Klasyfikacja materiałów stosowanych w elektrotechnice

Materiały w elektrotechnice można klasyfikować według różnego rodzaju kryteriów. Najpowszechniej stosowanym kryterium jest przewodnictwo elektryczne materiału. Z tego punktu widzenia materiału dzieli się na:

- materiały przewodzące ( przewodniki )

- materiały półprzewodzące ( półprzewodniki )

- materiały izolacyjne ( dielektryki )

Dodatkową grupę materiałów , poza tym podziałem stanowią materiały magnetyczne ( magnetyki )

Budowa atomu i struktura powłok elektronowych - związek z właściwościami materiału.

Wszystkie ciała zbudowane są z atomów. W każdym atomie o wymiarach rzędu 10"¹⁰m położenie centralne zajmuje jądro (o wymiarach rzędu 10"¹⁴m), złożone z tzw. nukleonów, tj. dodatnio naładowanych protonów (o masie spoczyn­kowej 1673 ■ 10"³⁰kg i ładunku elektrycznym + 1,6- 10~^L9C) oraz elektrycznie obojętnych neutronów (o masie spoczynkowej 1675 ■ 10"³⁰kg). Wokół jądra krążą po określonych orbitach ujemnie naładowane elektrony (o masie spoczynkowej 0,91 ■ 10"³⁰kg i ładunku elektrycznym - 1,6- 10"^!9C). Liczba przynależnych do atomu elektronów jest przy tym równa liczbie zawartych ^w J^ego jądrze protonów, wobec czego ładunki elektryczne elektronów i protonów wzajemnie się równoważą — atom w stanie niezjonizowanyn; jest strukturą elektry­cznie obojętną. Atomy poszczególnych pierwiastków chemicznych różnią się między sobą licz­bą zawartych w ich jądrze protonów, która nosi nazwę liczby atomowej pierwiast­ka. Stanowi ona niepowtarzalną cechę charakterystyczną danego pierwiastka. Licz­ba zawartych w jądrze atomu neutronów może być dla tego samego pierwiastka niejednakowa. Zachodzi to w przypadku izotopów - pierwiastków o tych samych własnościach chemicznych, określonych liczbą protonów, a różniących się liczbą neutronów. Liczba zawartych w jądrze nukleonów (tj. protonów i neutronów łącz­nie) nosi nazwę liczby masowej pierwiastka. Jest ona zawsze liczbą całkowitą, odnoszącą się do poszczególnych izotopów. Natomiast masa atomowa jest najczęś­ciej liczbą ułamkową, gdyż jest średnią wagową wyznaczoną dla danego składu izotopowego pierwiastka. