werkstoffe der elektrotechnik
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Werkstoffe in der ElektrotechnikAufbau - Eigenschaften - Prüfung - Anwendung
von Dr.-Ing. Hans Fischer
2., überarbeitete Auflage mit 280 Bildern, 114 Tabellen sowie zahlreichen Beispielen, Übungen und Testaufgaben
Carl Hanser Verlag München Wien
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Inhalt
Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen und Abkürzungen mit Einheiten............................. 15
1. Grundbegriffe der Kristall-, Metall- und Legierungstechnik................................................... 19
1.0. Überblick . . . ........................................................................................................................ 191.1. Kristallstrukturen ..................................................................................................................... 19
1.1.0. Übersicht........................................................................................................................ 191.1.1. Amorphe und kristalline Festkörper ....................................................................... 201.1.2. Die drei wichtigsten metallischen Raumgitter........................................................... 23
1.1.2.1. Das hexagonale Gitter (hex) ....................................................................... 231.1.2.2. Das kubisch flächenzentrierte Gitter (kfz)................................................... 231.1.2.3. Das kubisch raumzentrierte Gitter (krz) ................................................... 24
1.1.3. Die Elementarzelle........................................................................................................ 251.1.4. Temperatureinfluß auf die E-Zelle ........................................................................... 261.1.5. Die Gitter des Kohlenstoffes........................................................................................ 28
1.1.5.1. Hexagonales Gitter (hex)................................................................................ 281.1.5.2. Diamantgitter ................................................................................................ 29
1.1.6. Ideal- und Realkristalle................................................................................................ 301.2. Kristallbildung ........................................................................................................................ 33
1.2.0. Übersicht........................................................................................................................ 331.2.1. Schmelzen und Erstarren (Thermische Analyse)........................................................ 331.2.2. Primärkristallisation (aus der Schmelze)................................................................... 361.2.3. Grob- und Feinkorn, Brucharten............................................................................... 391.2.4. Isotropie — Anisotropie — Quasiisotropie............................................................... 40
1.3. Kristalldeformation ................................................................................................................ 411.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 411.3.1. Elastische Deformation................................................................................................ 421.3.2. Plastische Deformation ................................................................................................ 431.3.3. Gleitsysteme.................................................................................................................... 43
1.4. Kaltumformung........................................................................................................................ 451.4.0. Übersicht........................................................................................................................ 461.4.1. Kalt(ver)festigung ........................................................................................................ 461.4.2. Änderung der elektrischen Leitfähigkeit................................................................... 471.4.3. Kornorientierung, Textur ............................................................................................ 48
1.5. Rekristallisation........................................................................................................................ 491.5.0. Übersicht........................................................................................................................ 491.5.1. Begriff der Rekristallisation ........................................................................................ 501.5.2. Ursachen und Bedingungen der Rekristallisation ................................................... 501.5.3. Wirkung der Rekristallisation ................................................................................... 521.5.4. Kalt- und Warmumformung........................................................................................ 53
1.6. Binäre Legierungen ................................................................................................................ 541.6.0. Übersicht........................................................................................................................ 541.6.1 Arten und Aufgaben von Legierungen........................................................................ 551.6.2. Komponente, Konzentration, Phase ......................................................................... 551.6.3. Kristallarten nach chemischer Zusammensetzung................................................... 561.6.4. Begriff des Zustandsschaubildes ............................................................................... 601.6.5. Das V-Diagramm (Unlöslichkeit)............................................................................... 611.6.6. Das Linsen-Diagramm (= völlige Löslichkeit = Mischkristalle) ...................... 64
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8 Inhalt
1.6.7. Das kombinierte Diagramm (beschränkte Löslichkeit)........................................... 671.6.8. Metallische Kristalle, Zusammenstellung ............................................................... 68
1.7. Lernzielorientierter Test ........................................................................................................ 70
2. Konstruktive Eigenschaften der Werkstoffe, Werkstoffehler, Prüfverfahren ...................... 72
2.0 Überblick ................................................................................................................................. 722.1. Konstruktive Eigenschaften.................................................................................................... 72
