电工材料及应用J
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电器常用材料
10
用于制造强度不高的焊接件、冷冲压件、锻件和渗碳零件如螺栓、垫圈、隔板、外壳
等
塑性、韧性、焊接性能和冷冲压性能良好，但强度较低，用于制造受力不大、韧性要
15
求高的零件和渗碳件，紧固件和冲模锻件以及不经热处理的低负荷零件
20
45 Mn
60 Mn 弹簧钢65
Mn
冷变形塑性高，一般供弯、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好， 气焊时有厚度小、外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或 正火状态较退火状态好。一般用于制造受力不大而韧性要求的零件 强度和耐磨性较高，用于制造抗拉强度要求较高的机件如万向圈轴、曲轴、连杆、制 动杠杆
备注
如DR510 如DW470、DW360、DW270
（不含碳，导磁性好）如仪表的电流补偿片是用 DT4E，部分小型断路器铁芯，塑壳产品灭弧罩
6.变形钢及某些特殊性能的合金牌号表示法
产品类别
普通碳素 钢
优质碳素 钢
碳素工具 钢
电工用硅 钢
电工用纯 铁
合金钢
特殊性能 合金
牌号表示方法
一般用途普通碳素钢分甲类、乙类、特类钢，分别用“A”、“B”、“C”表示。沸 腾钢、半镇静钢应在牌号尾部加符号“F”、“b”(镇静钢不标符号)。例如：A3、 A3F、B2、B2F、C3、C3F等 采用阿拉伯数字表示平均含碳量，沸腾钢等表示如上，较高含锰量钢在阿拉伯 数字后标出锰元素符号“Mn”；高级优质碳素钢在牌号尾部加符号“A”；专门 用途的钢采用阿拉伯数字等表示。例如：08F、45、20A、70 Mn
电压线圈骨架、 电表表盖及交流 继电器塑料件
(S)共聚物
聚氯乙烯
价廉；硬质、软质可通过配方调节；耐腐蚀性较好；有较高的强度； JKL、CDJD标牌
2-1电工材料
1.3.2
熔体材料
熔体材料（保险丝）装在熔断器内,
当设备短路、过载，电流超过熔断 值时，经过一定时间自动熔断，保护设备。短路电流越大、熔断时间 越短。 1、常用熔体材料及参数： 常用低熔点材料：银Ag、铅Pb、锡Sn、铋Bi、镉Cd，或其合金。 额定电流：溶体能够长期正常工作不熔断的电流。 熔断电流：电流超过熔断电流时，经过一定时间自动熔断。通用铅锡 合金熔断丝的熔断电流是额定电流的1.3~2倍。 2、熔断材料的选用： (1)阻性负载（电热器)：熔丝额定电流为负荷额定电流的1.3~2倍。 (2)感性负载（电动机）：熔丝额定电流为负荷额定电流的3倍。 (3)电焊机负载：熔丝额定电流为焊机功率（kW）数的4~6倍。
同轴电缆 扁平电缆 光缆
市话电缆
网线电缆（超五类电缆）
1.3
1.3.1
特殊导电材料
电热材料 用于制造加热设备中的发热元件, 可作为电阻接到电路中, 把电能转变 为热能, 使加热设备的温度升高。 1.对电热材料的基本要求： (1) 电阻率高，功率大。 (2) 在高温时具有足够的机械强度和良好的抗氧化性能。 (3) 具有足够的耐热性，以保证在高温下不变形； (4) 高温下的化学稳定性， 不与炉内气氛发生化学反应等。 (5) 热膨胀系数小，热胀冷缩小。 2.电热材料分类：
第一部分： 导电材料
1.1
导体材料概述
1.导电材料：一般是指专门用于传导电流的材料。 导电材料主要用于构建电网和各类电工产品中电能传输。 2.导电材料材质：主要有金属、合金和某些非金属。 3. 导电材料分类：电线电缆、电阻电热材料、触点材料、电刷制品和其
他导电材料等。
4.导电材料的主要技术要求：
1.型号与命名 电线电缆产品的命名有以下原则：
电气工程常用材料及其应用
2、橡皮绝缘导线
3、塑料绝缘导线
二、电缆
电缆是一种多芯导线，电缆的基本结构是 由缆芯、绝缘层、保护层三部分组成。
根据材质有：铜芯、铝芯
根据用途有：电力电缆、控制电缆、通信 电缆等。
根据绝缘分：油浸纸绝缘、塑料绝缘 根据线芯分：单芯、双芯、多芯
1、电力电缆
预制分支电缆
日复一日的努力只为成就美好的明天 。07:49:4907:49:4907:49Sunday, December 27, 2020
安全放在第一位，防微杜渐。20.12.2720.12.2707:49:4907:49:49December 27, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。2020年12月27日 上午7时 49分20.12.2720.12.27
同轴电缆SYV-75-5
SYV代表视频线,75代表阻抗为75欧姆,-5代表 线材的粗细
SYV 75-5-1(A、B、C） S: 射频 Y:聚乙烯绝 缘 V:聚氯乙烯护套 A：64编 B：96编 C：128 编 75：75欧姆 5：线径为5MM 1：代表单芯
三、硬母线 由金属管或金属型材组成并用支柱绝缘子支撑的母
2.橡皮：由橡胶硫化处理而制成的，分硬质 橡皮和软质橡皮。
二、电瓷
电瓷是应用于电力系统中主要起支持和绝缘作用 的部件，有时兼做其它电气部件的容器。因此， 对其机械性能、电气性能、耐环境性能（冷热、 抗污秽、老化等）有较高的要求。
广义而言，电瓷涵盖了各种电工用陶瓷制品，包 括绝缘用陶瓷、半导体陶瓷等等。本规划所述电 瓷仅指以铝矾土、高岭土、长石等天然矿物为主 要原料经高温烧制而 成的一类应用于电力工业系 统的瓷绝缘子，包括各种线路绝缘子和电站电器 用绝缘子，以及其它带电体隔离或支持用的绝缘 部件。
电工材料PPT课件
讯电缆五大类。 电线与电缆：一般将芯数少、直径小、结构简单的电传输线称为电线。
其他的称为电缆。 分为通用电线电缆和专用电线电缆两大类。
1.2.2 电缆的结构、材料
电缆：一般为多芯、有护套的绝缘导线束。 多芯电缆结构：从内到外：导体-绝缘层-内护层-衬层-铠装层-外护层。
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油田子女工《电工电》培缆训结—构电工工具及材料
1.1 导体材料概述
1.导电材料：一般是指专门用于传导电流的材料。 导电材料主要用于构建电网和各类电工产品中电能传输。 2.导电材料材质：主要有金属、合金和某些非金属。 3.导电材料分类：电线电缆、电阻电热材料、触点材料、电刷制品和其 他导电材料等。
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油田子女工《电工》培训—电工工具及材料
4.导电材料的主要技术要求： 电阻率小（降低输电损耗）； 机械强度高（牢固可靠）； 导热性能好（利于散热）； 密度较小（材料重量低）； 热膨胀系数小（适应不同温度环境）； 易加工、易焊接（便于施工）； 耐腐蚀、不氧化（使用寿命长）等。
2）型号编制方法： 材质+外形（圆形省略）+硬度+镀层 材质：G-钢；L-铝；T-铜；H-合金；X-锡。 外形：B-扁形；D-带型； 硬度：Y-硬；R-软 例：TR-软圆铜线；TBY-硬铜扁线；TRX-镀锡软圆铜线等。 规格表示：圆线用截面直径（或截面积）表示；扁形以厚b*a宽表示。 例：TR型线，标称直径1.03mm；标称面积3.5mm2；TBY型线，2*4mm
1.2.4 电磁线 电磁线是专用于电-磁能互换场合的有绝缘层的导线。一般用于电机、 变压器及电工仪表中的线圈绕组。 常用电磁线的导电线芯有圆线和扁线两种, 一般采用铜线。 常用电磁线有漆包线和绕包线两类。 1. 漆包线 漆包线的绝缘层是漆膜（Q-绝缘漆；QQ-缩醛、QZ-聚酯、QA-聚氨酯、 QH-环氧）。广泛应用于中小型电机及微电机、 干式变压器和其他电 工产品中。
其他的称为电缆。 分为通用电线电缆和专用电线电缆两大类。
1.2.2 电缆的结构、材料
