Механические свойства диэлектриков

К механическим свойствам относятся: механическая прочность, хрупкость, вязкость, вибропрочность.

В процессе эксплуатации детали из изоляционных материалов подвергаются воздействию механических нагрузок: растягивающих, сжимающих, изгибающих.

Количественной оценкойспособности материалов выдерживать механические нагрузки без разрушения являются пределы прочности при растяжении σ_р, сжатии σ_с, изгибе σ_и. Единица измерения пределов прочности – паскаль; 1Па=1 Н/м².

Как известно у металлов значения пределов прочности при различных механических воздействиях имеют один порядок.

Для многих диэлектриков (стекла, керамические материалы, многие пластмассы) предел прочности при сжатии значительно больше, чем при растяжении и изгибе. Например, у кварцевого стекла σ_с=200 МПа, а σ_р=50 МПа.

Механическая прочность некоторых диэлектриков зависит от площади поперечного сечения. Например, прочность стеклянного волокна d=0,01 мм равна 800-1200 МПа, что соответствует прочности бронзы.

Механическая прочность диэлектриков уменьшается с увеличением температуры. Механическая прочность пористых диэлектриков зависит от относительной влажности воздуха.

Способность материалов деформироваться под действием механических нагрузок определяет их пластичность.

Хрупкость –способность диэлектрика разрушаться без заметной пластической деформации.

Хрупкость зависит от структуры диэлектрика и увеличивается при увеличении скорости нарастания механической нагрузки и при воздействии отрицательных температур.

Механические нагрузки делят на статические (медленно нарастающие); динамические (внезапно возникающие, ударные).

Количественной оценкойспособности диэлектрика выдерживать воздействие динамических нагрузок является – ударная вязкость (σ_уд), определяемая по формуле:

(44)

где W – энергия, затраченная на излом образца изоляционного материала; S – площадь поперечного сечения.

Вязкость( внутреннее трение) – свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Количественной оценкой вязкости является коэффициент динамической вязкости или коэффициент внутреннего трения – η. Вязкость жидких диэлектриков зависит от температуры.