2.1.0. Übersicht........................................................................................................................ 722.1.1. Begriff und Arten ........................................................................................................ 722.1.2. Werkstoffprobe, DIN 1605, 50146, 50 351 ............................................................... 742.1.3. Prüfprotokoll, DIN 1605, 50049 ....................................................................... 75
2.2. Zugversuch, DIN 50 145/46 .................................................................................................... 762.2.1. Proben, Prüfmaschine.................................................................................................... 772.2.2. Versuchsablauf; Kraft-Längungs-Schaubild ........................................................... 782.2.3. Dehnung, Einschnürung ............................................................................................ 792.2.4. Spannungs-Dehnungs-Diagramm................................................................................ 812.2.5. 0,2-Dehngrenze, Streckgrenze ................................................................................... 822.2.6. Elastizitätsmodul............................................................................................................ 832.2.7. Konstruktive Größen: Zusammenstellung............................................................... 842.2.8. Bruchflächen, Brucharten, statische Belastung ....................................................... 87
2.3. Härte ........................................................................................................................................ 892.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 892.3.1. Begriff und Prüfverfahren............................................................................................ 892.3.2. Vickershärte HV, DIN 50133 ................................................................................... 902.3.3. Rockwellhärte HRC und HRB, DIN 50 103 ........................................................... 912.3.4. Brinell-(Kugeldruck)-Härte HB, DIN 50 351 ........................................................... 922.3.5. Anwendbarkeit und Vergleich der drei DIN-Prüfverfahren.................................. 93
2.4. Kerbschlagbiegeversuch, DIN 50 155 ................................................................................... 952.4.0. Übersicht......................................................................................................................... 952.4.1. Zweck ............................................................................................................................. 952.4.2. Versuchseinrichtung und -ausführung....................................................................... 952.4.3. Versuchsauswertung .................................................................................................... 962.4.4. Werte für aK ................................................................................................................ 96
2.5. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mit Ultraschall (US), DIN 54119/20 ...................... 982.5.0. Übersicht........................................................................................................................ 982.5.1. Zweck und Übersicht zerstörungsfreier Prüfungen ............................................... 982.5.2. Ultraschall; Begriff und Erzeugung............................................................................. 992.5.3. Vorgänge im Werkstück und ihre Aufzeichnung ....................................................... 100
2.6. Gestaltfestigkeit........................................................................................................................ 1012.7. Lernzielorientierter Test ........................................................................................................ 102
3. Eisenwerkstoffe.................................................................................................................................. 104
3.0. Überblick ................................................................................................................................ 1043.1. Reineisen.................................................................................................................................... 105
3.1.0. Übersicht........................................................................................................................ 1053.1.1. Thermische Analyse .................................................................................................... 1063.1.2. Die zwei Raumgitter .................................................................................................... 1063.1.3. Curietemperatur............................................................................................................ 107
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Inhalt 9
3.2. Eisen-Kohlenstoff-Legierungen ........................................................................................... 1083.2.0. Übersicht........................................................................................................................ 1083.2.1. Stabile und metastabile Kristalle............................................................................... 109
3.2.1.1. Graphit, Zementit............................................................................................ 1093.2.1.2. Zementit, Austenit ........................................................................................ 1113.2.1.3. Austenitzerfall, Perlitbildung ....................................................................... 1113.2.1.4. Kristallarten .................................................................................................... 113
3.2.2. Das Fe —C-Zustandsdiagramm (bzw. Fe — Fe3C-Zustandsdiagramm) .............. 1143.2.2.O. Übersicht ........................................................................................................ 1143.2.2.I. Aufbau ............................................................................................................ 1163.2.2.2. Härte, Festigkeit, Formbarkeit der Fe —C-Legierungen.......................... 118
3.3. Unlegierte Eisenwerkstoffe ................................................................................................... 1193.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 1193.3.1. Unlegierte Stähle............................................................................................................ 1193.3.2. Unlegierte Fe-Gußwerkstoffe .................................................................................... 120
3.3.2.1. Arten; Unterschied zu Knetwerkstoffen ................................................... 1203.3.2.2. Stahlformguß GS, DIN 1681 ....................................................................... 1223.3.2.3. Grauguß GG, DIN 1691............................................................................... 1233.3.2.4. Kugelgraphitguß GGG, DIN 1693 1243.3.2.5. Temperguß GTS, GTW, DIN 1962 125