电缆：一般为多芯、有护套的绝缘导线束。 多芯电缆结构：从内到外：导体-绝缘层-内护层-衬层-铠装层-外护层。
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1.1 导体材料概述
1.导电材料：一般是指专门用于传导电流的材料。 导电材料主要用于构建电网和各类电工产品中电能传输。 2.导电材料材质：主要有金属、合金和某些非金属。 3.导电材料分类：电线电缆、电阻电热材料、触点材料、电刷制品和其 他导电材料等。
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4.导电材料的主要技术要求： 电阻率小（降低输电损耗）； 机械强度高（牢固可靠）； 导热性能好（利于散热）； 密度较小（材料重量低）； 热膨胀系数小（适应不同温度环境）； 易加工、易焊接（便于施工）； 耐腐蚀、不氧化（使用寿命长）等。
2）型号编制方法： 材质+外形（圆形省略）+硬度+镀层 材质：G-钢；L-铝；T-铜；H-合金；X-锡。 外形：B-扁形；D-带型； 硬度：Y-硬；R-软 例：TR-软圆铜线；TBY-硬铜扁线；TRX-镀锡软圆铜线等。 规格表示：圆线用截面直径（或截面积）表示；扁形以厚b*a宽表示。 例：TR型线，标称直径1.03mm；标称面积3.5mm2；TBY型线，2*4mm
1.2.4 电磁线 电磁线是专用于电-磁能互换场合的有绝缘层的导线。一般用于电机、 变压器及电工仪表中的线圈绕组。 常用电磁线的导电线芯有圆线和扁线两种, 一般采用铜线。 常用电磁线有漆包线和绕包线两类。 1. 漆包线 漆包线的绝缘层是漆膜（Q-绝缘漆；QQ-缩醛、QZ-聚酯、QA-聚氨酯、 QH-环氧）。广泛应用于中小型电机及微电机、 干式变压器和其他电 工产品中。
第八章 电气工程常用材料
(二)绝缘导线 具有绝缘包层(单层或数层)的电线称为 绝缘导线。绝缘导线按线芯材料分为铜芯 雨 铝j害；按线芯股数分为单股和多股；按 结构分为单芯、双芯、多芯等；按绝缘材 料分为梗 皮绝缘导线和塑料绝缘导线等。绝缘导 线文字符号含义见表8—3。
绝缘导线的规格 绝缘导线的规格为(mm。)：O．012、O．03、 O．06、O．】2、O．20、O．30、O．40、 O．50 、 1．0、1．5、2．5、4、6、10、16、 25、35、50、70、95、120、】50、】85、240、 300、400 、500、600、700等。 2橡皮绝缘导线 橡皮绝缘导线主要用于室内外敷设。长期工 作温度不得超过+60℃，额定电压≤ ， 250V的橡皮绝缘导线用于照明线路。常用 橡皮绝缘导线的型号及主要用途见表8—4。 照明线路，可见表8 -5。 常用塑料绝缘导线的型号和主要用途
三)拉紧绝缘子和瓷管 1．拉紧绝缘子 扭紧绝缘子主要用于电杆拉线的对地绝缘 2．瓷管 瓷管在导线穿过墙壁、楼板以及导线交叉 敷设叫起保护管作用。瓷管分为直瓷管、弯 头 瓷管和包头瓷管三种，长度有152mm和 305mm两种，内径有9、15、19、2j、38mm 五种。
三、其他绝缘材料 (一)电工漆和电工胶 1．电工漆 电工漆主要分为浸渍漆和覆盖漆。浸渍漆 主要用束浸渍电气设备的线圈和绝缘零部件， 图8 9高压悬式绝缘子 其外形如图8—10所示 l刳810拧紧绝缘于 填充间隙和气孔，以提高绝缘性能和机械强 度。覆盖漆主要用来涂{l；ll经浸渍处理过的 线圈 和绝缘零部件，形成绝缘保护层，肚防机械 损伤和气体、油类、化学药品等的侵蚀
二、电瓷 电瓷足用各种硅酸盐或氧化物的混合 物制成的，其性质稳定、机械强度高、绝 缘性能好、耐热性能好。主要用于制作各 种绝缘子、绝缘奁管，灯座，开关、插座、 熔断器底座等的零部件。 (一)低压绝缘子 1低压针式绝缘子 低压绝缘子用于绝缘和固定1 kV及以 下的电气线路。低压针式绝缘子的钢脚形 静料 烈8 -3低压针式绝缘于
《电工材料》基本知识课件
（2）电磁线 电磁线是用于电能与磁能相互转换的有绝缘层的导线。
种 类 型 号 实物材料示例 用 途 Q、QQ、QA、QH、 QZ 、 QXY 、 QY 、 QAN 主要用于制造中小型电 动机变压器的线圈
漆包线
绕包线
Z、ZL、ZB、ZLB、 SBEC、 SBECB、 SE、 SQ、SQZ
用于制造油浸式变压器 的线圈、大中型电动机绕 组及发电机线圈；与漆包 线相比，其绝缘层较厚， 电性能更优，故常用于大 中型耐高温的设备
二、绝缘材料（电介质）
绝缘材料的主要作用是隔离带电的导电 体或不同电位的导电体，使电流按设定 的方向流动。在有些场合绝缘材料还起 着机械支撑、导体防护、散热、灭弧等 作用。因此绝缘材料应具有较高的绝缘 电阻和耐压强度，较好的耐热性和导热 性，机械强度高而且耐潮，方便加工等 特点。
（一）常用绝缘材料的分类和耐热等级
五倍
四倍
三倍
二倍半
二倍
“10下五”是指截面在10以下，载流量都是截面数值的五倍。 “100上二”（读百上二）是指截面100以上的载流量是截面数 值的二倍。 截面为25与35是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“25、35， 四三界”。 截面70、95则为二点五倍。 从上面的排列可以看出：除10以下及100以上之外，中间的导线 截面是每两种规格属同一种倍数。
F H
C
155 180
>180
用耐热性好的有机胶剂粘合或浸渍、涂覆过的云母、石棉、 玻璃纤维,如云母带、层压玻璃布板等 用有机硅树脂粘合或浸渍、涂覆过的云母、石棉、玻璃纤维 及其组合物,如硅有机漆、复合薄膜等
不采用任何有机粘合剂及浸渍剂的无机物,如云母、石棉、 石英、玻璃、陶瓷及聚四氟乙烯塑料等
《电工材料》课件
性。
半导体材料的应用
半导体材料广泛应用于集成电路 、晶体管、太阳能电池等电子器 件中，是实现电子信号传输和控
制的重要基础。
04
CHAPTER
电工材料的机械性能
硬度
硬度是电工材料抵抗被压入或 刻划的能力，是衡量材料软硬
程度的指标。
硬度的测量方法有多种，如洛 氏硬度、布氏硬度和维氏硬度
等。
硬度与电工材料的导电性能和 电气绝缘性能有一定的关系。 一般来说，硬度较高的电工材 料，其导电性能和电气绝缘性 能相对较差。
详细描述
磁导率是电工材料重要的物理性能之一，它 决定了材料对磁场的导磁能力。磁导率高的 材料能够更好地引导磁场，减少磁场泄漏和 能量损失。在电机和变压器等电气设备中， 磁导率高的材料可以提高设备的效率和工作 稳定性。
03
CHAPTER
电工材料的电气性能
绝缘材料
绝缘材料
绝缘材料是阻止电流通过的材料 ，主要用于隔离和保护电路。
磁性材料的特性
磁性材料应具有良好的磁导率、磁感 应强度和机械性能等特点，以确保电 磁器件的性能和稳定性。
半导体材料
半导体材料
半导体材料是导电性能介于导体 和绝缘体之间的材料，主要用于
制造电子器件。
半导体材料的特性
半导体材料应具有高电阻率、高 迁移率和特殊的能带结构等特点 ，以确保电子器件的性能和稳定
展。
THANKS
谢谢Biblioteka 02CHAPTER
电工材料的物理性能
电导率
总结词
电导率是衡量材料导电性能的重要参数，数值越高表示导电 性能越好。
详细描述
电导率是电工材料最重要的物理性能之一，它表示材料传导 电流的能力。电导率越大，材料的导电性能越好，能够更有 效地传输电能。在电力系统中，电导率高的材料可以减少能 量损失，提高电力传输效率。
半导体材料的应用
半导体材料广泛应用于集成电路 、晶体管、太阳能电池等电子器 件中，是实现电子信号传输和控
制的重要基础。
04
CHAPTER
电工材料的机械性能
硬度
硬度是电工材料抵抗被压入或 刻划的能力，是衡量材料软硬
程度的指标。
硬度的测量方法有多种，如洛 氏硬度、布氏硬度和维氏硬度
等。
