dedikdə, temperaturun dəyişməsi ilə dielektrikin spontan

polyarizasiyasının dəyişməsi nəzərdə tutulur. Tipik xətti piroelektriklərə misal

olaraq turmalin və litium sulfatı göstərmək olar. Seqnetoelektriklərdən fərqli olaraq

onların polyarizasiyasının istiqaməti xarici elektrik sahəsi tərəfindən dəyişə bilmir.

Sabit temperaturda piroelektrikin spontan polyarizasiyası, ətraf atmosferdən yüklü

hissəciklərinin adsorbsiyası və elektrik keçiriciliyi prosesləri hesabına sərbəst əks

işarəli yüklərlə kompensasiya edilir. Temperaturun dəyişməsi zamanı spontan

polyarizasiya dəyişir, bu da piroelektrikin səthində bəzi yüklərin azad olmasına

gətirib çıxarır. Nəticədə qapalı dövrədə elektrik cərəyanı yaranır. Piroeffekt

materiallardan istilik qeydedici və göstərici cihazlarının, şualanma enerji

qəbuledicilərinin, xüsusilə də infraqırmızı və ifrat tezlikli şualanmalarının qeydə

alması üçün istifadə edilir.Bəzi seqnetoelektrik kristalları piroeffektə malikdir.

Onların arasında barium niobat–stronsium,ikiqlitsinsulfat,litium-niobat və tantalat

aiddir.Piroeffekt, polyarizalanmış daha doğrusu sabit elektrik sahəsinin təsirinə

məruz qalmış seqnetokeramikada,həmçinin bəzi polimerlərdə,məsələn, polyari-

zalanmış polivinildenftoriddə və polivinildenxloriddə də yarana bilər.

Elektretlər. Buraya uzun müddət polyarizasiya halını saxlaya bilən və onları əhatə

edən fəzada elektrik sahəsi yarada bilən dielektriklər aiddir. Elektretlərdə qalıq

polyarizasiyası piroelektriklərdən və seqneto-elektriklərdən fərqli olaraq tam

100

kompensasiya olunmayıb. Bu da onlarda sıfırdan fərqli xarici sahə gərginliyinin

olmasına gətirib çıxarır və bu sahə gərginliyi çox yüksək ola bilər. Elektretlərin

alınmasının müxtəlif üsulları mövcuddur. Belə ki, termoelektrikləri polyar dielektrik

ərintilərinin güclü elektrik sahəsində soyudulması yolu ilə alırlar. Fotoelektretləri

fotoelektrik keçiriciliyinə malik materiallardan kükürd, kadmium sulfitdən eyni

vaxtda işıq və elektrik sahəsinin təsiri altında alırlar. Tac elektretləri, qazların kiçik

təzyiqində tac boşalması vasitəsilə alırlar.Əgər elektretlədə yük, polyarizasiyasının

müxtəlif reaksiya mexanizmi hesabına yaranırsa, onda belə yüklər geteroyüklər

adlanır. Bu yüklər elektrodlardakı yüklərə əks işarəli olurlar.Əgər yük,

polyarizəedici elektroddan, yaxudda hava aralığından bərk dielektrik səthinə keçirsə

bu yük elektrodlardakı yüklərə eyni işarəli olur və belə yükləri homoyüklər

adlandırırlar. Normal şəraitdə elektretlərin yaşama müddəti bir neçə il ola bilər.

Lakin temperaturun, nəmliyin artması ilə bu müddət azalır. Bu da tələlər tərəfindən

tutulmuş yük daşıyıcılarının neytrallaşması və azad olunması hesabına baş verir.

Elektretlərdən daha geniş tətbiq olunanları polietilentereftalat (lavsan),

ftoroplast-4, polikarbonat pərdələridir. Elektretlər mikrofonların, telefonların,

radiasiya ölçənlərin, nəmlik ölçənlərin, elektrometrlərin və başqa qurğuların

hazırlanmasında istifadə edilir.

4.12. Maye kristallar

Maye kristallar izotrop maye və kristallik bərk hal arasında aralıq (mezomorf)

vəziyyət tutan maddələrə deyilir. Onlar bir tərəfdən axıcılığa malikdir və damcı

şəklində qala bilir, digər tərəfdən, onlar üçün anizotro-piya xassələri, xüsusilə, optik

anizotropiya xarakterikdir.

Maye kristalların strukturunun nizamlılığını təmin edən molekullararası qüvvənin

zəif olması, onların xassələrinin xarici faktorlardan (temperatur, təzyiq, elektrik

sahəsi və s.) güclü asılılığının prinsipial əsasını təşkil edir. Bu asılılıqlar, öz

növbəsində, müxtəlif təyinatlı indikator qurğularının layihələndirilməsində geniş

imkanlar açır.Hazırda 3000-dən yuxarı üzvi birləşmə mezofaz halına malikdir.

Bunların içərisində elələri vardır ki, mezofaz halının mövcud olduğu temperatur

intervalına otaq temperaturu da daxildir.Maye kristallar ilk dəfə 1888-ci ildə

F.Reynitser tərəfindən kəşf edilmiş-dir. Lakin bu maddələr praktikada yaxın

zamanlardan tətbiq olunmağa baş-lamışdır. Maye kristalların spesifik xüsusiyyəti

mezofaz (yəni, mayekristal-lik halı) halının məhdud temperatur intervalında

mövcudluğudur. Maddə qızdırıldıqda faz dəyişməsini aşağıdakı sxem üzrə təsəvvür

etmək olar:

bərk cisim maye kristal izotrop maye.

Maye kristal halını molekulu uzun çubuqşəkilli formada olan üzvi birləşmələr

yaradır. Maye kristalların çox hissəsini aromatik sıraya malik birləşmələr, yəni

molekulu benzol halqalarındən ibarət birləşmələr təşkil edir. Belə maddəyə misal

olaraq p-metoksibenziliden-p-n-butilanilini göstərmək olar. Maye kristalın tərkibini

101

seçməklə temperaturu –40C-dən +250C-yə qədər ölçmək olar. Maye kristal

indikatorlar vasitəsi ilə temperaturun dərəcənin mində biri qədər dəyişməsini qeydə

almaq olar. Rəngli termoindikatorlar texniki və tibbi diaqnostikada uğurla tətbiq

olunur. Bunlar istilik sahəsinin rəngli diaqram formasında təsvirini almağa imkan

verir. Maye kristallar üç növə ayrılır: smektik, nematik və xolesterik.

Smektik faza laylı quruluşla xarakterizə olunur (şəkil 4.31,a). Uzun molekulların

ağırlıq mərkəzi bir-birindən eyni aralıqda yerləşən müstəvilər üzərində yerləşir. Hər

bir layda molekul-lar elastiki dispersion qarşılıqlı təsir hesabına paralel oriyentasiya

olunmuşlar. Axıcılıq layların sürüşməsi ilə yarandığından mühitin özülülüyü kifayət

qədər çoxdur. Özlülüyün çox olmasına görə smektik maye kristallar texnikada geniş

tətbiq tapmamışdır.

Nematik fazada molekulların uzun oxları nematik direktor adlanan vahid ümumi

istiqamət boyunca oriyentasiya olunmuşlar. Lakin molekulların ağırlıq mərkəzləri

nizamsız yerləşdiyindən smektik kristallara nisbətən simmetriya dərəcəsi aşağıdır

(şəkil 4.31, b). Maddənin belə quruluşunda molekullar nematik direktor boyunca

sürüşə bilirlər.

Şəkil 4.6. Maye kristalların quruluşlarının təsviri:

a)-smektik; b)-nematik; c)-xolesterik

Xolesterik faza molekulyar səviyyədə nematik fazaya oxşayır. Lakin onun bütün

quruluşu əlavə olaraq molekulyar oxlara perpendikulyar olan vint oxu ətrafında

dolanmışdır. Nəticədə L spiral addımlı (300 nm) laylı vintvari quruluş yaranır (şəkil

4.31, c). Vintvari spiralın addımı xarici təsir-lərdən asılıdır. Temperatur dəyişdikcə

molekulyar laylar arası məsafə və ona müvafiq verilmiş müşahidə bucağında

maksimal səpələnmənin dalğa uzunluğu dəyişir. Beləliklə, rəngli termometr

yaranır. Ondan müxtəlif sahələrdə istifadə olunur. Temperaturun dəyişməsi ilə

teksturanın rənginin dəyişməsi termoxrom effekti adlanır.

İşıq şüasını idarə etmək və əks olunmuş informasiyanı gözlə görmək üçün

nematik maye kristallarda elektrooptik effektlərin böyük praktiki əhəmiyyəti vardır.