3.4. Legierte Eisenwerkstotle ........................................................................................................ 1273.4.0. Übersicht........................................................................................................................ 1273.4.1. Austenitisches Eisen .................................................................................................... 127
3.4.1.1. Begriff................................................................................................................ 1273.4.1.2. Herstellung........................................................................................................ 1283.4.1.3. Eigenschaften, Anwendung........................................................................... 128
3.4.2. Magnetisches Eisen........................................................................................................ 1303.4.2.1. Weichmagnetisches Eisen............................................................................... 1303.4.2.2. Hartmagnetisches Eisen ............................................................................... 130
3.4.3. Eisen-Heizleiter ............................................................................................................ 131
3.5. Wärmebehandlung.................................................................................................................... 1323.5.0. Übersicht........................................................................................................................ 1323.5.1. Glühen, Normalisieren ................................................................................................ 1323.5.2. Abschreckhärtung ........................................................................................................ 1333.5.3. Oberflächenhärtung .................................................................................................... 135
3.5.3.1. Carbonisieren, Nitrieren ............................................................................... 1353.5.3.2. Flamm- und Induktionshärtung................................................................... 135
3.6. Chemisches Verhalten ............................................................................................................ 1363.6.0. Übersicht........................................................................................................................ 1363.6.1. Oxidation, Korrosion.................................................................................................... 1363.6.2. Rostschutz .................................................................................................................... 138
3.7. Eisensorten, DIN-Bezeichnungen ....................................................................................... 1393.7.0. Übersicht........................................................................................................................ 1393.7.1. Werkstoffnummern, DIN 17 007 ............................................................................... 1393.7.2. Kurzbezeichnung, DIN 17006 .................................................................................... 139
3.7.2.0. Übersicht ........................................................................................................ 1393.7.2.1. Knet Werkstoffe................................................................................................ 1413.7.2.2. Gußwerkstoffe ............................................................................................... 142
3.8. Lernzielorientierter Test ....................................................................................................... 143
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10 Inhalt
4. Nichteisen(NE)-Metalle, Kupfer, Aluminium, Blei................................................................... 145
4.0. Überblick ................................................................................................................................ 1454.1. Kurzbezeichnung, DIN 1700 145
4.1.0. Übersicht......................................................................................................................... 1454.1.1. Herstellung, Verwendung ............................................................................................ 1454.1.2. Chemische Zusammensetzung, Komponenten ....................................................... 1464.1.3. Festigkeitszustand ........................................................................................................ 1464.1.4. Elektrische und thermische Leitfähigkeit................................................................... 1474.1.5. Beispiele für DIN-Kurzbezeichnungen....................................................................... 148
4.2. Kupfer und Kupferlegierungen ........................................................................................... 1494.2.0. Übersicht......................................................................................................................... 1494.2.1. Reinkupfer E-Cu, DIN 40 500 .................................................................................... 1494.2.2. SE-Cu, DIN 40500, DIN 1787 .................................................................................... 1524.2.3. Reinkupfer mit geringen Zusätzen ........................................................................... 1524.2.4. Reinkupfer, konstruktive Eigenschaften ................................................................... 153
4.2.4.1. Kaltverfestigung ............................................................................................ 1534.2.4.2. Temperatur-Einfluß........................................................................................ 1544.2.4.3. Entfestigung .................................................................................................... 155
4.2.5. Chemische Eigenschaften ............................................................................................ 1564.2.6. Leitkupfer, niedriglegiert, DIN 17 666 ....................................................................... 157
4.2.6.0. Übersicht ........................................................................................................ 1574.2.6.1. Verbesserte Zerspanbarkeit durch Tellur (Te).......................................... 1574.2.6.2. Erhöhte Entfestigungstemperatur ............................................................... 1584.2.6.3. Einteilung niedriglegierter Kupfersorten ................................................... 159
4.3. Kupfer, hochlegiert ................................................................................................................ 1614.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 1614.3.1. CuZn-Legierungen, Messing (Ms) DIN 1709, 1718, 17 660 .................................. 162