硬度与电工材料的导电性能和 电气绝缘性能有一定的关系。 一般来说，硬度较高的电工材 料，其导电性能和电气绝缘性 能相对较差。
详细描述
磁导率是电工材料重要的物理性能之一，它 决定了材料对磁场的导磁能力。磁导率高的 材料能够更好地引导磁场，减少磁场泄漏和 能量损失。在电机和变压器等电气设备中， 磁导率高的材料可以提高设备的效率和工作 稳定性。
03
CHAPTER
电工材料的电气性能
绝缘材料
绝缘材料
绝缘材料是阻止电流通过的材料 ，主要用于隔离和保护电路。
磁性材料的特性
磁性材料应具有良好的磁导率、磁感 应强度和机械性能等特点，以确保电 磁器件的性能和稳定性。
半导体材料
半导体材料
半导体材料是导电性能介于导体 和绝缘体之间的材料，主要用于
制造电子器件。
半导体材料的特性
半导体材料应具有高电阻率、高 迁移率和特殊的能带结构等特点 ，以确保电子器件的性能和稳定
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电工材料的物理性能
电导率
总结词
电导率是衡量材料导电性能的重要参数，数值越高表示导电 性能越好。
详细描述
电导率是电工材料最重要的物理性能之一，它表示材料传导 电流的能力。电导率越大，材料的导电性能越好，能够更有 效地传输电能。在电力系统中，电导率高的材料可以减少能 量损失，提高电力传输效率。
常用电工材料及设备
第1章操作系统概述
1.1操作系统的概念 1.2操作系统的发展 1.3操作系统的功能 1.4操作系统的特征 1.5操作系统的逻辑结构 1.6常用操作系统介绍 1.7操作系统的几种观点
1.1操作系统的概念
1.1.1 计算机系统
计算机系统就是按照人的要求接收和存储 信息，自动进行数据处理和计算，并输出 结果信息的机器系统。它是一个相当复杂 的系统，即使是目前非常普及的个人计算 机也是如此。计算机系统拥有丰富的硬件、 软件资源，操作系统要对这些资源进行管 理。一个计算机系统由硬件（子）系统和 软件（子）系统组成。其中，硬件系统是 借助电、磁、光、机械等原理构成的各种 物理部件的有机结合，它构成了系下一统页本身返回
４）击穿强度。当施加于绝缘材料两端的交流电场强度高于 某一临界值后，其电流剧增，绝缘材料完全失去其绝缘性能， 这种现象称为击穿。其临界电场强度称为击穿强度 ，单位 为ｋＶ／ｃｍ 或ｋＶ／ｍｍ。
５）相对介电常数。绝缘材料两端面之间相当于一电容器， 其电容量为C，其值与假定其间为真空时电容量C 0之比，称 为相对介电系数 。
1.1操作系统的概念
现代计算机不再简单地被认为是一种普通 的电子设备，它是一种进行计算或者控制 那些可以表示为数字或者逻辑形式的操作 的设备。近年来，大型计算机系统的模型 呈现为层次式结构，即将一个操作系统分 为若干层次。图1-1所示是一般的计算机 系统的层次结构。从层次结构中可以看出， 最外层是各种用户，最底层是硬件系统。 人与硬件系统的接口是软件系统，软件系 统大致可以分为系统软件和应用软件。系 统软件如操作系统、编辑上软一件页、多下一种页语言返回
(4)输入设备：是向计算机输入数据和信 息的设备，是计算机与用上户一或页其他下一设页备通返回
电工材料
有较高的耐热性，适用于冶金、船舶、起重、采矿等电机电器作 槽绝缘、匝间绝缘。 (企)271聚酰亚胺薄膜耐热纤维复合箔： 具有较高的耐热性和优良的电 气、物理、机械性能，适用于H级电机槽绝缘。
● 天然纤维纺织品
电工用棉布、麻布、丝绸、棉布带：不浸渍的棉布带，做零、部件浸 渍前或整形时的临时包扎，浸渍后的布带用于包扎各种线圈或绝缘零、
天然植物：蓖麻油
●
气体电介质： 空气、氢、氮、六氟化硫
●
绝缘材料用的防霉剂和防霉剂的溶剂
● 电工用玻璃与陶瓷
一、电工用玻璃 玻璃是由SiO2、B2O3、PbO、Al2O3、CaO、Na2O等氧化物混合熔 成的高粘度液体，在不使结晶析出的条件下急剧冷却制成的。 玻璃的体积电阻率ρv随温度的变化而变化，并服从lgρv＝A十B／ T函数式(A、B为常数，T为温度)，A值为1.4～1.5，B值为3000 ～ 8000K。通常习用的Tk100是指体积电阻率降至1Ω·cm时的温度，其值 约在420 ～ 775K(147—502℃)范围内。碱含量特别是Na2O对玻璃的体 积电阻率的影响很大，一般是碱含量增多，体积电阻率下降。频率对 介电系数的影响不大。在常温下，介质损耗角正切值在0.1 ～ 1MHz 频率范围内出现平缓的波谷，温度升高时，介质损耗角正切值急剧增
●化学成分：有机、无机
●用途：高压工程材料、低压工程材料 ●来源：天然、人工合成
多数情况下往往先按一种特征分大类，再按第二种特 征分小类（根据需要和系统来定）
几个性能参数： 击穿强度Eb(kV／mm) 抗击穿能力 Eb=Ub(击穿电压)/h(电极间距) 电阻率ρ(Ω·cm) 介质损耗角正切 tgδ 介电常数ε tgδ=有功电流/无功电流 ε＝E0/E
在电工技术中的功用：
● 天然纤维纺织品
电工用棉布、麻布、丝绸、棉布带：不浸渍的棉布带，做零、部件浸 渍前或整形时的临时包扎，浸渍后的布带用于包扎各种线圈或绝缘零、
天然植物：蓖麻油
●
气体电介质： 空气、氢、氮、六氟化硫
●
绝缘材料用的防霉剂和防霉剂的溶剂
● 电工用玻璃与陶瓷
一、电工用玻璃 玻璃是由SiO2、B2O3、PbO、Al2O3、CaO、Na2O等氧化物混合熔 成的高粘度液体，在不使结晶析出的条件下急剧冷却制成的。 玻璃的体积电阻率ρv随温度的变化而变化，并服从lgρv＝A十B／ T函数式(A、B为常数，T为温度)，A值为1.4～1.5，B值为3000 ～ 8000K。通常习用的Tk100是指体积电阻率降至1Ω·cm时的温度，其值 约在420 ～ 775K(147—502℃)范围内。碱含量特别是Na2O对玻璃的体 积电阻率的影响很大，一般是碱含量增多，体积电阻率下降。频率对 介电系数的影响不大。在常温下，介质损耗角正切值在0.1 ～ 1MHz 频率范围内出现平缓的波谷，温度升高时，介质损耗角正切值急剧增
●化学成分：有机、无机
●用途：高压工程材料、低压工程材料 ●来源：天然、人工合成
多数情况下往往先按一种特征分大类，再按第二种特 征分小类（根据需要和系统来定）
几个性能参数： 击穿强度Eb(kV／mm) 抗击穿能力 Eb=Ub(击穿电压)/h(电极间距) 电阻率ρ(Ω·cm) 介质损耗角正切 tgδ 介电常数ε tgδ=有功电流/无功电流 ε＝E0/E
在电工技术中的功用：
电工材料
加装散热管防止设备过热使油裂解。变压器在检修时要对绝缘油
进行过滤净化。
绝缘浸渍现场
绝缘浸渍材料
绝缘漆 熔敷绝缘粉
绝缘树脂
绝缘胶
天然树脂
虫胶 松香
酚醛树脂
绝 缘 树 脂 合成树脂
三聚氰胺甲醛树脂 聚酯树脂 环氧树脂
耐电弧塑料
有机硅树脂
聚酰亚胺树脂 聚乙烯（PE） 芳香聚酰胺树脂 塑料（成膜好、食品）
电工材料
刘西洋
内容提要：
• 导电材料 • 绝缘材料 • 磁性材料 • 其他材料 • 常用电工材料的识别
常用电工材料分类
绝缘材料：如空气、变压器油、橡胶、塑料、陶瓷
电 工 材 料
导电材料：如银、铜、铝、铁、锡、铅等金属 半导体材料：如硅、锗等 磁性材料：如纯铁、硅钢、铁镍合金、铁氧体等 其他材料：如胶黏剂、润滑剂、清洗剂等
氟橡胶 六氟聚丙烯-偏氟乙 耐高温，耐酸碱，耐油，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀 主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、 －20～＋ （FPM）烯共聚物 耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业 200