Seqnetoelektriklərdə olduğu kimi nematik maye kristal-ların həcmi kiçik sahələrə-

domenlərə bölünür. Onlar müxtəlif istiqamətlər-də orientasiyaya malik olduğundan

mühit optik qeyribircins olur və işığın güclü səpələnməsi müşahidə olunur. Belə

kristal əksolunan və ya ondan keçən işıqda bulanıq görünür. Praktiki istifadə üçün

nazik bircins oriyenta-siyalı laylar tələb olunur. Bu halda şüşədən hazırlanan

102

altlıqlara nisbətən molekullar homogen (horizontal) və homeotrop (vertikal)

oriyentasiyalı ola bilərlər.

Elektrik xassələrinə görə nematik maye kristallar polyar dielektriklər qrupuna aid

olub kiçik xüsusi müqavimətə (106-10

10Omm) malikdir. Müqavimətin qiymətini

dissosiasiya olunan ion birləşmələrini həll etməklə asanlıqla idarə etmək olar.

Nematik maye kristalların vacib xarakteristikaları optik və dielektrik

anizotropiyadır.

Optik anizotropiya: n=n-n (4.45)

fərqi ilə ölçülə bilər, burada n və nelektrik vektorları molekulların əsas

oriyentasiyasına paralel və ya perpendikulyar olan işıq dalğası üçün şüalanma

əmsalıdır. Tipik hallar üçün n 0,3 .

Dielektrik anizotropiya: =- (4.46)

fərqi ilə ölçülür, burada və molekulların əsas oriyentasiyası boyunca və onun

eni istiqamətində ölçülən dielektrik nüfuzluğudur.

Nematik maye kristalların göstərilən xassələrindən elektrooptik özəklərdə işıq

selinin idarəsi üçün istifadə olunur. Maye kristallarda informasiyanı əks etdirən

qurğular yaratmaq üçün işığın dinamik səpələnmə effekti və sahə “”tvist“ effekti

(nematik fazanın açılması) daha geniş tətbiq tapır.

İşığın dinamik səpələnməsi mənfi dielektrik anizotropiyaya və kiçik xüsusi

müqavimətə malik (106 Omm) maye kristallarda müşahidə olunur. İşığın dinamik

səpələnmə effekti həm sabit, həm də aşağı tezlikli (102-10

4 Hs-ə qədər) dəyişən

gərginlikdə yaranır. Maye kristallik maddə ilə elektrodların materialı arasında gedən

elektrokimyəvi reaksiyalar özəkləri tədricən pisləşdirir (kontrastlıq itir). Lakin

dəyişən gərginlikdən istifadə etdikdə elektroliz proseslərini zəiflətməklə

indikatorların iş müddətini on min saatlara çatdırmaq olar.Sahə (oriyentasiyalı)

elektrooptik effektləri müşahidə etmək üçün yüksək xüsusi müqavimətə malik (109

Omm) nematik maye kristallardan istifadə etmək lazımdır. Rəngli təsvirlər almaq

üçün maye kristallara rəngləyicinin molekullarını əlavə edirlər.

İndikator qurğularında istifadə olunan maye kristallar iki və daha artıq birləşmənin

qarışığıdır. Qarışıq sistemlərdə mezofaza daha geniş temperatur intervalında

mövcud olur.

Nematik maye kristallar əsasən indikator qurğularında istifadə olunur. Belə

qurğulara display-lər, iri formatlı tablolar, mikro kompüterlər üçün rəqəmli

indikatorlar, elektron saatların və ölçü cihazlarının siferblatı aiddir. Bu

indikatorların bir sıra üstünlükləri vardır: 1) parlaq işıqda yüksək kontrastlıq; 2)

tələb olunan gücün azlığı; 3) işçi parametrləri və konstruksiyasına görə in-teqral

sxemlərə uyğunluğu; 4) hazırlanmasının sadəliyi və ujuzluğu.

Maye kristallar əsasında hazırlanmış qurğuların prinsipial çatışmazlığı: fəaliyyət

tezliyinin azlığı, elektrovə fotokimyəvi köhnəlməyə məruz qalmasıdır. Maye

kristalların tətbiqi hələlik indikator qurğuları ilə məhdudlaşır. Belə qurğulara

dispeleylər, geniş formatlı tablolar, mikrokompyuterlər, rəqəmli indikatorlar,

elektron saatları və rəqəmli ölçü jihazları üçün siferblatlar aiddir.

103

Qeyd edək ki, maye kristallarda indikasiya üçün ətraf mühitin işığından istifadə

olunur. Buna görə də digər indikator qurğularına nisbətən onların tələb etdiyi güc

çox azdır və 10–4

– 10–6

Vt/sm2 təşkil edir. Bu göstərici işıq diodlarının, tozvari və

pərdə şəkilli elektrolüminoforların və qazboşaldıjılı indikatorların uyğun

göstəricisindən bir neçə tərtib aşağıdır. Maye kristal əsaslı indikatorların prinsipial

çatışmazlığı onların iş reciminin aşağı sürətli olması, eləjə də elektrik və

fotokimyəvi köhnəlmələrə meyilliliyidir.Maye kristalların bəzi xüsusiyyətləri (optik

və dielekriki anizotropiya) onlardan, işıq selinin idarə olunması üçün nəzərdə

tutulmuş elektrooptik gözlüklərdə istifadə olunmasına imkan verir.

4.13. Lazerlər üçün materiallar

Lazer (light amplification by stimulated emission of radiation – lazer) optik

koherent şüalanma mənbəyidir, yüksək istiqamətliliyi və enerjinin böyük sıxlığı ilə

xarakterizə olunur. Lazerin iş prinsipinin əsasını A.Eynşteyn tərəfindən kəşf

olunmuş məcburi (stimullaşdırılmış) şüalanma hadisəsi təşkil edir. İlk məcburi

şüalanma cihazları 1950-ci illərdə bir-birin-dən asılı olmayaraq, eyni vaxtda, SSRİ-

də akademiklər N.Q.Basov və A.M.Proxorov, ABŞ-da isə Ç.Taunsun rəhbərliyi

altında bir qrup alimlər tərəfindən yaradılmışdır. Bərk dielektrik əsaslı lazerlərin

əsas elementləri aktiv mühit (işçi orqan), optik rezonator və optik doldurma

sistemidir. Ak-tiv mühit kimi kristallik və ya şüşəvari matrisadan istifadə olunur.

Matrisa-da aktivləşdiriji ionlar (lüminessensiya aktivatorları) bərabər qaydada

paylanır. İşığın udulması və şüalanması prosesləri elektroionların, aktiv ionlara

məxsus energetik səviyyələr arasındakı keçidləri ilə əlaqədardır; bu zaman matrisa

passiv rol oynayır.Aktiv ionun tipi əsasən lazerin şüalanma-sının spekterini

müəyyən edir.Lazerin işçi orqanı, bir qayda olaraq, silindrik mil şəklində hazırlanır;

en kəsik səthi yüksək dərəcəli dəqiqliklə emal olunur. Aktiv ionların

həyacanlandırılması üçün, güclü qazboşaldıcı lampaların köməyi ilə optik

doldurucu sistemdən istifadə edilir.

Lazer texnikası üçün əsas materiallardan biri yaqutdur. İlk dəfə 1960-cı ildə

yaqutdan istifadə etməklə bərkcisimli lazer hazırlanmışdır. Yaqut -korund (Al2O3)

kristalıdır, harada ki, alüminium ionlarının bir qismi xrom ionları ilə əvəzlənmişdir.