4.3.1.0. Übersicht ......................................................................................................... 1624.3.1.1. Kristalle, Zustandsdiagramm......................................................................... 1634.3.1.2. Kaltumformung, Kaltverfestigung................................................................. 1634.3.1.3. Entfestigung ..................................................................................................... 1644.3.1.4. CuZn mit Zusätzen ......................................................................................... 165
4.3.2. Kupfer - Nickel, DIN 17471 ..................................................................................... 1674.3.2.1. Widerstands-Legierungen................................................................................. 1674.3.2.2. Thermospannung ............................................................................................. 1684.3.2.3. Kupfer — Zinn; Kupfer — Aluminium .................................................... 169
4.4. Aluminium und Aluminiumlegierungen...................................... 1704.4.0. Übersicht........................................................................................................................ 1704.4.1. Reinaluminium ............................................................................................................ 170
4.4.1.1. Allgemeine Eigenschaften............................................................................... 1704.4.1.2. E-Al, DIN 1745, 40501 1714.4.1.3. E-Al MgSi; Aldrey; DIN 1725 ...................................................................... 1734.4.1.4. Chemisches Verhalten. Korrosion............................................................... 1734.4.1.5. Al als Kabelmantel ....................................................................................... 174
4.4.2. Aluminium-Legierungen................................................................................................ 1764.4.2.0. Übersicht ........................................................................................................ 1764.4.2.1. Eigenschaften; Anwendung........................................................................... 1764.4.2.2. Aushärtung .................................................................................................... 178
4.4.3. Vergleich der Leiterwerkstoffe Cu und Al ............................................................... 1794.5. Blei und Bleilegierungen (Pb) ............................................................................................... 181
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Inhalt 11
4.5.0. Übersicht......................................................................................................................... 1814.5.1. Kabelblei, Kb-Pb, DIN 17640 ..................................................................................... 1814.5.2. Blei für Akkumulatoren................................................................................................. 1824.5.3. Blei für Strahlenschutz ................................................................................................. 1824.5.4. Weichlot, DIN 1707 183
4.6. Lernzielorientierter Test........................................................................................................... 185
5. Metallische Leiter-, Widerstands- und Kontaktwerkstoffe....................................................... 187
5.0. Lerninhalt ................................................................................................................................ 1875.1. Der elektrische Leitungsvorgang........................................................................................... 187
5.1.0 . Übersicht...................................................................................................................... 1875.1.1 . Spezifische elektrische Leitfähigkeit.......................................................................... 188
5.1.1.0. Übersicht, Ohmsches Gesetz ....................................................................... 1885.1.1.1. Elektronendichte (Konzentration)............................................................... 1895.1.1.2. Elektronenbeweglichkeit ............................................................................... 1895.1.1.3. Stromdichte, spezifische elektrische Leitfähigkeit...................................... 1905.1.1.4. Errechnung der Elektronenkonzentration................................................... 1915.1.1.5. Errechnung der Fließgeschwindigkeit der Elektronen................................ 1925.1.1.6. Halleffekt ........................................................................................................ 1935.1.1.7. Einflüsse auf die spezifische elektrische Leitfähigkeit.............................. 1955.1.1.8. Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes.............................. 1975.1.1.9. Regel von Mathiessen .................................................................................... 1985.1.1.10. Thermospannungen .................................................................................... 1995.1.1.11. Supraleitfähigkeit ........................................................................................ 201
5.2. Metallische Widerstände ........................................................................................................ 2025.2.0. Übersicht........................................................................................................................ 2025.2.1. Aufgaben........................................................................................................................ 2025.2.2. Eigenschaften ................................................................................................................ 2025.2.3. Bauformen .................................................................................................................... 2035.2.4. Widerstandswerkstoffe, DIN 1700, 17470, 17471 ................................................. 203
5.2.4.1. DIN-Bezeichnung, Haupteigenschaften ................................................. 2035.2.4.2. Zusammensetzung, Verwendung, Eigenschaften ...................................... 204
5.3. Kontaktwerkstoffe.................................................................................................................... 2065.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 2065.3.1. Kontaktarten, Beanspruchungen............................................................................... 2075.3.2. Kontaktwiderstand........................................................................................................ 208
5.3.2.1. Engewiderstand................................................................................................ 2085.3.2.2. Hautwiderstand............................................................................................... 210