氯化聚乙聚乙烯通过氯取代 流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸碱、耐油 主要用于电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等
储能、绝缘 绝缘、浸渍
电容器油
电缆油
合成绝缘油 电容器、变压器、高压充 油电缆 电容器、电缆浸渍剂 应用广泛
十二烷基苯 聚异丁烯
硅油
植物绝缘油
蓖麻油
菜籽油
使用注意：
在贮存、运输和运行过程中，防止绝缘油污染和老化。 主要措施：
用氮气隔离，防止接触空气氧化；使用干燥剂防止吸收潮气，防
进行过滤净化。
绝缘浸渍现场
绝缘浸渍材料
绝缘漆 熔敷绝缘粉
绝缘树脂
绝缘胶
天然树脂
虫胶 松香
酚醛树脂
绝 缘 树 脂 合成树脂
三聚氰胺甲醛树脂 聚酯树脂 环氧树脂
耐电弧塑料
有机硅树脂
聚酰亚胺树脂 聚乙烯（PE） 芳香聚酰胺树脂 塑料（成膜好、食品）
电工材料
刘西洋
内容提要：
• 导电材料 • 绝缘材料 • 磁性材料 • 其他材料 • 常用电工材料的识别
常用电工材料分类
绝缘材料：如空气、变压器油、橡胶、塑料、陶瓷
电 工 材 料
导电材料：如银、铜、铝、铁、锡、铅等金属 半导体材料：如硅、锗等 磁性材料：如纯铁、硅钢、铁镍合金、铁氧体等 其他材料：如胶黏剂、润滑剂、清洗剂等
氟橡胶 六氟聚丙烯-偏氟乙 耐高温，耐酸碱，耐油，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀 主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、 －20～＋ （FPM）烯共聚物 耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业 200
氯化聚乙聚乙烯通过氯取代 流动性好，容易加工；有优良的耐天候性、耐臭氧性和耐电晕性，耐热、耐酸碱、耐油 主要用于电线电缆护套、胶管、胶带、胶辊化工衬里等
储能、绝缘 绝缘、浸渍
电容器油
电缆油
合成绝缘油 电容器、变压器、高压充 油电缆 电容器、电缆浸渍剂 应用广泛
十二烷基苯 聚异丁烯
硅油
植物绝缘油
蓖麻油
菜籽油
使用注意：
在贮存、运输和运行过程中，防止绝缘油污染和老化。 主要措施：
用氮气隔离，防止接触空气氧化；使用干燥剂防止吸收潮气，防
常见电工材料及其选用
①按耐热性分类 ０－Ｙ级－９０°、１－Ａ级－１０５°２－Ｅ 级－１２０°、３－Ｂ级－１３０°、４－Ｆ级 １５５°、５－Ｈ级－１８０°、６－Ｃ级１８０ ②按应用或工艺特征分类 １－漆、树脂和胶类、２－浸渍纤维制品 ３－层压制品类、４－塑料类、５－云母制品 ６－薄膜、粘带和复合制品类。 （３）绝缘材料的型号 由四位数字组成：第一位表示大类号，第二位表示 小类号，第三位表示耐热等级，第四位表示产品 顺序号。
薄膜、粘带和复合制品类 ０－薄膜类、２－薄膜粘带类、３－橡胶及 植物粘带类、５－薄膜绝缘纸及薄膜玻璃 漆布复合箔类、６－薄膜合成纤维复合箔 类、７－多种材质复合箔类。 ２、常见绝缘材料 （１）绝缘漆 （２）浸渍纤维制品 （３）电工层压制品 （４）压塑料 （５）云母制品 （６）薄膜 （７）薄膜复合制品
（2）铁铬铝合金 抗干扰性能比镍铬合金好，电阻率比镍铬 合金高，价格更便宜，但高温时机械强度 较差，用后会变脆。适用于固定设备。 四、电工导电材料的选用 1、导线的正确选用 （1）导线线芯材料的选择 ①作为线芯的金属材料，必须具备的特点： 电阻率较低；有足够的机械强度；一般情 况下有较好的耐腐蚀性；容易进行各种形 式的加工。
②根据线路的机械强度选择导线截面 导线安装后和运行中，受到外力的影响,导 线本身自重和不同的敷设方式使导线受到 不同的张力，如果导线不能承受张力的作 用，会造成断线事故。 ③根据电压损失条件选择导线截面 住宅用户，由变压器低压侧至线路末端，电 压损失应小于6%。 电动机在正常情况下，电动机端电压与额定 电压不得相差±5%。
符号说明： B—B系列；X—橡胶绝缘；XF—氯丁橡胶绝缘； HF—非燃性电缆；V—聚氯乙烯绝缘线； VV—聚氯乙烯绝缘和护套；数字—耐热温度 （2）R系列橡胶、塑料软线 线芯用多根细铜丝绞和而成。除了具备B系列电 线特点外，还比较柔软。大量用于家用电器、仪 表及照明线路。 常用品种见表（92面） （3）Y系列通用橡套电缆 移动电缆。有轻、中、重三种，常用品种见表93
4.1电气工程常用材料
宽度b(mm)
10 12 15 20 30 36 40 48 60 80 100 120 厚度口(mm) 3 4 5 6 60 72 90 120 120 160 200 240 320 400 150 200 250 300 400 500 8 10 12 15 20
50
60 75 100 125 150 200
三、硬母线
母线(又称汇流排)是用来汇集和分配电 流的导体，有硬母线和软母线之分。软 母线用在35kV及以上的高压配电装置 中，硬母线用在工厂高、低压配电装置 中。 硬母线按材料分为硬铜母线(TMY)和硬 铝母线(LMY)，其截面形状有矩形、管 形、槽形等。
表8-10 矩形母线的标称尺寸及计算截面(mm2)
(一)塑料
1.热固性塑料 热固性塑料主要用来制作低压电器、接线 盒、仪表等的零部件。 2.热塑性塑料 热塑性塑料常用的有聚乙烯和聚氯乙烯塑 料等。聚乙烯塑料主要用作高频电缆、水 下电缆等的绝缘材料。 聚氯乙烯的硬质制品可制成板、管材等； 软质制品主要用于制作低压电力电缆、导 线的绝缘层和防护套等。
ZR-VV22
NH-VV NH-VV22
ZR-VLV22
NH-VLV NH-VLV22
阻燃聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
耐火聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 耐火聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
YJV
YJV22
YJV
YJLV22
交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆
交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
KVV
铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆 铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套
KVV22
控制电缆
5.通信电缆
10 12 15 20 30 36 40 48 60 80 100 120 厚度口(mm) 3 4 5 6 60 72 90 120 120 160 200 240 320 400 150 200 250 300 400 500 8 10 12 15 20
50
60 75 100 125 150 200
三、硬母线
母线(又称汇流排)是用来汇集和分配电 流的导体，有硬母线和软母线之分。软 母线用在35kV及以上的高压配电装置 中，硬母线用在工厂高、低压配电装置 中。 硬母线按材料分为硬铜母线(TMY)和硬 铝母线(LMY)，其截面形状有矩形、管 形、槽形等。
表8-10 矩形母线的标称尺寸及计算截面(mm2)
(一)塑料
1.热固性塑料 热固性塑料主要用来制作低压电器、接线 盒、仪表等的零部件。 2.热塑性塑料 热塑性塑料常用的有聚乙烯和聚氯乙烯塑 料等。聚乙烯塑料主要用作高频电缆、水 下电缆等的绝缘材料。 聚氯乙烯的硬质制品可制成板、管材等； 软质制品主要用于制作低压电力电缆、导 线的绝缘层和防护套等。
ZR-VV22
