Ремонт и монтаж судового электрооборудования - Проводниковые и магнитные материалы

К проводниковым материалам, с высокой удельной электрической проводимостью относятся медь и ее сплавы, алюминий, сталь, серебро, золото, платина, вольфрам, молибден, никель, олово, свинец и т. д.
Проводниковую медь получают из слитков путем очистки в электролитической ванне. Кроме высокой электропроводности, медь отличается хорошей пластичностью, благодаря чему из нее можно получить проволоку диаметром 0,01 мм, ленту толщиной 0,1 мм и фольгу толщиной 0,008 мм. В электротехнике применяют медь марок ММ и МТ; марки ММ — главным образом для производства обмоточных и монтажных проводов и кабелей, а марки МТ —  для изготовления коллекторов электрических машин, контактов аппаратов, шин и т. п. В нормальных условиях медь стойка к окислению и коррозии. Она покрывается окисью, которая защищает ее от дальнейшего глубокого окисления. Медь подвергается коррозии под действием сероводорода, сернистого газа, аммиака, окислов азота и некоторых других реагентов. Самыми распространенными сплавами меди являются бронза и латунь.
Бронзы представляют собой сплав меди с оловом, алюминием, цинком, свинцом, фосфором и другими металлами. Оловянистые бронзы содержат 8—20% олова. Бронзы отличаются несколько пониженными электрическими свойствами, но высокими механическими (более твердые, меньше истираются, меньше подвержены коррозии, чем медь). Применяются для изготовления щеткодержателей, контактных колец и коллекторов у некоторых машин.
Латуни представляют собой сплав меди с цинком (количество цинка может составлять до 43%). В основном применяются для изготовления конструкционных изделий, а также электродов, зажимов, контактов, так как они очень стойки к коррозии. Алюминий марок АМ, АПТ, АТ — легкий металл, отличающийся хорошей электрической проводимостью, но непрочный и мягкий, подвергающийся значительному окислению (оксидная пленка обладает высоким электрическим сопротивлением, что отрицательно сказывается особенно на проводимости контактных соединений), поэтому как проводник он в судовом электрооборудовании не применяется.
Проводниковая сталь с малым содержанием углерода — дешевый и прочный металл, но подвергающийся значительному окислению, поэтому в качестве проводника она применяется ограниченно.
Серебро — лучший проводник; окисляется на воздухе при температуре 200°С; окислы серебра почти не снижают его электрической проводимости. Применяется в чистом виде или в сплавах с медью и кадмием для изготовления контактов реле.
Золото применяется редко (в контактах и как составная часть в полупроводниковых приборах).
Платина более стойка, чем золото, к действию химических реагентов, окисление ее на воздухе происходит при температуре выше 540°С. Добавка иридия резко повышает стойкость платины к окислению. Применяется для подвесов в точных измерительных приборах, при изготовлении термопар, некоторых контактов.
Вольфрам — тугоплавкий металл, применяемый для изготовления спиралей, электродов и контактов в лампах (осветительных и радиоэлектронных).
Молибден — тугоплавкий металл, применяемый для той же цели, что и вольфрам.
Никель применяется в основном в качестве составных частей сплавов для изготовления различных сопротивлений.
Свинец применяется в качестве защитной оболочки кабелей и пластин аккумуляторов, а также экрана. Разрушается под действием вибрации и подвергается коррозии под действием гниющих органических веществ, растворов извести, бетона и др. Следует помнить, что свинец ядовит.
Олово применяется для соединения медных проводников.
К проводниковым материалам с низкой удельной электрической проводимостью относятся главным образом сплавы: манганин, константан, никелин, нихромы, фехрали и хромали.
Манганин обладает низким температурным коэффициентом и малой термоэлектродвижущей силой (термоэ. д. с.) в контакте с медью, поэтому его применяют для изготовления образцовых резисторов в электроизмерительной технике. Помимо неизолированной манганиновой проволоки, промышленность выпускает манганиновые провода марок ПЭММ, ПЭМТ, ПШДММ и т. д. Манганин может работать при температуре до 200°С. Константан имеет незначительный температурный коэффициент электрического сопротивления, близкий к нулю. Имеет термоэ. д. с., равную 39 мкВ/град. Рабочая температура константана — до 500°С. Применяется для изготовления пусковых и регулировочных резисторов и термопар. Нихромами называются двойные сплавы на основе никеля и хрома, ферронихромами — тройные сплавы на основе никеля, хрома и железа, фехралями и хромалями тройные сплавы на основе железа, хрома и алюминия. Проволоки из этих сплавов применяют для нагревательных приборов. Нихромы могут работать при температуре до 900—1100°С, фехрали — до 750— 850°С, хромали — до 1000—1200°С.
Электроугольные изделия (щетки, угольные столбы, электроды, неподвижные контакты автоматов и т. д.) изготовляют главным образом из углеродистых материалов с добавкой неуглеродистых. К углеродистым материалам относятся: природный графит, нефтяной и угольный кокс, сажа, антрацит и древесный уголь. Из неуглеродистых материалов. применяют порошки меди, свинца, олова. При производстве электроугольных изделий в качестве связующих используют смолы (резольную, кремний-органическую и др.), а в качестве пластификаторов — каменноугольные смолы (жидкости), пеки (нефтяные и каменноугольные), которые размягчаются при температуре 50—140°С.
К магнитным материалам относятся железо, кобальт, никель и их сплавы. Магнитные материалы разделяются на магнитномягкие и магнитнотвердые.
Магнитномягкие материалы служат для изготовления сердечников. к ним относятся листовая электротехническая сталь, сплавы железа и никеля—пермаллои, сплавы железа, кремния и алюминия—альсиферы и ферриты. На магнитные свойства железа большое влияние оказывают примеси (кремний, кислород, водород, углерод).
Электротехнические стали разделяют на холоднокатаные и горячекатаные.
Альсиферы обладают хорошими магнитными свойствами, но они хрупки, тверды и нековки, поэтому детали, изготовляемые из них, можно только отливать.
Пермаллои обладают еще лучшими магнитными свойствами, Которые резко изменяются в зависимости от процентного содержания никеля.  Пермаллои чувствительны к ударам. Их применяют для изготовления магнитопроводов измерительных приборов, трансформаторов тока, магнитных экранов, магнитных усилителей.
Ферриты — неметаллические материалы, состоящие из смеси окиси железа с окислами цинка, марганца, никеля и отличающиеся хорошими магнитными свойствами.
К магнитнотвердым материалам относятся легированные стали, закаленные на мартенсит, сплавы, магниты из порошков и т. д. К сталям, закаливаемым на мартенсит, относятся вольфрамовая, хромистая и кобальтовая. Из этих материалов изготавливают постоянные магниты, но они подвержены старению. Необходимые свойства магнитнотвердых материалов достигаются тепловой обработкой. Магнитнотвердые сплавы получают из алюминия, никеля и железа с добавлением кобальта или кремния. Добавки повышают магнитные свойства этих сплавов. До 80% всех магнитнотвердых материалов изготавливают из этих сплавов.