5.3.3. Kontakt, Verschleiß .................................................................................................... 2115.3.3.1. Mechanischer Verschleiß............................................................................... 2115.3.3.2. Elektrothermischer Verschleiß....................................................................... 2115.3.3.3. Der Lichtbogen................................................................................................ 212
5.3.4. Werkstoffe ...................................................................................................................... 2135.3.4.0. Übersicht ........................................................................................................ 2135.3.4.1. Kontaktwerkstoffe für bestimmte Anwendungsgebiete .......................... 2155.3.4.2. Werkstoffe für bestimmte Kontaktarten ................................................... 2165.3.4.3. Spezialkontakte................................................................................................ 218
5.3.4.3.I. Quecksilber .................................................................................... 2185.3.4.3.2. Dry-Reed-Schalter ....................................................................... 219
5.4. Lernzielorientierter Test ........................................................................................................ 219
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12 Inhalt
6. Halbleiter ......................................................................................................................................... 221
6.0. Überblick . . . .................................................................................................................... 2216.1. Energiebandmodell ................................................................................................................ 2226.2. Elektrische Leitfähigkeit .............................................. 225
6.2.0. Übersicht........................................................................................................................ 2256.2.1. Intrinsic-Leitung (i-Leitung)........................................................................................ 2266.2.2. Extrinsic-Leitung (Störstellen-Leitung) ................................................................... 230
6.2.2.1. n-Leiter ............................................................................................................ 2306.2.2.2. p-Leiter ............................................................................................................ 231
6.2.3. Majoritäten, Minoritäten ............................................................................................ 2326.2.4. Konzentration der Ladungsträger in ¡-Leitern ......................................................... 2336.2.5. Konzentration der Ladungsträger in dotierten Kristallen (Extrinsic).................... 2346.2.6. Temperatureinfluß........................................................................................................ 235
6.2.6.1. ¡-Leiter ............................................................................................................ 2356.2.6.2. Dotierte Leiter ................................................................................................ 237
6.2.7. Begriffe im Leitungsvorgang........................................................................................ 2386.3. Vorgänge in der Grenzschicht (pn-Übergang) ................................................................... 239
6.3.0. Übersicht......................................................................................................................... 2396.3.1. Unbelasteter Übergang (ohne Außenspannung)....................................................... 2396.3.2. In Durchlaßrichtung belasteter Übergang ............................................................... 2426.3.3. In Sperrichtung belasteter Übergang ........................................................................ 2436.3.4. Diodenkennlinie............................................................................................................ 2436.3.5. Doppelübergang, Transistor (pnp, npn)................................................................... 2456.3.6. Temperatureinfluß ........................................................................................................ 2466.3.7. Lichteinfluß.................................................................................................................... 2476.3.8. Lichtemission (Luminiszenz, Laser)............................................................................ 248
6.4. Halbleiter ohne Übergang .................................................................................................... 2496.4.0. Übersicht......................................................................................................................... 2496.4.1. Heißleiter........................................................................................................................ 2506.4.2. Spannungsabhängiger Widerstand ............................................................................ 2526.4.3. Foto widerstand ............................................................................................................ 2536.4.4. Hallgenerator ................................................................................................................ 2546.4.5. Feldplatte......................................................................................................................... 2556.4.6. Kaltleiter ........................................................................................................................ 256
6.5. Herstellung (Technologie)........................................................................................................ 2586.5.0. Übersicht........................................................................................................................ 2586.5.1. Zonenschmelzen............................................................................................................ 2586.5.2. Einkristallzüchtung........................................................................................................ 2606.5.3. Dotieren ........................................................................................................................ 261
6.6. Lernzielorientierter Test ........................................................................................................ 263
7. Magnetwerkstoffe............................................................................................................................. 265
7.0. Überblick .................................................................................................................................. 2657.1. Magnetische Größen................................................................................................................. 265