NH-VV NH-VV22
ZR-VLV22
NH-VLV NH-VLV22
阻燃聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
耐火聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆 耐火聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
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YJV22
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交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆
交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆
KVV
铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆 铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套
KVV22
控制电缆
5.通信电缆
公共基础知识电工材料基础知识概述
《电工材料基础知识综合性概述》一、引言电工材料是电气技术领域中不可或缺的重要组成部分，它在电力的产生、传输、分配和利用等各个环节都发挥着关键作用。
从传统的电线电缆到先进的超导材料，电工材料的不断发展推动着电气技术的进步，为现代社会的高效运转提供了坚实的支撑。
本文将对电工材料的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面，旨在为读者提供一个系统而深入的理解框架。
二、电工材料的基本概念（一）定义与分类电工材料是指用于电气技术领域的各种材料，主要包括导电材料、绝缘材料、磁性材料和半导体材料等。
导电材料主要用于传输电流，如铜、铝等金属材料；绝缘材料用于隔离不同电位的导体，防止电流泄漏，如橡胶、塑料、陶瓷等；磁性材料用于制造变压器、电机等电磁设备，如铁氧体、硅钢片等；半导体材料则具有介于导体和绝缘体之间的导电性能，可用于制造二极管、三极管等电子器件。
（二）性能指标1. 导电性能：导电材料的导电性能通常用电阻率来衡量，电阻率越低，导电性能越好。
2. 绝缘性能：绝缘材料的绝缘性能主要包括绝缘电阻、介电强度、介质损耗等指标。
绝缘电阻越大，介电强度越高，介质损耗越小，绝缘性能越好。
3. 磁性能：磁性材料的磁性能主要包括磁感应强度、磁导率、矫顽力等指标。
磁感应强度越大，磁导率越高，矫顽力越小，磁性能越好。
4. 半导体性能：半导体材料的半导体性能主要包括电阻率、载流子浓度、迁移率等指标。
电阻率可随温度、光照等因素而变化，载流子浓度和迁移率决定了半导体材料的导电性能。
三、电工材料的核心理论（一）电磁学理论电磁学理论是电工材料的基础理论之一，它主要研究电场、磁场以及它们之间的相互作用。
在电工材料中，导电材料的导电原理、磁性材料的磁化原理以及电磁感应现象等都与电磁学理论密切相关。
（二）固体物理学理论固体物理学理论主要研究固体材料的结构、性能以及它们之间的关系。
在电工材料中，半导体材料的导电机制、绝缘材料的介电性能以及磁性材料的磁结构等都需要运用固体物理学理论进行分析。
第三篇电工材料
第三章 特殊功能导电材料
二、电热材料
电工用电热材料是一种在电气设备中把电能转变为热能的 材料。在高温下具有良好的抗氧化性能和一定的强度，电阻率 较高，电阻温度系数较小，易于加工成型。根据不同使用温度， 有合金、纯金属、非金属陶瓷和管状电加热元件以及远红外电 热元件等不同类型产品。
电触头的接触形式分点接触、线接触和面接触，如下图所 示。
第三章 特殊功能导电材料
电触头的接触形式 a) 点接触 b) 线接触 c) 面接触
第三章 特殊功能导电材料
§3—3 熔体材料
1 学会查阅相关材料。
第三章 特殊功能导电材料
熔体材料是一种用来保护线路或电器免受过大电流损害的 电工材料，俗称熔丝，适用作熔断器熔体。当通过熔断器的电 流大于规定值时，熔体熔断，自动断开电路，实现对电路和电 气设备的保护。
3、电位器用电阻合金
电位器用电阻合金具有耐腐蚀性能好、表面光洁、接触电 阻小而恒定等特点。
第三章 特殊功能导电材料
(1) 常用电位器用电阻合金 电位器用电阻合金一般采用康铜和镍铬基合金以及滑线锰 铜。但康铜对铜的热电动势较大，仅能用于不受直流热电动势 干扰的交流电路中。如下图所示为WX型单圈绕线线式电位器， 用康铜或镍铬线作电阻材料。滑线锰铜的特点见表3-12。
一、电机用电刷
电刷是一种在电机的换向器或滑环上导入导出电流的滑 动接触体导电部件，具有良好的导电、导热和润滑性能，有 一定的强度和抑制换向性火花的性能。如下图所示为电刷应 用。
电刷应用
a) 换向器
b) 集电环
第三章 特殊功能导电材料
1、电机用电刷的类型、特点及用途
按材质的不同电刷分为石墨电刷(S系列) 、电化石墨电刷(D 系列) 和 金属石墨电刷(J系列) 三种类型。电机常用电刷的类别及产品的型号、特 点及用途见表3-1。
常用电工材料及设备
-２６、表３-２７。 （２）软磁材料。软磁材料的种类很多，性能特点各异，应
用范围也有别，如表３-２８所示。
第一节 常用电工材料
１）硅钢片。硅钢片的性能见表３-２９。 ２）电工用纯铁。其主要特性见表３-３０。 ３）铁氧体软磁材料。铁氧体软磁材料的牌号及性能和主要
用途如表３-３１所示。 ４）铁镍合金。常用的铁镍合金的种类、特性和主要用途见
第三节 常用电工仪表
４）兆欧表上有分别标有“接地（Ｅ）”、“线路（Ｌ）”和“保 护环（Ｇ）”的三个端钮。
测量线路对地的绝缘电阻时，将被测线路接于Ｌ端钮上，Ｅ端钮与 地线相接［图３-３２（ａ）］。
与被测电路并联（图３-２８）。
第三节 常用电工仪表
（１）直流电压表的接线方法［图３-２８（ａ）］。正负极 不可接错，否则，指针就会因反转而打弯。
（２）交流电压表的接线方法［图３-２８（ｂ）］。 （３）通过电压互感器来测量时［图３-２８（ｃ）］，一般
都将电压表装在配电盘上，表盘上标出规算好了的刻度值， 从表盘上可以直接读取所测量的电压值。 为了防止因电表过载而损坏，可采用二极管来保护。保护二 极管的接线方法如图３-２９所示。 ４． 兆欧表 （１）兆欧表的结构及其原理电路。兆欧表又称“摇表”， 外形如图３-３０所示，其原理电路如图３-３１所示。 兆欧表额定电压的选择见表３-３８。
第一节 常用电工材料
三、磁性材料 １． 磁性材料的性能及分类 （１）磁性材料的分类。 磁性材料分为软磁材料（导磁材料）和硬磁材料（永磁材
料）。两种磁性材料的特点及用途见表３-１９。 （２）磁性材料的基本磁性能。 １）硬磁材料。硬磁材料的主要特点是剩磁强。 ２）软磁材料。软磁材料的主要特点是磁导率高、剩磁弱。 ２． 常用磁性材料 （１）硬磁材料。硬磁材料的品种和用途如表３-２０所示。
用范围也有别，如表３-２８所示。
第一节 常用电工材料
１）硅钢片。硅钢片的性能见表３-２９。 ２）电工用纯铁。其主要特性见表３-３０。 ３）铁氧体软磁材料。铁氧体软磁材料的牌号及性能和主要
用途如表３-３１所示。 ４）铁镍合金。常用的铁镍合金的种类、特性和主要用途见
第三节 常用电工仪表
４）兆欧表上有分别标有“接地（Ｅ）”、“线路（Ｌ）”和“保 护环（Ｇ）”的三个端钮。
测量线路对地的绝缘电阻时，将被测线路接于Ｌ端钮上，Ｅ端钮与 地线相接［图３-３２（ａ）］。
与被测电路并联（图３-２８）。
第三节 常用电工仪表
（１）直流电压表的接线方法［图３-２８（ａ）］。正负极 不可接错，否则，指针就会因反转而打弯。