Xromun miqdarı yaqutun rəngini müəyyənləş-dirir. Lazer texnikasında

tərkibində Cr2O3-ün kütlə payı 0,05% yaxın olan jəhrayı rəngli yaqutdan istifadə

olunur. Cr2O3-ün kütlə payı 0,5%-dən çox olduqda yaqut qırmızı rəng alır. -

korundun təmiz kristalı 0,17 – 6,5 mkm diapazonda şəffafdır. Kristallik yaqut optik

anizotropikliyə malikdir. Yaqutun qiymətli xassələri yüksək mexaniki möhkəmliyi

və istilikkeçirici-liyidir. Yaqutla yanaşı lazer texnikası üçün əhəmiyyət kəsb edən

material ittirium-alüminium qranatıdır. Bu materialda ittirium ionlarının bir hissəsi

neodium ionları ilə əvəzlənmişdir (ixtisarla yazılışı İAQ: Nd3+

). İAQ: Nd3+

lazerlərinin vajib istismar xarakteristikaları: temperatur və radiasiyaya

dayanaqlıqdır; İAQ kristalları optik izotropdur və 0,2 – 4,0 mkm spektiral

104

diapazonunda şəffafdır; İAQ: Nd3+

spektrində udulma zolağı geniş olmadı-ğından,

optik doldurmanın effektivliyini artırmaq üçün sensibilizasiya effektindən istifadə

olunur. Sensibilizator kimi materiala Cr3+

ionları daxil edilir. Sensibilizasiya faydalı

iş əmsalını 5 – 7%-ə qədər qaldırmağa və fasiləsiz generasiya recimində güjü bir

neçə yüz Vt-a çatdırmağa imkan verir. Şüalanma güjünə və faydalı iş əmsalının

qiymətinə görə İAQ: Nd3+

+ Cr3+

lazerləri, karbon qazlı güclü lazerlərə rəqabət

yaradır və axırınjıdan ölçülərinin kiçikliyi və praktiki istifadəsinin əlverişliliyi ilə

fərqlənir.

Lazerlər optik lokasiya sistemlərində, televiziyada, qoloqrafiyada, informasiya –

ölçmə texnikasında, tibbdə və s. tətbiq olunur. Onların köməyi ilə uzaq məsafələrə

kosmik rabitə həyata keçirilir. Optik qeyri-şəffaf materialların lazer vasitəsilə emalı

geniş yayılmışdır: impuls qaynağı, əritmə, lehimləmə, «yandırma», deşiklərin

açılması, kəsmə və s.

Qısa və ifrat qısa lazer impulsları kondensasiya olunmuş sistemlərdə baş verən

qısa müddətli ( ~10–13

san) relaksasiya proseslərini tədqiq etməyə imkan verir.

Son dövrlərdə tibbdə – injə jərrahiyyə, o jümlədən gözdə əməliyyatlarının

aparılmasında və terapiyada lazerlərdən geniş istifadə olunmağa başlanmışdır.

105

5. MAQNİT MATERİALLARI

5.1. Maqnit materiallarının təsnifatı

Bütün ferromaqnit materialları iki əsas qrupa ayırmaq olar.

Birinci qrupa, yumşaq maqnit materialları, yəni, dəyişən elektrik cərəyanının

yaratdığı maqnit sahəsində maqnit keçiricisi kimi işləyən ferromaqnitlər aiddir.

Yumşaq maqnit materialları dəyişən maqnit sahəsində asanlıqla yenidən maqnitlənir.

Ona görə bu materiallardan elektrik maşınları, transformatorları, elektromaqnitlər

üçün nüvə və maqnit keçiriciləri hazırlanır.

Maqnit matariallarının ikinci qrupuna bərk maqnit materialları aiddir. Onlardan

sabit maqnitlər hazırlayırlar. Sabit maqniti bir dəfə maqnitləndirdikdən sonra

maqnitlənmə halını bir neçə il müddətində saxlayır. Bu materialların səciyyəvi

xüsusiyyəti, koersitiv qüvvənin ( CH ) və qalıq induksiyasının ( qB ) böyük

olmasıdır. Yumşaq maqnit materiallarına nisbətən belə materialların histerezis əyrisi

çox enlidir və ona görə bərk maqnit materialları yenidən çətin maqnitlənir.

Maqnit materiallarının xassələrinə görə təsnifatı

Maqnit xassələrinə görə təbiətdə olan bütün materiallar beş qrupa bölünür:

diamaqnetiklər, paramaqnetiklər, ferromaqnetiklər antiferromaqnetiklər və

ferrimaqnetiklər.

Maqnit materiallarına beş müxtəlif maqnit halı (vəziyyəti) uyğundur: diamaqnetizm,

paramaqnetizm, ferromaqnetizm, antiferromaqnetizm və ferrimaqnetizm.

Diamaqnetiklərə maqnit həssaslığı kM mənfi olan və bu parametri xarici maqnit

sahəsindən asılı olmayan maddələr aiddir.

Diamaqnetizm – maqnit sahəsində atomların elektronlarının orbital hərəkətinin

bucaq sürətinin kiçik dəyişməsi ilə əlaqədardır.

Diamaqnetiklərə inert qazlar, hidrogen, azot, mayelərin çoxu (su, neft və onun

məhsulları), bəzi metallar (mis, gümüş, qızıl, sink, civə, qallium və s.), yarımkeçirici-

lərin çoxu (silisium, germanium, AIII

BV, A

IIB

VI birləşmələri), üzvi birləşmələrin əksər

hissəsi, qələvi-haloid kristalları, qeyri-üzvi şüşələr və s. aiddir. Kovalent kimyəvi

rabitəyə malik maddələr və ifrat keçiricilik vəziyyətində olan maddələr də diamaq-

netikdirlər.Diamaqnetiklərin maqnit həssaslığının qiyməti –(10-610

-7) tərtibindədir.

Diamaqnetiklər sahə istiqamətinin əksinə maqnitləndiyindən, onlarda <1 olur.

Lakin nisbi maqnit nüfuzluğu vahiddən az fərqlənir (ifrat keçiricilərdən başqa). Dia-

maqnetiklərin maqnit həssaslığının temperaturdan asılılığı çox zəifdir. Diamaqnetik-

lərin xarakterik cəhəti, onların qeyri-bircins maqnit sahəsindən kənara itələnməsidir.

Paramaqnetiklərə maqnit həssaslığı müsbət olan və bu parametri xarici maqnit

sahəsindən asılı olmayan maddələr aiddir. Paramaqnetiklərdə atomlar, hətta xarici

sahə olmadıqda belə, elementar maqnit momentinə malik olur, lakin istilik hərəkəti

nəticəsində bu maqnit momentləri xaotik paylandığından, onlarda maqnitlənmə

ümumilikdə sıfıra bərabər olur. Paramaqnit həssaslıq temperaturdan çox asılıdır.

106

Otaq temperaturunda para-maqnetiklərin maqnit həssaslıqları 10-310

-6 tərtibində-

dir. Onların maqnit nüfuzluqları vahiddən az fərqlənir. Paramaqnit effekti öz fiziki

təbiətinə görə dielektriklərdə dipol-relaksasiya polyarlaşmasına uyğundur.

Ferromaqnetiklərə qiymətcə böyük müsbət maqnit həssaslığına (106-ya qədər)

malik olan və bu parametri maqnit sahə gərginliyindən və temperaturdan çox asılı

olan maddələr aiddir. Ferromaqnetiklərin daxilində atomlarının maqnit

momentlərinin paralel yönəldiyi maikroskopik hissələr mövcuddur. Ferromaq-

netiklərin əsas xüsusiyyəti onların nisbətən zəif maqnit sahələrində doyma halına

qədər maqnitlənməsidir.

Antiferromaqnetiklər elə maddələrdir ki, onların kristal qəfəslərində temperaturun

müəyyən, aşağı qiymətlərində eyni atom və ya ionlarının elementar maqnit

momentlərinin spontan antiparalel oriyentasiyası yaranır. Antiferromaqnetiklər üçün

temperaturdan çox asılı olan kiçik müsbət maqnit həssaslığı (kM=10-310

-5)

xarakterikdir. Antiferromaqnetizm xromda, manqanda və bir sıra nadir torpaq

elementlərində (Ce, Nd, Sm, Tm və s.) mövcuddur

Ferrimaqnetiklər elə maddələrdir ki, onların maqnit xassələri kompensasiya

olunmamış antiferromaqnetizm ilə əlaqədardır. Ferromaqnitiklərdə olduğu kimi,

onlar yüksək maqnit həssaslığına malikdir və bu parametr maqnit sahə gərginliyindən

və temperaturdan asılıdır. Bununla bərabər, ferrimaqnetiklər ferromaqnit materialdan

bir sıra mühüm cəhətləri ilə fərqlənir.Ferrimaqnit xassələr metal birləşmələrində,

əsasən, metal oksidlərində olur. Onların arasında ferritlər daha böyük praktiki

əhəmiyyət kəsb edir.

Dia– , para– və antiferromaqnetiklər zəif maqnit maddələr qrupuna, ferro– və

ferrimaqnetiklər güclü maqnit materiallar qrupuna daxildir.

Maqnit materialları kimi elektrotexnikada ferromaqnit və ferrimaqnit materiallar

tətbiq edilir.

5.2. Maqnit materiallarının əsas xarakteristikaları

Xarici maqnit sahəsinin təsiri altında maqnitlənən materiallar, yəni xüsusi maqnit

xassələrinə malik olan materiallar maqnitlər adlanır.