7.1.0 . Übersicht....................................................................................................................... 2657.1.1 . Polarisation................................................................................................................... 269
7.1.1.1. Arten der Polarisation................................................................................... 2697.1.1.2. Ursachen des Magnetismus........................................................................... 2697.1.1.3. Dia- und Paramagnetismus........................................................................... 2707.1.1.4. Ferro- und Ferrimagnetismus....................................................................... 272
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Inhalt 13
7.2. Polarisations-Vorgänge in Magnet werkstoffen................................................................... 2747.2.1. Weiß’sehe Bezirke (Domänen) ................................................................................... 2747.2.2. Blochwand .................................................................................................................... 2757.2.3. Polarisations-Vorgänge im Kristall............................................................................ 275
7.2.3.1. Verschiebung der Blochwand....................................................................... 2757.2.3.2. Drehvorgänge ................................................................................................ 2767.2.3.3. Magnetostriktion ............................................................................................ 2777.2.3.4. Antiferro- und Ferrimagnetismus ............................................................... 278
7.3. Magnetisierungs- und Hysteresekurve, DIN 50462 ........................................................... 2797.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 2797.3.1. Neukurve........................................................................................................................ 2797.3.2. Hysteresekurve ................................................... 2817.3.3. Scherung ........................................................................................................................ 2837.3.4. Permeabilität ................................................................................................................ 283
7.4. Anforderungen an weich- und hartmagnetische Werkstoffe .......................................... 2877.4.1. Unterscheidungsmerkmale............................................................................................ 2877.4.2. Anforderungen an Weichmagnete................................................................................ 288
7.4.2.1. Verluste, allgemein ........................................................................................ 2887.4.2.2. Hystereseverlust................................................................................................ 2887.4.2.3. Wirbelstromverlust ........................................................................................ 2907.4.2.4. Temperatureinfluß ........................................................................................ 2927.4.2.5. Einfluß der Frequenz .................................................................................... 2937.4.2.6. Güteziffer von Spulen .................................................................................... 293
7.4.3. Anforderungen an Hartmagnete ............................................................................... 2947.4.3.1. Das Energieprodukt........................................................................................ 2947.4.3.2. Energieprodukt, Arbeitspunkt....................................................................... 295
7.5. Weichmagnetische Werkstoffe............................................................................................... 2977.5.0. Übersicht........................................................................................................................ 2977.5.1. Metallische Weichmagnete............................................................................................ 298
7.5.1.0. Übersicht ........................................................................................................ 2987.5.1.1. Dynamo- und Transformatoren-Bleche, DIN 46400 .............................. 2987.5.1.2. Anisotrope Texturbleche, DIN46400Teil 3 ............................................. 3017.5.1.3. Übertragerwerkstoffe, DIN 41 301 ............................................................... 3027.5.1.4. Relaiswerkstoffe, DIN 17405 ....................................................................... 3037.5.1.5. Abschirmwerkstoffe ........................................................................................ 303
7.5.2. Spulenkerne.................................................................................................................... 3037.5.2.0, Übersicht ........................................................................................................ 3037.5.2.1. Massekerne .................................................................................... 3047.5.2.2. Ferrite (weich) ................................................................................................ 305
7.6. Hartmagnetische Werkstoffe, DIN 17410 ........................................................................... 3067.6.0. Übersicht, Verwendung................................................................................................ 3067.6.1. Metallische Werkstoffe ................................................................................................ 3077.6.2. Oxidische Werkstoffe (Ferrite)................................................................................... 310
7.7. Lernzielorientierter Test ........................................................................................... 311
8. Nichtleiter................................................................................................................................................314
8.0. Überblick ................................................................................................................................ 3148.1. Anforderungen, Eigenschaften, Prüfung............................................................................... 314
8.1.0. Übersicht........................................................................................................................ 3158.1.1. Elektrische Widerstandsarten .................................................................................... 316
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14 Inhalt
8.1,1.0. Thermischer und elektrischer Widerstand, Übersicht.............................. 3168.1.1.1. Spezifischer Durchgangswiderstand (= Innenwiderstand) DIN 53 482 . . 3178.1.1.2. Oberflächen widerstand, DIN 53482 ........................................................... 3188.1.1.3. Widerstand zwischen Stöpseln, DIN 53482 ............................................... 320
