Электрика и освещение

Что такое эбонит? Свойства и применение, виды, плюсы и минусы, отзывы

Этот материал известен каждому из школьного курса физики. Всем известен опыт с натиранием эбонитовой палочки шелковой салфеткой, после чего к ней притягивались листы бумаги. Однако на этом физические свойства материала не заканчиваются. В настоящее время эбонит получил самое широкое распространение во многих отраслях промышленного производства.

Что это такое и из чего изготавливается?

Эбонит (от др.-греч. ἔβενος, ebenos – «чёрное дерево») – это модификация высоко-вулканизированного каучука с процентным содержанием серы от 30 до 50%. Одной из самых распространенных разновидностей является твердый цилиндр темно-коричневого или черного цвета. Существуют также эбонитовые пластины. Материал легко поддается механической обработке и обладает довольно высокой прочностью. Этим обусловлено его широкое применение в промышленном производстве.

Эбонит палочка

Эбонит не отличается эластичностью, поэтому легко ломается под действием как динамических, так и статических механических нагрузок. Пластичность материала существенно увеличивается при температуре +550С и более. Высокая твердость материала позволяет применять его практически повсеместно.

Виды и их назначения

Особенности материала, чаще всего, отражают его конструктивные особенности. Самой распространенной модификацией являются эбонитовые трубки и стержни цилиндрической формы. Такая конфигурация является наиболее технологичной и позволяет быстро изготавливать детали на токарном и фрезерном оборудовании.

В состав неочищенного эбонита, кроме серы и каучука, может входить до 5% сажи. Эта добавка уменьшает цену материала, однако снижает его электроизоляционные свойства. Очищенный эбонит (сера 35%, каучук 65%) не содержит сажи. Это повышает его диэлектрические показатели, однако заметно увеличивает стоимость материала.

Конфигурация выпускаемых эбонитовых изделий включает в себя три основных вида:

  • Эбонитовые пластины. Этот тип изделий предназначается в основном для производства аккумуляторных батарей. Для таких заготовок особое значение имеет полярность. Текстолитовые пластины устанавливаются исключительно на положительные клеммы аккумуляторных батарей.
  • Листовой эбонит. Такие материалы могут производиться на основе как натурального, так и синтетического каучука. Материал чаще всего используется для изготовления аккумуляторных корпусов, работающих в непосредственном контакте с агрессивными химическими соединениями.
  • Стержневой эбонит. Эта модификация является самой распространенной. Цилиндрические стержни легко поддаются механической обработке и являются оптимальной заготовкой для производства различных деталей. Основным недостатком такой конфигурации является хрупкость.

Листовой эбонит

По назначению эбонитовые изделия подразделяются на 3 группы:

  • А – предназначается для электроизоляции высоковольтных линий электропередач;
  • Б – используется для общей электроизоляции;
  • В – применяется для изготовления украшений и декоративных предметов.

Все три модификации могут выпускаться в форме платин, листов, стержней и трубок.

Свойства эбонита и характеристики

Хрупкость является главным недостатком изделий из эбонита. Даже незначительное механическое воздействие может привести к разрушению материала. Именно поэтому необходимо соблюдать особую осторожность в процессе обработки.

Эбонитные заготовки

Чаще всего, эбонитовые заготовки подвергаются механической обработке. Однако при нагреве до 60-800С пластичность материала значительно увеличивается. Это дает возможность обрабатывать заготовку другими способами. В этом случае можно получить самую разную конфигурацию готовых деталей.

Гигроскопичность материала позволяет использовать его в водной среде в течение длительного времени. К недостаткам эбонита можно отнести недостаточную устойчивость к солнечному свету. Под воздействием ультрафиолета материал интенсивно окисляется, что приводит к постепенному разрушению деталей. Еще одним недостатком является то, что при непосредственном контакте с нефтепродуктами и сероуглеродом эбонит набухает и постепенно разрушается.

К достоинствам материала можно причислить высокую стойкость к воздействию кислот и высокие диэлектрические характеристики. Это позволяет использовать эбонит при изготовлении аккумуляторных батарей. Кроме того, материал применяется как диэлектрик между пластинами конденсаторов.

Основные физические, химические и механические особенности для существующих категорий эбонита, можно найти в таблице.



