Texniki cəhətdən saf dəmir, kobalt, nikel və bunların əsasında hazırlanmış saysız-

hesabsız ərintilər maqnit materiallarına aiddir. Texniki təmiz dəmir, polad, nikel və

dəmir əsasında hazırlanmış ərintilər texnikada çox geniş yayılmışdır. Bunlara

ferromaqnit materialları və ya ferromaqnitiklər deyilir, çünki dəmir bütün maqnit

materiallarının əsasını təşkil edir.Bütün ferromaqnit materiallarının fərqləndirici

xüsusiyyəti onların maqnit sahəsində maqnitlənməsi qabiliyyətidir. Adətən, onlar

xarici maqnit sahəsində maqnitlənir. Elektrik cərəyanın və ya başqa maqnitin

yaratdığı sahə belə sahələrə aiddir. Maqnitlənmə nəticəsində ferromaqnit materialın-

da maqnit seli yaranır. Bu sel Veber (vb) ilə ölçülür.

Maqnit materiallarının maqnitlənmə dərəcəsi, maqnit materialının bir kvadrat

metr en kəsiyi sahəsindən keçən maqnit seli ilə müəyyən edilir. Maqnit selinin bu

107

kəmiyyəti maqnit induksiyası adlanır, B hərfi ilə işarə olunur və tesla (tl 2sm

Bb ) ilə

ölçülür. Maqnit indkusiyasını qausla (qs) da ölçürlər. Bu iki vahidin nisbəti 1 Tl

Qs410 kimidir. Bəzən teslanın kiçik vahidindən

2sm

Bb istifadə edirlər. Maqnit

induksiyasının qiyməti maqnit sahə gərginliyindən H və materialın maqnit

nüfuzluğundan M asılıdır:

HB M tl (5.1)

burada 0M -ferromaqnit materialının mütləq maqnit nüfuzluğu,hn/m;

0 - maqnit sabiti, 0 = 4 710

hn/m;

- nisbi maqnit nüfuzluğu, ölçüsüz kəmiyyətdir.

Maqnit materiallarının xassələrinə qiymət verdikdə bu xarakteristikadan geniş

istifadə edirlər. -yə maqnit nüfuzluğu adlanır. (5.1) düsturunda maqnit sahə

gərginliyinin H qiyməti Amperin metrə nisbəti ( mA/| ) ilə ölçülür. Çox vaxt kiçik

vahidlərdən ( smA/ ) istifadə edilir.(5.1) düsturdan görünür ki, maqnit nüfuzluğu

çox olduqca maqnit materialı daha yaxşı maqnitlənir. Maqnit sahə gərginliyini bəzən

erstedlərlə də (E) ifadə edirlər. Maqnit sahə gərginliyinin bu iki ölçü vahidi

arasındakı nisbət belədir:

EsmA 25611 ,/

Maqnit sahə gərginliyini vahidi olaraq tədricən sıfırdan H-a qədər artırsaq, həmin

sahədə yerləşdirilmiş materialın maqnit induksiyası B, ilk maqnitlənmə əyrisi

adlanan əyri üzrə artacaqdır (şəkil 5.1).

Şəkil 5.1. İnduksiyanın maqnit sahə gərginliyindən asılılıq əyrisi

Məlumdur ki, elektron spin və orbital maqnit momentinə malikdir. Bu momentlər

həndəsi olaraq toplanaraq, atomun ümumi maqnit momenti əmələ gətirirlər. Vahid

həcmdəki maqnit momentlərin cəmi maqnitlənmə (J) adlanır və onun qiyməti cisim

maqnitlənməmiş olduqda, və ya xarici maqnit sahəsi olmadıqda sıfır olur. Maqnit

108

sahəsinin təsirindən cisimin daxili maqnit sahə gərginliyi H olduqda, cisimin

maqnitlənməsi J H – olar, -maqnit qavramasıdır (qəbuluğudur). Maqnitlənmə

maqnit induksiyasını təyin edir, yəni B=B0+H. Cisimlərin maqnit xassəsini,

həmçinin nisbi maqnit nüfuzluğu ilə də xarakterizə edirlər.

(=1+/7

0 104, c Hn/m olub, boşluğun maqnit sabiti adlanır.

Maqnit qəbulu qiymətindən və işarəsindən asılı olarq, bütün cisimlər diamaqnit

(0), paromaqnit (0) və ferromaqnit (0) olmaqla üç qrupa bölünürlər. Maqnit

materialları kimi radiotexnikada para və ferromaqnitlərdən istifadə olunur.

Paramaqnit materiallarının atomları maqnit momentinə malikdirlər, ancaq bunlar

istilik hərəkəti nəticəsində nizamsız düzülmüş olurlar. Maqnit sahəsi istiqamətində

oriyentasiya olunan spinlərin miqdarı çox az olduğundan maqnit qəbulluğu ()

sıfırdan az fərqlənəcəkdir. Maqnit nüfuzluğu isə paramaqnit materiallar üçün

vahiddən bir az böyük olur.

Paramaqnit materiallara bir çox qələvi və qələvi-torpaq materialları aiddir.

Ferromaqnit materiallarda maqnit qəbulluğu kifayət dərəcədə böyük olub, maqnit

nüfuzluğu 610 -a qədər qiymət ola bilər. Maqnit sahəsi götürüldükdən sonra bu

materiallarda maqnitlənmə qalır. Qızdırdıqda ferromaqnit xassələr müəyyən

temperaturaya qədər (Kürü nöqtəsi ), yəni Kürü nöqtəsinə qədər saxlayır, bundan

sonra ferromaqnit material paramaqnitləşir. Müxtəlif materiallar üçün Kürü

temperaturunun qiyməti müxtəlifdir: məs.dəmir üçün 769 0C, Kobalt üçün 1120

0S,

nikel üçün 3580S. və s. T olduqda və xarici maqnit sahəsinin təsiri olmadıqda

ferromaqnit materialı elementar sahələrdən (domenlər) ibarət olur.Bu domenlər,

özbaşına doyma halına kimi maqnit-lənmiş olur. Domenlərin qalınlığı 0,1mm, eni və

uzunluğu isə 1-dən 10 mm-ə qədər olub, öz maqnit momenti ilə xarakterizə

olunurlar. Domenlərin daxilində maqnit sahəsi daha yüksək olur. Məsələn dəmir

domenin daxilində sahə gərginliyi 910H A/m-olur. Domenlər bir-birlərindən

çox nazik (63 1010 mm) qatlarla ayrılmış olurlar və bu qatlarda maqnit

momentlərinin oriyentasiyası tədricən dəyişilir.

5.3.Yumşaq maqnit materialları

Texniki təmiz dəmir və elektrotexniki polad - Elektrotexnika sənayesində ən geniş

tətbiq edilən yumşaq maqnit materiallarına texniki təmiz dəmir, elektrotexniki təbəqə

polad və pemalloy (tərkibində dəmir və müxtəlif miqdarda nikel olan ərintilər)

aiddir. Bütün bu materialların maqnit nüfuzluğu və maqnit induksiyası yüksək,

koersitiv qüvvəsi kiçik, və histerezis itkiləri çox azdır.

Texniki saf dəmirə armko-dəmir deyilir və onun tərkibində az miqdarda qarışıqlar

vardır: karbon 0,025%, silisium 0,02%, manqan 0,035%, kükürd 0,01%; oksigen,

demək olar ki, yoxdur. Dəmirin maqnit xassələrinə pis təsir göstərən oksigeni onun

tərkibindən çıxarmaq üçün silisium və manqan əlavə edilir. Onlar dəmirdə həll

109

olmuş oksigen ilə birləşib çıxdaşa çevrilən oksidlər yaradır.Nəticədə dəmir bərpa

edilir, oksidlər isə çıxdaş ilə atılır.Texniki saf dəmirin başqa növü elektroliz

dəmiridir. Onu dəmir-sulfat və ya dəmir iki xlorid məhlullarını elektroliz çökdürmə

üsulu ilə alırlar, sonra isə onu yuyub kürəvi dəyirmanda üyüdürlər. Dəmirin bu

üsulla hazırlanmasının böyük bir nöqsanı, onun tərkibində hidrogenin qalmasıdır.

Hidrogeni ayırmaq üçün dəmiri yenidən əridirlər və ya vakuumda yumşaldırlar.