（２）交流电压表的接线方法［图３-２８（ｂ）］。 （３）通过电压互感器来测量时［图３-２８（ｃ）］，一般
都将电压表装在配电盘上，表盘上标出规算好了的刻度值， 从表盘上可以直接读取所测量的电压值。 为了防止因电表过载而损坏，可采用二极管来保护。保护二 极管的接线方法如图３-２９所示。 ４． 兆欧表 （１）兆欧表的结构及其原理电路。兆欧表又称“摇表”， 外形如图３-３０所示，其原理电路如图３-３１所示。 兆欧表额定电压的选择见表３-３８。
第一节 常用电工材料
三、磁性材料 １． 磁性材料的性能及分类 （１）磁性材料的分类。 磁性材料分为软磁材料（导磁材料）和硬磁材料（永磁材
料）。两种磁性材料的特点及用途见表３-１９。 （２）磁性材料的基本磁性能。 １）硬磁材料。硬磁材料的主要特点是剩磁强。 ２）软磁材料。软磁材料的主要特点是磁导率高、剩磁弱。 ２． 常用磁性材料 （１）硬磁材料。硬磁材料的品种和用途如表３-２０所示。
电工常用材料资料
预制分支电缆的表示方面是在普通电缆型号的基础上加上 功能代号给予标识。如：
使用说明： 预制分支电缆一般制作成单芯分支电缆，电缆的选型与
变通电力电缆相同，主芯电缆和分支电缆的规格根据表1和 表2选配、长度满足电压降要求。预制分支电缆也可以是（ 低）无卤低烟阻燃或耐火型。有聚氯乙烯（PVC）和交联 聚乙烯（XLPE）绝缘之分，后者载流量大，电缆使用寿命 长。一般不推荐铝芯分支电缆。
5、预制分支电缆的分支部位成本低于插接式母线槽成本， 占用建筑面积小，对环境要求不高具有防水、防潮、防震动能
安装简介
三、常用绝缘材料
有机绝缘材料：树脂、橡胶、塑料等。 无机绝缘材料：云母、石棉、玻璃等。 1、绝缘油
传统的配线系统采用无分支的多芯电缆和插接式母线槽。它的不及之处 为：绝缘母线槽的本体成本高，回路感抗大，线路敷设空间较大，施工技术 难度高、周期较长、维护困难等。与其相比，预制分支电缆具有综合成本低 ，工厂制作有质量保证，现场安装施工方便，供电安全可靠，免维护保养等 特点。因此，预制分支电缆最终取代母线槽，已是必然趋势，应用领域正在 迅速拓宽，将给高层建筑、隧道、工厂等建筑物中的供电线路布置提供更多 便捷、合理和科学的选择。
（二）绝缘电线、耐热电线及屏蔽电线
1、绝缘电线： 用途：用于一般动力和照明线路。
型号举例：BLVV-500-25 B表示布线用电线 L表示铝线芯，铜一般省略不表 V表示塑料绝缘 V表示塑料护套 500表示额定电压 25表示导体截面积㎜2 2、耐热电线：用于温度较高的场所，供交流500V以下、直流
1000V以下的电工仪表、电讯设备、电力及照பைடு நூலகம்配线用。 如：BV-105 工作温度不超过105度 3、屏蔽电线：供交流250V以下的电器、仪表、电讯电子设备
常见电工材料在绝缘上的应用
常见电工材料在绝缘上的应用——高电压工程2021年4月21日目录第一章固体绝缘材料 (3)一、概况 (3)二、分类 (3)三、常见固体绝缘材料举例 (4)1、NOMEX绝缘纸 (4)2、绝缘漆 (5)3、酚醛树脂 (6)第二章液体绝缘材料 (7)一、简介 (7)二、分类： (7)1、按极性强弱： (7)2、按材料来源： (7)三、几种常见液体绝缘材料介绍 (8)1、变压器油： (8)2、硅油 (10)第三章气体绝缘材料 (11)一、简介 (11)二、纯气体绝缘材料 (12)1、空气 (12)2、SF6气体 (12)3、氮气 (13)三、混合气体绝缘材料 (13)1、SF6/N2混合气体 (13)2、SF6/CO2混合气体 (14)附录：小组分工 (15)参考文献： (15)第一章固体绝缘材料一、概况固体绝缘材料可分有机、无机两类。
有机固体绝缘材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、塑料、橡胶、漆布漆管及绝缘浸渍纤维制品、电工用薄膜、复合制品和粘带、电工用层压制品等。
无机固体绝缘材料主要有云母、玻璃、陶瓷及其制品。
相比之下，固体绝缘材料品种多样，也最为重要。
二、分类三、常见固体绝缘材料举例1、NOMEX绝缘纸NOMEX 绝缘纸是一种高结晶、由热塑性芳香聚酰胺纤维合成、经特殊设备加工制成的耐高温的绝缘材料。
即使温度超过220℃时，它的稳定性依然良好。
在液体冷却介质中高温运行不会裂解，正常工作状态下，该绝缘纸可耐受180℃温度〔变压器中普通绝缘纸为A 级绝缘105℃〕。
NOMEX绝缘纸是一种芳香族聚酰胺，由两种形式的芳香族聚酰胺的聚合物制成。
细小的纤维状粘结颗粒一层析纤维是在很高的剪切作用下从聚合物上直接切下来的。
这些颗粒与从纤维丝上切下的一定长度的短纤维混合在一起。
短纤维及层析纤维两种组元在一种水基浆料中混合，再由专门的制纸机制成成连续的片状构造。
刚从机器中出来的纸的密度较低，只具有中等的机械和电气性能。
浅谈超导材料在电工领域应用及推广
超导电缆、超导变压器和超导电机等。然而，超导技术的大 规模应用仍尚需时日。
钇系（YBCO）和二硼化镁（MgB2）。其中铋系被称为第一 代高温超导材料，钇系和二硼化镁被称为第二代高温超导
3.1 超导电缆 由于我国电力资源和负荷分布不均，因此长距离、低
材料。钇系高温超导材料的磁场特性优于铋系，应用前景良
（2）脆性A15 型超导化合物材料Nb3Sn（铌锡） 铌基A15金属间复合体结构Nb3Sn与Nb-Ti相比表现出更 好的超导性能。商用复合材料Nb3Sn的T c=18.1K，在4.2K时的
CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY
电器工业2018－07.indd 85
2018.8.1 9:24:56 AM
导体高得多的载流能力，可以输送极大的电流和功率而没有
带材的临界电流 IC （77 K , 0 T）可达到 115 A , 工程临界电流
电功率损耗。超导输电可以达到单回路输送GVA 级巨大容量
密度JC（77K ，0 T）可达到12 kA/m2 。
的电力， 在短距离、大容量、重负载的传输时，超导输电具
损耗的输电技术显得十分迫切。超导电缆载流能力强、损耗
好，但其线、带材制备技术还不成熟，主要是受真空条件限
低，在同样的安装条件下，占用体积更小，可用来改造或替
制。而采用“粉末套管法”制备的铋系线、带材已于1997 年
换现有的地下电缆。超导材料由于其零电阻特性以及比常规
2018.07.DQGY
实现商业化生产。迄今为止, 长度达千米的铋系多芯超导线、
电气传动和自动控制等方面已取得了惊人的进展，目前技术
导材料还具有无油、漏磁少等环境优势。
已相当完善，开始出现某些“饱和” 现象，达到所谓 “容量
三常用电工材料
5. 熔体材料
熔体材料是熔断器的主要部件，当通过熔断器的电流大于规定 值时，熔体立即熔断，自动切断电源，从而起到保护电力线路和 电气设备的作用。
电刷对直流电机、线绕转子滑环异步电机和直流励磁同步电机 的运行有很大关系。一般的选择是根据电刷的电流密度、滑环和 整流子的圆周速度，在电刷特性表中找到所需要的电刷种类，再 结合电机的参数（额定电压、额定电流）和运行条件（连续、断 续、短时），就可以决定电刷的具体型号。
6. 绑扎带 主要用于绑扎变压器铁心和代替合金钢丝绑扎电机转子绕组 端部。常用的是B17玻璃纤维无纬胶带（即无纬玻璃丝带）。
7. 层压制品 常用的有层压玻璃布板、层压玻璃布管和层压玻璃布棒等。 此三种层压玻璃纤维制品适宜作电机、电器的绝缘结构零件， 它们的电气、力学性能好，耐油性、耐潮性好，加工方便， 并可在变压器中使用。
B（T） 1.0
(稀土） 釹铁硼
铝镍钴 0.5
（kA/m）
铁氧体
H -700
-350
0
常用永磁材料的磁性能
铁心 永磁体
永磁转子结构示意图
铁氧体常用于永磁点火机、永磁选矿机、磁推轴承、磁分 离器、扬声器、医疗磁片等；铝镍钴常用于精密磁电式仪表、 流量计、微电机、传感器等。