Наименование параметра

Количественная характеристика

 

А

Б

В

1. Удельная масса, кг/м3 (г/см3), не больше

1,3·103(1,24)

1,3·103(1,24)

1,4·103(1,4)

2. Коэффициент водопоглощения, %, не больше

0,31

0,31

1,10

3. Максимальная хрупкость, М·Дж/м3 (кгс·см/см3), не меньше

0,17 (1,7)

0,15 (1,5)

0,07 (0,6)

4. Механическая прочность, МПа (кгс/см2), не меньше

 

 

 

пластины

70,0 (700)

60,0 (600)

41,0 (400)

стержни

61,0 (600)

60,0 (600)

40,0 (400)

5. Показатели прочности на разрыв, МПа (кгс/см2), не меньше

17,1 (170)

15,1 (130)

7,0 (70)

6. Прочность при статическом давлении, МПа (кгс/см2), не меньше

60,0 (600)

50,0 (500)

40,0 (400)

7. Значение твердости материала, МПа, (кгс/см2), не меньше

75,0 (750)

75,0 (750)

60,0 (600)

8. Коэффициент теплостойкости Мартенса, °С, не меньше

50,0

50,0

40,0

9. Значение удельного электрического сопротивления, Ом, не меньше

10,0

10,0

10. Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·м, не меньше

10,0

10,0

11. Тангенсы углов при диэлектрических потерях при 50 Гц, не больше

0,02

0,02

12. Электрическая прочность, коэффициент, кВ/мм, не меньше

16,0

16,0

13. Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц, не больше

0,02

14. Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц, не больше

3,60

 

Плюсы и минусы

Эбонит обладает рядом достоинств, которые обеспечили его широкое использование в промышленности, дизайне и бытовой сфере. К ним относятся:

  • гигроскопичность. Благодаря этой особенности, материал не разрушается под действием атмосферных осадков и может использоваться во влажной среде. Кроме того, даже под воздействием влаги, не происходит ухудшение диэлектрических свойств эбонита;
  • простота обработки. Благодаря этому, из эбонитовых заготовок могут изготавливаться детали самой разной конфигурации. Это могут быть как промышленные детали, так и бытовые изделия, например, рукоятки ножей и столовых приборов, украшения, мундштуки курительных трубок и прочее;
  • химическая инертность. Эбонит не взаимодействует с кислотами, щелочами и другими агрессивными химическими соединениями. Благодаря тому, что материал не изменяет вкусовых качеств продуктов, материал широко используется в пищевой промышленности. Даже при непосредственном контакте со слизистой оболочкой эбонит нее вызывает аллергических реакций и не представляет угрозы для здоровья человека;
  • устойчивость к горению. Эбонитовые заготовки не горят. При повышении температуры только изменяется пластичность материала. При температуре +700С материал становится пластичным, а при повышении температуры до 3000С превращается в вязкую массу.

Эбонит цветной

Что касается недостатков, то главным из них является хрупкость, которая возрастает с понижением температуры. Кроме того, стоит отметить узкий диапазон рабочих температур. Эбонит полностью сохраняет свои эксплуатационные характеристики в температурном диапазоне от – 50 до +500С.

Область применения

Чаще всего, эбонит применяется в качестве диэлектрического материала. Он активно используется в аккумуляторных батареях для разделения положительного и отрицательного полюсов и в качестве изолятора. Благодаря устойчивости к воздействию электролитов, энергоэффективных кислот и других агрессивных химических соединений сырье может использоваться при производстве конденсаторов, и другого электротехнического оборудования. Однако электротехника далеко не единственная область применения эбонита.

Применение эбонита

Несмотря на то, что эбонит интенсивно разрушается под воздействием нефтепродуктов, он широко применяется в промышленности, поскольку эти вещества редко используются на стадии производства.

Устойчивость к влаге, высокая твердость и прочность дают возможность использовать материал для создания конструкций, работающих в непосредственном контакте с окружающей средой. Однако следует учесть, что понижение температуры и воздействие ультрафиолетового излучения могут привести к преждевременному выходу из строя эбонитовых элементов конструкций. Благодаря простоте обработки эбонит широко используется при изготовлении элементов интерьера, украшений и декоративных предметов.

Отзывы

В интернете опубликовано много отзывов от людей, которые работали с этим эбонитом. Вот некоторые из них.

Артем, г Москва

Эбонит использовал для изготовления шахматных фигур. Все цилиндрические фигурки выточил на токарном станке из эбонитового цилиндра. Проблемы возникли только при изготовлении коней, но это связано исключительно с технологией. В остальном – прекрасный материал для поделок.

Лидия Павловна, г. Смоленск

Я работаю учителем физики в обычной средней школе. Даже не знаю, как бы я объяснила своим ученикам, что такое статическое электричество, если бы не обычная эбонитовая палочка. Конечно, этому опыту уже больше 100 лет, но он по-прежнему актуален.

Анатолий, г. Кишинев

На заводе удалось сделать кухонные ножи из отличной пружинной стали. Встал вопрос о рукоятках. Друзья посоветовали использовать эбонит – и воды не боится и человеку вреда не приносит. Так и поступил. Материал легко обрабатывался, да и внешне смотрелся весьма достойно. Результатом остался доволен. Вот уже года 4 пользуемся и все в порядке.

Полировка Эбонита

В настоящее время на рынке можно найти пластмассы и композитные материалы, превосходящие эбонит по эксплуатационным свойствам. Несмотря на это, материал до сих пор пользуется заслуженной популярностью благодаря внешнему виду, экологической безопасности и стилю.

Источник

Кнопка «Наверх»
Строительство, дизайн и ремонт частного дома.