Kimyəvi cəhətdən çox təmiz olan və dəmir-karbonid adlanıan texniki saf dəmir

geniş tətbiq edilir. Onu 0200 250 C temperaturda və 150 atm təzyiq altında

3)(COFe (dəmir-karbonil) birləşməsindən toz şəklində alırlar və onu qızdırdıqda

dəmir karbonil (maye) aşağıdakı reaksiya ilə dəmirə və karbon-2 oksidə ayrılır:

COFeCOFe 53

Dəmir karbonildən əsasən, yüksək tezliklərdə işləyən maqnit nüvələr hazırlayırlar.

Bunun üçün dəmir-karbonil tozunu əvvəlcədən hər hansı üzvi dielektrikin (polistrol,

bakelit və b.) tozu ilə qarışdırırlar. İsti presləmə üsulu ilə bu qarışıqdan müxtəlif

formada nüvələr alırlar. Nüvələrdə dəmir dənələri arasında izolyasiya layının olması

nəticəsində yüksək tezliklərdə (xüsusən) böyük olan burulğanlı cərəyanların

yaranmasına gedən itkilər azalır.

Təbəqə elektrotexniki polad elektrotexnikada geniş tətbiq edilir. Bu polad,

dəmirin silisium ilə ərintisidir. Onun tərkibində 0.8-4,8% silisium vardır.

Xassələrini yaxşılaşdırmaq üçün tərkibinə az miqdarda hər hansı maddə daxil

edilən poladlara aşqarlanmış poladlar deyilir. Silisium, dəmirə ferrosilisium şəklində

daxil edilir və ferrosilisium orada həll edilmiş halda olur. Silisium dəmir üçün ən

zərərli (dəmirin maqnit xassələri üçün) qarışıqla-oksigenlə reaksiyaya girib dəmir-

oksidlə (FeO) birləşir, dəmiri bərpa edir və çıxdaşa çevrilən silisium 4-oksidi

2SiO yaradır. Silisium, )( 3CFe birləşməsindən (sementitdən) qrafit almaqla

karbonun ayrılmasına səbəb olur. Beləliklə, silisium koersitiv qüvvənin və histerezis

itkilərinin artmasına səbəb olan dəmirin kimyəvi birləşmələrini (FeO) və )( 3CFe

aradan qaldırır. Bundan başqa dəmirin tərkibində 4% silisiumun olması onun saf

dəmirə nisbətən xüsusi elektrik müqavimətini artırır, nəticədə burulğanlı cərəyan

itkiləri azalır. Dəmirdə silisiumun miqdarı artdıqca dəmirin doyma induksiyası Bs

artır və silisium 6,4% -ə çatdıqda ən böyük ( qsBS 2800 ) qiymət alır, lakin buna

baxmayaraq, silisiumu 4,8%-dən artıq daxil etmirlər. Silisiumun miqdarı 4,8% -dən

çox olduqda, poladın kövrəkliyi artır, yəni onun mexaniki xassələri pisləşir.

Elektrotexniki poladı marten sobalarında əridirlər. Təbəqələri polad külçəsini

soyuq və ya qızdırılmış halda yayma üsulu ilə hazırlayırlar. Ona görə soyuq və isti

halda yayılmış elektrotexniki poladlar bir-birindən fərqlənir.

Dəmirin kristal qəfəsi kub şəklində olduğuna görə, həmin kubun müxtəlif

istiqamətlərində maqnitlənmə eyni dərəcədə olmayacaqdır. Kristal, kubun tili

istiqamətində ən böyük, uzun diaqonalı istiqamətində kiçik, kubun diaqonalı

110

istiqamətində isə ən kiçik maqnitlənməyə malikdir. Ona görə , yayama prosesində

təbəqədə bütün kristallarının kubun tili istiqamətində sıraya düzülməsi çox vacibdir.

Bunu əldə etmək üçün təbəqəni möhkəm sıxlaşdırmaqla (70%-ə qədər) təkrar

yayır və sonra hidrogen atmosferində yumşaldırlar. Qeyd etdiyimiz üsul, poladın

oksigendən və karbondan təmizlənməsinə, kristalların iriləşməsinə və onların tillərini

yayma istiqaməti ilə eyni istiqamətdə yönəlməsinə imkan yaradır. Belə poladlara

teksturlanmış poladlar deyilir. Onların yayma istiqaməti üzrə maqnit xassələri adi

isti yayma poladların maqnit xassələrdən daha yüksəkdir. Teksturlanmış polad

təbəqələri soyuq yayma ilə hazırlanır. İsti halda yayılmış təbəqələrə nisbətən onların

maqnit nüfuzluğu yüksək, histerezis itkiləri azdır.

Bundan əlavə, soyuq yayma poladlarının zəif maqnit sahələrində induksiya isti

halda yaymaya nisbətən daha qüvvətlə artır, yəni zəif sahələrdə maqnitlənmə əyrisi

isti halda yayma poladlarının əyrilərindən xeyli yuxarıda yerləşir. Lakin qeyd etmək

lazımdır ki, teksturlanmış poladların dənələrinin yayma istiqaməti üzrə yönəlməsi

nəticəsində başqa istiqamətlərdə maqnit nifuzluğu isti halda yaymaya nisbətən azdır.

Məsələn, induksiya B=10 000qs olduqda yayma istiqamətində maqnit nifuzluluğu

M =50000, yayma istiqamətinə perpendikulyar istiqamətində maqnit nifuzluğu isə

M =5500 olur. Bununla əlaqədar olaraq transformatorları Ш -şəkilli nüvələrini

yığarkən yayma boyunca kəsilmiş polad təbəqələrdən istifadə edirlər. Sonra

təbəqələri elə düzəldirlər ki, maqnit seli poladın yayma istiqamətində və ya onunla 0180 bucaq altında olsun.

Elektrotexniki polad təbəqələri yaxşı maqnit xarakteristikalarına – yüksək

induksiyaya, kiçik koersitiv qüvvəyə və az histerezis itkilərinə malikdir. Bu

xassələrinə görə elektrotexnikada belə poladlardan elektrik maşınlarının stator və

rotor nüvələrini, güc transformatorlarının, cərəyan trans-formatorlarının nüvələrini

və müxtəlif eletkrik aparatlarının maqnit keçiricilərini hazırlayırlar.

Elektrotexniki poladlar, onların tərkibində olan silisiumun miqdarı, təbəqələrin

hazırlanması üsulu, həmçinin maqnit və elektrik xassələri ilə fərqlənirlər.

Poladlarda silisium aşağıdakı hüdudlardadır: Zəif aşqarlanmış poladlarda 0,8-dən

1,8%-ə qədər; Orta aşqarlanmış poladlarda 1,8-dən 2,8%-ə qədər;

Nisbətən yüksək aşqarlanmış poladlarda 2,8-dən 3,8%-ə qədər;

Yüksək aşqarlanmış poladlarda 0,8-dən 4,8%-ə qədər olur.

Elektrotexniki poladın xüsusi elektrik müqavimətinin orta qiyməti də silisiumun

miqdarından asılıdır. Poladda silisiumun miqdarı çox olduqca xüsusi müqavimət də

böyük olur. Elektrotexniki poladlar eni 240 mm-dən 1000 mm-ə qədər, uzunluğu

720 mm-dən 2000 mm-ə qədər və qalınlığı 0,1; 0,2; 0,35; 0,5 və 1,0 mm olan təbəqə

şəklində buraxılır.

Yumşaq maqnit ərintiləri - Alsifer, dəmir əsasında hazırlanmış və tərkibində 5,4%

alüminium, 9,6% silisium, 85% dəmir olan ərintilər yaxşı maqnit xassəlrinə

malikdir. Bu ərintiyə alsifer (“Alsifer” sözü bu ərintiyə daxil olan maddələrin

111

alüminium, silisium, ferrum - birinci hecalarının birləşməsindən alınmışdır) deyilir.

Onun maqnit xassələri belədir:

b=35000; M= 115000; Hı= 0,018 smA/ ; Bq=3350 qs; = 0,81 Ommm2/m.

Kövrək və bərk olması bu ərintilərin ən əsas qüsurlarıdır. Ona görə bu ərintilərdən

hissələri tökmə üsulu ilə hazırlayırlar. Onlardan nazikdivarlı hissələr hazırlamaq

olmaz. Alsiferdən düzəldilmiş hissələri ancaq pardaxlamaqla emal edirlər. Nəticədə

alsiferin maqnit xassələri də bir qədər fərqli olur. Alsifer kövrək olduğuna görə yaxşı

üyüdülür və toz halında maqnit dieletkrikləri (ferromaqnit hissəciklərdən və üzvi

dielektriklərdən ibarət material) hazırlamaq üçün geniş tətbiq edilir

Texniki pemaloy ərintilərin kimyəvi tərkibi, yuxarıda qeyd etdiyimiz tərkibdən

bir qədər fərqlənir.