电线与电缆是用于电力系统传输电能、用于通信系统传输信 号的导线。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数 少、直径小、结构简单的称为电线，没有绝缘的称为裸线； 芯数多、直径大、结构复杂的称为电缆。导体截面积较大的 (大于6平方毫米)称为粗缆，导体截面积较小的(小于或等于6 平方毫米)称为细缆。
（2）绝缘纸板 可在变压器油中使用。薄型的纸常称为青壳 纸，主要用于绝缘保护和补强材料。
（3）硬钢板纸 俗称反向板，它的机械强度高，适宜做电机、 电器的零部件。
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以NaCl为例，在外电场E 作用下，正、负离子相对 自己原来位置发生△r大小 位移，在△r不大时，离子 达到平衡的条件是电场作 用力与离子的恢复力相等， 即
qE k r
（2）离子位移极化的特点：
a)形成极化所需时间很短，约为10-13ｓ。在频率不太 高时，可以认为ε与频率无关； b) 属弹性极化，能量损耗很小。 c) 离子位移极化受两个相反因素的影响：温度升高时 离子间的结合力降低，使极化程度增加；但离子的密 度随温度升高而减小，使极化程度降低。通常，前一 种因素影响较大，故ε一般具有正的温度系数，即随 温度升高，出现极化程度增强趋势的特征。
Chap 5 电介质与绝缘材料
绝缘材料是指电导率较低(一般在10-9~10-10 s/m之
间),用来限制电流使其按一定途径流动的材料(如在电机, 变压器,电器,电缆中的绝缘);另外,还有利用其”介电”特 性建立电场以贮存电能的材料(如电容器).
电介质是指能在电场中极化的材料.而电介质多数是优
良的绝缘材料,故两者经常通用. 电介质一般是绝缘体。但广义的电介质还包括半绝缘 体和某些处于特殊状态下的半导体（如载流子耗尽状态下 的半导体）
3、偶极子转向极化：极性电介质中，存在具有固有 偶极矩μ0的偶极子。无外电场时，偶极子排列混乱， 使∑μi=0；加外电场时，偶极转向，成定向排列，从 而使电介质极化.
（1）偶极子极化率：具有固有电偶极矩μ0的偶极子的转向极 化率为 2
d 0 / 3kT
（2）偶极子极化的特点： a) 极化是非弹性的，消耗的电场能在复原时不可能收回。
5、松弛极化
当材料中存在着弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点 时，热运动使这些松弛质点分布混乱，而电场力图使这些质 点按电场规律分布，最后在一定温度下，电场的作用占主导， 发生极化。这种极化具有统计性质，叫作热松驰极化。
q l
电偶极矩的单位为C.m(库仑.米).在分子物理中， 常用德拜(D)为单位，1D等于10-18cgs(静电单位)，相 当于3.33×10-28C.cm。H2O的电偶极矩为1.85D,HCl 的电偶极矩为1.08D.
2、极化强度：单位体积内的电偶极矩总和称为极化 强度，用P表示
P
V
(库/米2)
3、电介质的极化率χ和相对介电常数ε
在电介质中，由电磁学理论有 D 0 E P 0 E 0 E
(1 ) 0 E 0 E
其中
1
因此，在描述物质的介电性质时，使用相对介电常 数ε和宏观极化率χ在物理上等价的。
二、电极化的微观机构
由物质的组成可以知道，物质的宏观电极化是组 成物质的微观粒子在外电场作用下发生微观电极化 的结果，通常，微观粒子在外电场作用下而产生的 电矩与场强存在如下关系：
E
式中α称为微观极化率。粒子的微观极化率可能来自 多种原因，一般情况包括电子云位移极化（其极化 率用αe表示）、离子位移极化（其极化率用αi表示）、 偶极子转向极化（其极化率用αd表示）等
（2）电子云位移极化的特点：
a)形成极化所需时间极短(因电子质量极小)，约为10-15ｓ，
在一般频率范围内，可ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ认为ε与频率无关；
b) 具有弹性，当外电场去掉时，作用中心又马上会重合 而整个呈现非极性，故电子式极化没有能量损耗。 c)温度对电子式极化影响不大。
2、离子位移极化：离子晶体中，无电场作用时，离 子处在正常格点位置并对外保持电中性，但在电场作 用下，正、负离子产生相对位移，破坏了原先呈电中 性分布的状态，电荷重新分布，相当于从中性分子转 变为偶极子产生离子位移极化. 离子位移极化主要存 在于离子化合物材料中，如云母、陶瓷材料等。 （1）离子位移极化率：
（1）电子云位移极化率：理论计算值取决于所采用 的粒子模型，由点状核球状负电壳体模型或圆周轨 道模型(玻尔模型)计算出的电子极化率为：
e 4 0r 3
由量子力学计算给出的电子极化率为 e (9/ 2) 4 0r 3
在数量级上上述各种情况均相同，其值都在10-40F· m2， 与实验结果相吻合。
1、电子云位移极化：没有受电场作用时，组成电介质 的分子或原子所带正负电荷中心重合，对外呈中性。 受电场作用时，正、负电荷中心产生相对位移(电子云 发生了变化而使正、负电荷中心分离的物理过程)，中 性分子则转化为偶极子，这种过程就是电子云位移极 化。电子云位移极化存在于一切气体、液体及固体介 质中。
材料的介电性能是电介质的主要特征，它以正、 负电荷重心不重合的电极化方式传递、存储或记录 电的作用和效应。电极化中的电荷主要指那些束缚 在原子、分子、晶格、缺陷位置或局部区域内的束 缚电荷。
各种束缚电荷在不同频率的交变电场作用下表 现出不同的电极化行为，并进行决定着电介质材料 的各种性能。
本章介绍电介质与绝缘材料的基本概念和性能, 并揭示电介质材料宏观介电性能的一些微观机制。
b) 形成极化所需时间较长，约为10-10～10-2ｓ，故其ε与电源 频率有较大的关系，频率很高时，偶极子来不及转动，因而 其ε减小。 c) 温度对极性介质的ε有很大的影响。
4、空间电荷极化：空间电荷极化常常发生在不均匀介质
中。在电场作用下，不均匀介质内部的正负间隙离子分别向 负、正极移动，引起电介质内各点离子密度的变化，出现了 电偶极距。这种极化叫作空间电荷极化。在电极附近积聚的 离子电荷就是空间电荷。 实际上晶界，相界，晶格畸变，杂质等缺陷区都可成为自由 电荷运动的障碍，在这些障碍处，自由电荷积聚，也形成空 间电荷极化 空间电荷极化的特点： 空间电荷极化随温度升高而下降。因为温度升高，离子运 动加剧，离子扩散容易，因而空间电荷减少。 空间电荷的建立需要较长的时间，大约几秒到数十分钟， 甚至数十小时，因此空间电荷极化只对直流和低频下的介 电性质有影响。
§0 电介质分类
电介质按其分子中正负电荷的分布状况不同可分为:
中性电介质 ☺ 偶极电介质 ☺ 离子型电介质
☺
§1 介质极化的基本概念
一、定义及有关物理量
1、电偶极矩：由大小相等、符号相反、彼此相距为l 的两点电荷(+q、-q)所组成的束缚系统，称为偶极子， 偶极子的大小和方向常用电偶极矩μ来表示(方向由负 电荷指向正电荷)
qE k r
（2）离子位移极化的特点：
a)形成极化所需时间很短，约为10-13ｓ。在频率不太 高时，可以认为ε与频率无关； b) 属弹性极化，能量损耗很小。 c) 离子位移极化受两个相反因素的影响：温度升高时 离子间的结合力降低，使极化程度增加；但离子的密 度随温度升高而减小，使极化程度降低。通常，前一 种因素影响较大，故ε一般具有正的温度系数，即随 温度升高，出现极化程度增强趋势的特征。
Chap 5 电介质与绝缘材料
绝缘材料是指电导率较低(一般在10-9~10-10 s/m之
间),用来限制电流使其按一定途径流动的材料(如在电机, 变压器,电器,电缆中的绝缘);另外,还有利用其”介电”特 性建立电场以贮存电能的材料(如电容器).
