Б) Твердые изоляционные материалы, плохо поддающиеся обработке
а) Плавленый кварц, имеющий удельное сопротивление менаду 1011 и IO18 еж · см при 20 °С, является превосходным изолятором. Единственным недостатком его является невозможность механической обработки. Пробивное напряжение не очень велико – т – от 100 до 150 кв/см. Коэффициент диэлектрических потерь при 106гц составляет только 0,1 · 1013. Кварц является идеальным изолятором для высокочастотных работ. Из кварцевого порошка с полистиролом в качестве связующего вещества изготовляются заготовки различной формы; этот материал называется аменитом, заготовки из него применяются в высокочастотной технике.
б) Фарфор. Твердые фарфоры, изготовляемые для различных электротехнических целей, вследствие относительно небольшого удельного сопротивления малопригодны для лабораторных работ со статическими зарядами. С повышением температуры удельное сопротивление фарфора быстро падает. Для высокочастотных работ фарфор также малопригоден.
в) Керамические диэлектрики для высокочастотной техники отличаются очень малыми диэлектрическими потерями и высокой диэлектрической постоянной. Удельное сопротивление этих материалов имеет среднюю величину. Они выпускаются в виде специальных керамических масс, в состав которых входят магний и кремний, рутил и титан. Вследствие их твердости они не поддаются механической обработке и поэтому применяются только в виде готовых изделий.
г) Стекла. Все сорта стекла можно рассматривать только как посредственные изоляторы. При повышении температуры изоляционные свойства стекла быстро падают. Все стекла в большей или меньшей степени обладают одним крайне неприятным свойством – па их поверхности образуется водяная пленка. Поэтому для улучшения изоляционных свойств стеклянных изоляторов рекомендуется покрывать их поверхность топким слоем шеллака или янтарного лака. Диэлектрические потери у стандартных сортов стекол очень велики, однако пробивное напряжение является высоким.
Специальным стеклом с малыми диэлектрическими потерями и высоким пробивным напряжением является стекло минос.
д) Слюда. Обладая весьма малыми диэлектрическими потерями, слюда является очень подходящим для высокочастотных исследований изолятором. Ее пробивное напряжение очень велико. В зависимости от происхождения слюда обладает весьма различными изоляционными качествами. Ее удельное сопротивление при комнатной температуре лежит в пределах между 1013 и 1017ом · см; при повышении температуры эта величина быстро уменьшается. Неприятным свойством слюды является ее легкая расщепляемость, что затрудняет возможность ее обработок.
е) Поливинилкарбазол под торговым названием лувикан применяется для изготовления очень хорошо изолирующих спрессованных или литых под давлением деталей с высокой теплостойкостью. Его пробивное напряжение велико, а коэффициент диэлектрических потерь мал. Поэтому он может применяться в высокочастотной технике.
В) Пластические изолирующие вещества, смолы, воск и, тонкие пленки
а) Суперполиамид. Это похожее на роговицу вещество изготовляется для электрических целей в форме труб, шлангов и фольги. Торговые названия: игамид и лупамид. Удельное сопротивление близко к 1014. Большие диэлектрические потери препятствуют применению этого материала при высоких частотах.
б) Полиизобутилен. Этот продукт, изготовленный в виде изолирующей пленки, обозначается как опаноль С. Он весьма пригоден для применения в высокочастотной технике вследствие незначительных диэлектрических потерь. Удельное сопротивление равно примерно 1015ом · см; пробивное напряжение велико.
в) Воски, смолы, парафин и церезин являются превосходными изоляторами, если освободиться от незначительного количества кислоты, содержащейся в них; для этого достаточно кипячения в воде. Точно так же хорошо изолирует шеллак; пользуясь им, можно наносить прочные, хорошо изолирующие защитные слои на поверхностях, например, стеклянных изоляторов. Далее можно назвать в качестве хороших изоляторов канифоль, сургуч и пицеин.
Прекрасно изолирующей твердой смолой является аральдит, из которого можно получать очень теплостойкие детали, добавляя к нему некоторые отвердители. Для работы на высоких частотах из-за большой величины диэлектрических потерь этот материал непригоден.
Здесь следует также назвать бакелитовые смолы и клеи на основе фенолальдегидных смол. Их изолирующие свойства не очень хороши.
г) Тонкие изолирующие пленки. Если необходимо получить тонкий изолирующий слой на поверхности, например, какого-либо твердого тела, то этого можно достичь очень простыл! приемом.
Достаточно, нагрев поверхность тела до 40–50° С, погрузить ее затем на короткое время в слабый раствор изолирующего лака в ацетоне.
Новыми весьма хорошо изолирующими лаками являются силиконовые лаки. Изготовленные из них изолирующие пленки обладают высоким пробивным напряжением. Кроме того, коэффициент их диэлектрических потерь очень мал.
Очень подходящим для этой цели является раствор цапонлака или универсального клея в ацетоне.
Точно так же, погружая различные детали в смолообразующие органические жидкости, такие, как пиперидин, хиполин, пиридин или триэтаноламин, можно получать па поверхности деталей изоляционные слои с высокой пробивной прочностью.
Блэкберн и Сэслоу пользовались для получения поверхностных изоляционных слоев горячими слабыми растворами поливинилового спирта, поливинилацетата или ацетилцеллюлозы.