Texnikada pemalloy adlanan dəmir və nikelin müxtəlif ərintiləri geniş tətbiq

edilir. Onlar yüksək maqnit xassələrinə: böyük başlanğıc və maksimal maqnit

nüfuzluluğuna, kiçik koersitiv qüvvəyə və böyük maqnit indkusiyasına malikdir. Bu

xassələr ancaq tərkibində 40%-dən 80%-ə qədər nikel olan ərintilərə aiddir.

Tərkibində 78,5% nikel olan ərintinin b və M qiymətləri ən böyük və koersitiv

qüvvəsi çox kiçikdir. Lakin nikelin miqdarını az da olsa dəyişdikdə (hər iki tərəfə),

b və xüsusən M kəmiyyəti çox kiçilir.

Ərintinin xüsusi elektrik müqavimətinin qiyməti onun tərkibindəki nikelin

miqdarından asılı olaraq dəyişir. Tərikbində 30%-ə qədər nikel olan ərintidə bu

kəmiyyət artır, sonra nikelin miqdarının bütün dəyişmə intervalında onun

müqavimətinin qiymətinə qədər aşağı düşür. Pemalloyların Küri (k) temperaturu da

nikelin miqdarından çox asılıdır.

Beləliklə, dəmir-nikel ərintilərinin maqnit xassələrinin tərkibinə çox həssas

olduğunu söyləmək mümkündür. Onlar istilik və mexaniki emala daha həssasdır.

Tərkibində 40-80% nikel olan ərintilərin xassələri, onların tökmədən sonrakı termiki

emalından çox asılıdır. İki dəfə termiki emal çox effektivdir: əvvəlcə ərintini bir saat

müddətində 900-9500C temperaturda saxlayır, sonra isə saatda 100

0C sürətlə soyu-

dulur; ikinci dəfə onu 6000C-yə qədər qızdırır və təminən dəqiqədə 150

0C sürətlə

mis plitə üzərində soyudurlar və belə termiki emala pemalloy emalı deyilir. Lakin

qeyd etmək lazımdır ki, tərkibində müxtəlif miqdarda nikel olan ərintilərin termiki

emal texnologiyası təsvir etdiyimiz emaldan fərqlənə bilər. Tədqiqatlarla sübut olun-

muşdur ki, pemalloy zəif maqnit sahəsində termiki emal edildikdə ən çox onların

maqnit xassələri yaxşılaşır. Məsələn, tərkibində 65% nikel olan ərintini maqnit sahə-

sində H=8 smA/ termiki emal etdikdə m kəmiyyəti, 20000 –dən 200000-ə qədər

artır. Müşahidə edilmişdir ki, ərintini Küri nöqtəsindən, bu halda k=550400 0C-

dən, başlayaraq soyutduqda maqnit sahəsi ən effektiv təsir göstərir. Lakin tez

soyutmaqla ərintinin qazandığı maqnit xassələri, onu yenidən yüksək temperatura

qədər qızdırıb, sonra isə sobanın temperaturunu tədricən otaq temperaturuna qədər

soyutmaqla pisləşdirmək olar.

112

Eletrotexnika sənayesində işlədilən dəmir-nikel ərintilərini tərkibinə və təyinatına

görə dörd qrupa bölmək olar:

1.Tərkibində 78,5% nikel və 0,3-0,8% manqan olan çox-nikelli aşqarlanmamış

pemalloy. Bu ərinti maxaniki təsirlərə çox həssəasdır və xüsusi elektrik müqaviməti

kiçikdir. Pemalloy, 6500C-dən başlayaraq havada sürətlə soyutduqda yüksək maqnit

xassələrinə malik olur.

2.Tərkibində 72-80%-ə qədər nikel az miqdarda molibden, xrom, silisium, yaxud

mis olan çoxnikelli aşqarlanmış pemalloy. Tərkibində mis olduqda ona misli pemal-

loy deyilir. Bu maddələrin əlavə edilməsi materialın xassələrinə böyük təsir göstərir:

nəsələn, deformasiyalara həssaslığını azaldır, molibdenin əlavə edilməsi və ya zəif

maqnit sahələrində b stabilləşdirilməsi (məsələn, misin əlavə edilməsi) və yaxud

elektrik müqavimətinin artırılması (molibden, xrom, silisium), müşahidə edilir.

3.Tərkibində 40-50% nikel olan aznikelli pemalloy. Onun maqnit doyması və

elektrik müqaviməti çoxnikelli ərintilərə nisbətən böyükdür.

4.Manqan, silisium və xrom əlavə edilmiş aznikelli aşqarlanmış pemalloy.

Qalınlığından asılı olaraq, , dəmir-nikel xəlitələrindən aşağıdakı altı növ lent

hazırlanır:0,05-0,08; 0,10-0,15; 0,17-0,25; 0,27-0,40; 0,50-1,0 və 1,10-1,4mm.

Hər bir pemalloy, xassələrinə müvafiq olaraq müxtəlif elektromaqnit qurğularda

işlədilir. Pemalloyların əsas tətbiq sahələri bunlardır: ölçü cihazları, cərəyan

transformatorlarının nüvələri , maqnit ekranları, relelər, maqnit gücləndiriciləri,

induktivlik sarğacları və i.a.

Pemalloydan istifadə etdikdə yadda saxlamaq lazımdır ki, onlar mexaniki təsirlərə

və emala: -ştamplamaya , zərbələrə, xarici mexaniki gərginliklərə çox həssasdır.

Bütün bu mexaniki təsirlər koersitiv qüvvəni kəskin artırır və maqnit nüfuzluğunu

azaldır, histerezis ilgəyi isə genişlənir və təhrif olunur. Ona görə pemalloyu

mümkün qədər belə mexaniki təsirlərdən qorumaq üçün onu ştamplama və başqa

mexaniki əməliyyatlar qurtardıqdan sonra əlavə istilik emalından keçirmək, yəni

yüksək temperaturda yumşaltmaq və müəyyən sürətlə soyutmaq lazımdır.

5.4. Ferritlər

Elektrotexnika sənayesində ferrit adı altında maqnit materialları hazırlanır və

geniş tətbiq edilir. Bu materiallar qeyri-metal materiallardır. Onları, dəmir 3-oksidin

(Fe2O3), başqa metalların: sinkin (ZnO), manqanın (MnO), nikelin (NiO) və s.

oksidləri ilə qarışığından hazırlayırlar.

Əgər ferritlərin tərkibinə daxil olan ikivalentli metalın istənilən oksidini ümumi

halda MeO ilə işarə etsək (Me-ikivalentli metal deməkdir), ferritin ən sadə kimyəvi

formulu belə olar:

MeO+Fe2O3MeFe2O4 (5.6)

Yaxşı maqnit xassələrinə malik olan ferritlərin, digər maqnit materiallarına və

ərintilərinə nisbətən elektrik müqaviməti çox böyük olması onların səciyyəvi

xüsusiyyətidir.

113

Ferritlər yarımkeçiricilər qrupuna aiddir və müqaviməti =104-10

9 Omsm-dir.

Halbuki, ferromaqnit metal materiallarının müqaviməti =105-10

4 Omsm-dir.

Ferritlərin müqaviməti metal maqnitlərə nisbətən =108-10

14 dəfə böyükdür, buna

görə ferritlərdə dəyişən maqnit sahələrində burulğanlı cərəyanların yaratdığı itkilər

çox azdır. Bu, ferritlərin ən mühüm üstünlüklərindən biridir.

Ferritlər, metal ferromaqnetiklər kimi yumşaq və bərk maqnit ferritlər qruplarına

bölünür. Yumşaq maqnit ferritlər təminən aşağıdakı xarakteristikalara malikdir:

koersitiv qüvvə Hc=2,4 A/sm - ə qədər; Bs doyma induksiyası 4205000 Qs-a qədər;

Bq qalıq induksiyası 2003000 Qs-a qədər; b başlanğıc maqnit nüfuzluğu

303000-ə qədər

Adətən, ferritlər, tərkibinə daxil olan ikivalentli metalla adlandırılır. Məsələn,

ferritin tərkibinə manqan 2-oksid (MnO) daxildirsə, ona manqan ferriti (MnFe2O4),

nikel 2-oksid (NiO) daxildirsə, nikel ferriti (NiFe2O4) və i.a.deyilir. Maqnetit adlanan

təbii ferrit çoxdan məlumdur, o, dəmir ferritidir və kimyəvi formulu FeFe2O4-dür.