电介质是指能在电场中极化的材料.而电介质多数是优
良的绝缘材料,故两者经常通用. 电介质一般是绝缘体。但广义的电介质还包括半绝缘 体和某些处于特殊状态下的半导体（如载流子耗尽状态下 的半导体）
3、偶极子转向极化：极性电介质中，存在具有固有 偶极矩μ0的偶极子。无外电场时，偶极子排列混乱， 使∑μi=0；加外电场时，偶极转向，成定向排列，从 而使电介质极化.
（1）偶极子极化率：具有固有电偶极矩μ0的偶极子的转向极 化率为 2
d 0 / 3kT
（2）偶极子极化的特点： a) 极化是非弹性的，消耗的电场能在复原时不可能收回。
5、松弛极化
当材料中存在着弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点 时，热运动使这些松弛质点分布混乱，而电场力图使这些质 点按电场规律分布，最后在一定温度下，电场的作用占主导， 发生极化。这种极化具有统计性质，叫作热松驰极化。
q l
电偶极矩的单位为C.m(库仑.米).在分子物理中， 常用德拜(D)为单位，1D等于10-18cgs(静电单位)，相 当于3.33×10-28C.cm。H2O的电偶极矩为1.85D,HCl 的电偶极矩为1.08D.
2、极化强度：单位体积内的电偶极矩总和称为极化 强度，用P表示
P
V
(库/米2)
3、电介质的极化率χ和相对介电常数ε
在电介质中，由电磁学理论有 D 0 E P 0 E 0 E
(1 ) 0 E 0 E
其中
1
因此，在描述物质的介电性质时，使用相对介电常 数ε和宏观极化率χ在物理上等价的。
二、电极化的微观机构
由物质的组成可以知道，物质的宏观电极化是组 成物质的微观粒子在外电场作用下发生微观电极化 的结果，通常，微观粒子在外电场作用下而产生的 电矩与场强存在如下关系：
E
式中α称为微观极化率。粒子的微观极化率可能来自 多种原因，一般情况包括电子云位移极化（其极化 率用αe表示）、离子位移极化（其极化率用αi表示）、 偶极子转向极化（其极化率用αd表示）等
（2）电子云位移极化的特点：
a)形成极化所需时间极短(因电子质量极小)，约为10-15ｓ，
在一般频率范围内，可ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ认为ε与频率无关；
b) 具有弹性，当外电场去掉时，作用中心又马上会重合 而整个呈现非极性，故电子式极化没有能量损耗。 c)温度对电子式极化影响不大。
2、离子位移极化：离子晶体中，无电场作用时，离 子处在正常格点位置并对外保持电中性，但在电场作 用下，正、负离子产生相对位移，破坏了原先呈电中 性分布的状态，电荷重新分布，相当于从中性分子转 变为偶极子产生离子位移极化. 离子位移极化主要存 在于离子化合物材料中，如云母、陶瓷材料等。 （1）离子位移极化率：
（1）电子云位移极化率：理论计算值取决于所采用 的粒子模型，由点状核球状负电壳体模型或圆周轨 道模型(玻尔模型)计算出的电子极化率为：
e 4 0r 3
由量子力学计算给出的电子极化率为 e (9/ 2) 4 0r 3
在数量级上上述各种情况均相同，其值都在10-40F· m2， 与实验结果相吻合。
1、电子云位移极化：没有受电场作用时，组成电介质 的分子或原子所带正负电荷中心重合，对外呈中性。 受电场作用时，正、负电荷中心产生相对位移(电子云 发生了变化而使正、负电荷中心分离的物理过程)，中 性分子则转化为偶极子，这种过程就是电子云位移极 化。电子云位移极化存在于一切气体、液体及固体介 质中。
材料的介电性能是电介质的主要特征，它以正、 负电荷重心不重合的电极化方式传递、存储或记录 电的作用和效应。电极化中的电荷主要指那些束缚 在原子、分子、晶格、缺陷位置或局部区域内的束 缚电荷。
各种束缚电荷在不同频率的交变电场作用下表 现出不同的电极化行为，并进行决定着电介质材料 的各种性能。
本章介绍电介质与绝缘材料的基本概念和性能, 并揭示电介质材料宏观介电性能的一些微观机制。
b) 形成极化所需时间较长，约为10-10～10-2ｓ，故其ε与电源 频率有较大的关系，频率很高时，偶极子来不及转动，因而 其ε减小。 c) 温度对极性介质的ε有很大的影响。
4、空间电荷极化：空间电荷极化常常发生在不均匀介质
中。在电场作用下，不均匀介质内部的正负间隙离子分别向 负、正极移动，引起电介质内各点离子密度的变化，出现了 电偶极距。这种极化叫作空间电荷极化。在电极附近积聚的 离子电荷就是空间电荷。 实际上晶界，相界，晶格畸变，杂质等缺陷区都可成为自由 电荷运动的障碍，在这些障碍处，自由电荷积聚，也形成空 间电荷极化 空间电荷极化的特点： 空间电荷极化随温度升高而下降。因为温度升高，离子运 动加剧，离子扩散容易，因而空间电荷减少。 空间电荷的建立需要较长的时间，大约几秒到数十分钟， 甚至数十小时，因此空间电荷极化只对直流和低频下的介 电性质有影响。
§0 电介质分类
电介质按其分子中正负电荷的分布状况不同可分为:
中性电介质 ☺ 偶极电介质 ☺ 离子型电介质
☺
§1 介质极化的基本概念
一、定义及有关物理量
1、电偶极矩：由大小相等、符号相反、彼此相距为l 的两点电荷(+q、-q)所组成的束缚系统，称为偶极子， 偶极子的大小和方向常用电偶极矩μ来表示(方向由负 电荷指向正电荷)