8.1.2. Kriechstromfestigkeit..................................................................................................... 3208.1.3. Durchschlagfestigkeit, DIN 53481 3228.1.4. Dielektrisches Verhalten................................................................................................. 324
8.1.4.0. Größen im elektrischen Feld ....................................................................... 3248.1.4.1. Polarisationsarten............................................................................................ 3248.1.4.2. Permittivitätszahl (Dielektrizitätszahl) er ................................................... 3268.1.4.3. Dielektrischer Verlustfaktor d = tan<5....................................................... 3318.1.4.4. Dielektrische Verlustzahl e" ....................................................................... 3348.1.4.5. Einfluß von Frequenz und Temperatur....................................................... 3358.1.4 6. Elektrostriktion, Piezoeffekt ..................................................................... 337
8.1.5. Temperatureinfluß ......................................................................................................... 3378.1.5.1. Wärmedehnung................................................................................................ 3378.1.5.2. Wärmeleitfähigkeit ........................................................................................ 3388.1.5.3. Formbeständigkeit, DIM 53460,—61,—62 3398.1.5.4. Wärmebeständigkeit....................................................................................... 3408.1.5.5. Glutbeständigkeit, DIN53459 ....................................................................... 341
8.1.6. Konstruktive Eigenschaften ........................................................................................ 3428.1.7. Verhalten gegen Wasser und Chemikalien............................................................... 344
8.2. Anorganische Nichtleiter .............................................................. 3458.2.0. Übersicht......................................................................................................................... 3458.2.1. Naturstoffe .................................................................................................................... 346
8.2.1.1. Glimmer............................................................................................................ 3468.2.1.2. Asbest................................................................................................................ 347
8.2.2. Gläser ................................................................................... 3478.2.3. Elektrokeramika............................................................................................................ 348
8.2.3.0. Allgemeines .................................................................................................... 3488.2.3.1. Zusammensetzung, Eigenschaften ............................................................... 3488.2.3.2. Klasseneinteilung, DIN 40685 ................................................................... 3498.2.3.3. Ferroelektrika ................................................................................................ 353
8.3. Organische Isolierstoffe (Kunststoffe)................................................................................... 3548.3.0. Übersicht........................................................................................................................ 3558.3.1. Konstruktive Eigenschaften ........................................................................................ 3568.3.2. Technologie.................................................................................................................... 3578.3.3. Einteilung nach dem Wärmeverhalten, DIN 7724 .................................................... 3588.3.4. Halbsynthetische Kunststoffe .................................................................................... 360
8.3.4.1. Cellulose-Erzeugnisse, Übersicht ............................................................... 3608.3.4.2. E-Papiere, DIN 7735, 16926 ....................................................................... 3608.3.4.3. Cellulose-Kunststoffe, DIN 7737, 7739 ....................................................... 361
8.3.5. Vollsynthetische Kunststoffe........................................................................................ 3618.3.5.0. Übersicht ........................................................................................................ 3618.3.5.1. Bezeichnung nach chemischer Reaktion (Polymerisationsarten) .... 3618.3.5.2. Duromere ........................................................................................................ 363
8.3.5.2.1. Begriff, Haupteigenschaften, Technologie ................................ 3638.3.5.2.2. Arten, Eigenschaften ................................................................... 364
8.3.5.3. Thermoplaste.................................................................................................... 3658.3.5.3.1. Begriff, Struktur, Technologie ................................................... 3658.3.5.3.2. Strukturformeln, Eigenschaften................................................... 366
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Verwendete Formelzeichen und Abkürzungen 15
8.3.6. Erkennungsmerkmale..................................................................................................... 3698.3.7. Silikone.............................................................................................................................. 372
8.4. Flüssige Isolierstoffe....................................................................................................................... 3728.4.1. Isolieröle, DIN 5107 ......................................................................................................... 3738.4.2. Chlophene .......................................................................................................... 374
8.5. Lernzielorientierter Test . . . . .. ................................................................................................. 376
Lösungsteil.................................................................................................................................................. 379
Benutzte Literatur................................................................................................................................... 412
Bildquellennachweis ............................................................................................................................... 412
Stichwortverzeichnis .................................................................................................................................. 413