Ancaq bir metalın oksidindən və dəmir 3-oksiddən ibarət olan ferritlərə sadə ferritlər

deyilir. Praktikada istifadə etmək üçün sadə ferritlərin qatışıqları işlədilir. Bu halda

iki və ya bir neçə ferritin, məsələn, iki sadə ferritin NiFe2O4 və ZnFe2O4 , yəni nikel

və sink ferritlərinin bərk məhlulları alınır. Bunun nəticəsində qarışıq nikel-sink ferriti

alınır. Onun kimyəvi formulu belədir: NixZn(1-x) Fe2O4

Burada “x” həmin materiallda nikel 3-oksidin, (1-x) isə sink 3-oksidin molyar

miqdarını göstərir və onların cəmi vahidə bərabər olmalıdır.

Ferritləri xüsusi texnalogiya üzrə, yəni tozları 1350 0C-yə qədər temperaturda

bişirməklə hazırlayırlar.Ferritlərin hazırlanma prosesi aşağıdakı əsas əməliyyatlardan

ibarətdir. Müəyyən miqdarda götürülmüş ilkin materialları-ikivalentli materialların

oksidlərini və dəmir 3-oksidi qarışdırır və kürəvi dəyirmanda üyüdürlər. Oksid

qarışıqlarını qurutduqdan sonra presləyir və ilk dəfə termiki emala uğradırlar.Bişmiş

materialı yenidən üyüdür və üzvi əlaqələndirici (parafin və başqa) əlavə etdikdən

sonra qəliblərə töküb məmulat alırlar. Daha sonra onu yüksək temperaturda

sobalarda bişirirlər. Hazır məmulatların bişib bir-birinə yapışmaması üçün onları

alüminium oksidlə tozlayırlar. Məmulatlar , sobada bişmənin son temperaturuna

qədər tədricən qızdırılır , sonra isə soyudulur. Bişmə rejimi məmulatın növündən və

tərkibindən asılı olaraq müəyyən edilir.

Sənayedə dörd qrup: nikel-sink, litium-sink, manaqan-sink və maqnezium-

manqan ferritləri hazırlanır.

Nikel-sink ferritlərinin markaları bunlardır: F-20, F-100, F-250, F-400, F-600, F-

1000 və F-2000. Bu işarələrdə 100 və i.a. rəqəmləri başlanğıc maqnit nüfuzluğunun

b qiymətlərini göstərir.

Litium-sink ferritlərinin xarakteristikaları nisbətən kiçikdir və təxminən nikel-sink

ferritləri kimi eyni tezlikli, lakin zəif maqnit sahəli qurğularda tətbiq edilir. Manqan-

sink ferritlərindən tezliyi 1 Mhs-ə qədər olan sahələrdə istifadə edirlər.

Maqnezium-manqan ferritləri iki qrup materialdan ibarətdir:

114

Biri yüksək elektik müqavimətinə və kiçik itkilərə malikdir, ikinci qrup ferritlər

isə histerezis ilgəyinin düzbucaqlı olması ilə xarakterizə edilir. Buna görə onları

yaddaş qurğularında, maqnit gücləndiricilərində və s. tətbiq edirlər.

Nikel-sink ferritləri texnikada çox geniş tətbiq edilir. Onlardan müxtəlif halqalar,

silindrlər, çubuqlar və televizorların müxtəlif hissələri (sətir transformatorlarının

nüvələri, sətir ölçüsünün tənzimləyiciləri), səsyazan aparatların hissələri,

transformatorların Ш-şəkilli nüvələri hazırlanır.

Manqan-sink ferritlərdən halqalar, tarnsformator nüvələri və başqa hissələr

hazırlanır.

5.4. Bərk maqnit materialları

Bərk maqnit materiallarından əsasən sabit maqnit sahəsini yaratmaq tələb edən

müxtəlif elektrotexniki qurğularda tətbiq edilən sabit maqnit hazırlayırlar.

Maqnitli poladlar - Mürəkkəb martenisit görə sulandırılmış əsas maqnit poladları:

karbonlu, volframlı, xromlu və kobaltlı poladlardır.

Karbonlu poladın tərkibində aşqarlayıcı maddələr olmur. Bu poladlarda karbonun

miqdarı 0,3-dən 1%-ə qədər və bir az artıq olur. Karbon dəmirlə birləşərək dəmir

karbidi Fe3C əmələ gətirir. Karbon çox olduqca poladın koersitiv qüvvəsi Hc böyük

olur və optimal xarakteristikaları belədir: Hs =3240 smA/ ; Bq = 80009000 Qs.

Bu poladın ucuz başa gəlməsinə baxmayaraq, pis maqnit xassələrinə görə (Karbonlu

poladlar maqnit köhnəlməsinə heç dayanıqlı deyildir) istifadə edilmir.

Volframlı poladın tərkibində 0,60-0,78% karbon və 5,5-6,5% volfram, bəzən də

0,3-0,5% xrom olur. Karbon volframla birləşib volfram karbidi (WC) yaradır. O isə

poladın koersitiv qüvvəsini artırır. Yüksək temperatur-larda (yumşaltma vaxtı,

yayma üçün qızdırıldıqda və i.a.) volfram karbidi ayrılır və poladın maqnit xassələri

aşağı düşür. Poladda xromun olması onun köhnəlməsini zəiflədir.Buna görə

volframlı poladda xrom qarışığı faydalı sayılır.Lakin xrom 0,5%-dən çox olsa,

poladın texnoloji xassələrini pisləşdirir. Volframlı polad təminən aşağıdakı

xarakteristikalara malikdir: Hs=5562 E; Br=10000 Qs. Volframlı poladın

çatışmayan cəhəti, hazırlandıqdan sonra tədricən köhnəlməsidir. Köhnəlmə vaxtı

koersitiv qüvvə Hs və qalıq induksiyası Bq tədricən azalır. Volframlı poladın

xassələrini sabit qalması üçün onu 10-12 saat müddətində 100 0C-də saxlayırlar (süni

köhnəlmə).

Xromlu poladlar, volframlı poladın ucuz başa gələn əvəzedicidir. Xromlu

poladların maqnit xassələri, onların tərkibində xrom karbidinin olmasından asılıdır.

650-850 0C temperaturlarda, volframlı poladlar kimi xromlu poladların da maqnit

xassələri pisləşir və iki markada buraxılır: EX-2 və EX-3. Onların tərkibində

xromun miqdarı müxtəlifdir. Birinci ərintidə 1,3-1,6% Cr, ikincisində 2,8-3,6% Cr

vardır. EX markalı poladın maqnit xarakteristikaları belədir: Hs=5060 Er; Bq=

90009500 Qs.

Kobaltlı poladların maqnit xassələri volframlı və xromlu poladlara nisbətən

yüksəkdir. Aşqarlanmış poladların tərkibində kobalt olduqda onun koersitiv qüvvəsi

115

və maqnit enerjisi artır. Polada aşqar maddələr kimi xrom və volfram daxil etdikdə

onun yuxarıda qeyd etdiyimiz xassələrindən başqa Hs xassəsi də yaxşalaşır.Tərkibinə

daxil edilmiş kobaltın (Co) miqdarından asılı olaraq (342%-ə qədər) kobaltlı

poladlar üç qrupa bölünür: azkobaltlı, ortakobaltlı və çoxkobaltlı.Kobaltlı poladların,

xüsusən tərkibində çox Co olan roladların maqnit xarak-teristikaları Hs və Bq çox

böyükdür. Onların əsas qüsuru kövrək olmasıdır. Poladın tərkibinə 0,5-0,8%

vanadium (V ) daxil etdikdə kövrəklik azalır. Kobaltlı poladların ən əsas qüsuru

onların baha başa gəlməsidir və ona görə bu poladlardan çox az istifadə edirlər .

Bərk maqnit ərintiləri - Alni, alnisi, alniko və maqniko markalı bərk maqnit

xəlitələrindən sabit maqnitlər hazırlayırlar.

Alni - alüminium, nikel və dəmirdən ibarət ərintidir. Müəyyən edilmişdir ki, belə

ərintinin tərkibində 20-dən 32%-ə qədər nikel olduqda və alüminium daxil edilməsi

koersitiv qüvvəni və maqnit enerjisini artırır, lakin qalıq induksiyasını azaldır. Alni

xəlitəsindəki alüminiumun miqdarı, nikelin miqdarından asılı olaraq, 12-15% hüdu-

dundadır. Bu vaxt Hs və maqnit enerjisi böyük qiymət alır. Belə ərintilərə düşmüş

qatışıqlardan ən zərərlisi karbondur. Cəmi 0,1% karbon, enerjinin qiymətini 15-28%

azaldır. Mis və kobalt faydalı aşqarlayıcı maddələrdir, lakin onların faydalı təsiri

nikelin miqdarından asılıdır. Tərkibində 23,5% nikel olduqda mis maksimal enerji-

sinin 68% artırır. Tərkibində 25% Ni, 14% Al, 4% Cu və qalanı dəmir olan alni

ərintisi aşağıdakı maqnit xarakteristikalarına malikdir: Hs =500 Er; Bq =5500 Qs.

Alni ərintisinin başqa növü, tərkibində silisium olan və ona görə alnisi adlanan

ərintidir. Bu ərintidə nikel çox, yəni ən azı 30% olduqda, silisium effekt verir.

Həmin şərtlərdə, ərintiyə daxil edilmiş 1% silisium, koersitiv qüvvəni və maqnit

enerjisini xeyli artırır, lakin qalıq induksiyasını bir qədər azaldır. Nikelin miqdarı az

olarsa, silisium ərintinin xassələrini pisləşdirir. Silisiumun daxil edilməsi soyutmanın

böhran sürətini (dəqiqədə 15-200S-yə bərabər olan soyutma sürəti) xeyli azaltmağa

imkan vermişdir. Bunun çox böyük praktiki əhəmiyyəti vardır, çünki çəkisi 300 q-

dan çox olan iri maqnitlərin istehsalında böyük sürətlə soyütmanı təmin etmək

mümkün olmur.Alnisinin təmini tərkibi: 33% Ni, 13-14% Al, 1% Si, qalanı Fe olub,

maqnit xarakteristikaları: Hs=650 E, Bq=4000 Qs.

Alni və alnisi ərintilərinin ən böyük qüsuru qalıq indkusiyasının kiçik olmasıdır.

Adi tərkibli alni ərintilərinə kobalt aşqarı daxil edilsə, Bq və Hs kəmiyyətləri xeyli

artar. Lakin kobalt təkcə dəmirin hesabına deyil, həm də nikel və alüminiumun

müəyyən miqdarı əvəzinə daxil edilsə, onda çox böyük fayda verir və belə ərintilərə

alinko deyilir. 17-18% Ni, 10% Al, 12% Co və 6% Cu ibarət ərinti alinko üçün ən

yaxşı tərkib hesab edilir. Bu ərinti aşağıdakı maqnit xarakteristikalarına malikdir:

Hs=500 E; Br=4700 Qs. Ərintini 13000S-də termiki emal edilir, sonra isə 750

0S

temperaturda 2-4 saat müddətində tabı alınır. Alinko ərintisinin yüksək maqnit

xassələri, həm tərkibə, həm də termiki emala görə alınır.

Alinko ərintisinin çox mühüm növlərindən biri maqniko xəritəsidir. O, alnikodan

tərkibinə görə bir qədər, lakin əsasən termiki emala görə fərqlənir.

116

Maqniko ərintisinin təmini tərkibi belədir: 11-15% Ni, 8-10% Al, 20-25% Co, qalanı

Fe. Müxtəlif tərkibli belə materialların maqnit xarakteristikaları aşağıdakı kimidir:

Hc=60070 E; Bq=1200013500 Qs.

Tanış olduğumuz bütün ərintilərin ən böyük mənfi cəhəti, böyük kövrəkliyə və

bərkliyə malik olduğu üçün adi üsullarla mexaniki emal edilə bilməməsidir. Bu

ərintiləri, karborund alətlərlə ancaq pardaxlamaq olar.

Onlardan sabit maqnit kimi istifadə etdikdə, maqnit seli zaman keçdikcə, demək

olar ki, azalmır. Məsələn, alni, alniko, alnisi və maqniko ərintilərinin maqnit seli ilk

ilyarım müddətində təminən 1,5-2,0% , sonrakı illərdə isə ildə 0,5-1,0% azalır, yəni

maqnit seli əsasən ilk vaxtlar azalır.

Bərk maqnit ferritləri - Sabit maqnitləri əsasən bərk maqnit ferritlərdən

hazırlayırlar. Hazırda bərk maqnit materiallarını barium-ferrit əsasında hazırlayırlar.

Bu ferritin ilkin maddələri barium-nitrat BaO(NO3)2 və dəmir 3-oksiddir Fe2O3.

Bu oksidləri BaO6Fe2O3 kimyəvi tərkibinə müvafiq miqdarda diqqətlə qarışdırıb

briketləyir, sonra isə təminən 1150 0C temperaturda termiki emal edirlər. Bişmiş

briketləri yenidən toz alınanadək üyüdür və ondan sabit maqnitlər presləyirlər. Sonra

maqnitləri axırıncı dəfə termiki emala uğradırlar və alınmış material ferroksdür

adlanır. Quruluşuna görə o, polikristal halındadır, yəni müxtəlif kristal hissəciklərdən

ibarətdir və bu hissəciklərin ölçülərindən ferromaqnetiklərin maqnit xassələri,

xüsusən koersitiv qüvvəsi çox asılıdır. Hissəciklərin ölçüləri kiçik olduqca ferritin

koersitiv qüvvəsi daha yüksək olur. Kristal hissəciklər ferroksdürlərdə ixtiyari

düzülmüşdür, ona görə xassələr bütün istiqamətlərdə eynidir və onlara izotrop

materiallar deyilir.

Maqnit məmulatını presləmə prosesində kütlə yüksək gərginlikli ( 800 A/sm-ə

yaxın) maqnit sahəsinin təsiri altında olarsa, presləmə anında bütün kristalcıqlar bir

istiqamətə yönəlir ki, bu da maqnit sahəsinin təsiri istiqamətində materialın maqnit

xassələrinin yaxşılaşmasına səbəb olur. Onlara anizotron ferroksdürlər deyilir və

onlardan hazırlanmış məmulat isə anizotrop bariumlu maqnitlər adlanır.

Hər iki materialların sıxlığı yüksək, bərkliyi və kövrəkliyi böyük olub, onları

ancaq pardaxlama ilə emal etmək olar.

Bariumlu maqnitlər metal maqnitlərdən ucuz başa gəldiyinə görə fərqlənir, çünki

onun tərkibində az tapılan baha material yoxdur. Böyük elektrik müqavimətlərinə

malik olduqları üçün onlardan yüksək tezlikli qurğularda istifadə edirlər. Bariumlu

maqnitlər, yüksək koersitiv qüvvəyə malik olduqları üçün texnikanın müxtəlif

sahələrində işlədilir: onlardan müxtəlif akustik çeviricilərin maqnit dövrələrini, yağ

süzgəcləri üçün maqnitlər, fokuslayıcı maqnitlər, azgüclü elektrik mühərriklərinin

rotorlarını və statorlarını və i.a. hazırlanır. Bariumlu maqnitlərdən daha yaxşı istifadə

etmək üçün məmulatın uzunluğu az en kəsiyi böyük olmalıdır. Ona görə bariumlu

maqnitləri şayba, lövhə və kiçik hündürlükdə halqa şəklində hazırlayırlar.

117

ƏDƏBİYYAT

1.Hikmat Aliyev. Elektrotexniki materiallar.Bakı, 2002, 168 səh.

2. Ə.M.Quliyev, E.S.Səfiyev, Q.M.Kərimov Elektrotexniki Materiallar

I hissə və Iİ hissə Dərs vəsaiti, Bakı: ADNA-nın nəşri, 2005.Dərs vəsaiti

3. Hans Fischer, Hansgeorg Hofmann, Jürgen Spindler. Werkstoffe in der

Elektrotechnik: Grundlagen- Aufbau- Eigenschaften- Prüfung-Anwendung-

Technologie. Hanser Verlag, 2007 – s. 386

4. Werkstoffe für die Elektrotechnik. Mikrophysik, Struktur, Eigenschaften. Fasching

, Gerhard M.4., unverändert. Aufl., 2005, XXI, 678 S.

5. Werkstoffe der Elektrotechnik. Ellen Ivers - Tiffée, Waldemar von Münch. 2007 -

S: 266

6. Bergmann,W. Werkstofftechnik, Teil 1:Grundlagen, Carl-Hanser-Verlag 2000

7. G. Fasching: Werkstoffe für die Elektrotechnik,3 Auflage, Springer Verlag, 1994

8. Soymar and D. Walsh.: Lectures on the Electrical Properties of Materials.,

OXFORD UNIVERSITI PRESS 1988

9. Spickermann, D.: Werkstoffe der Elektrotechnik und Elektronik, J. Schlembach

Fachverlag 2002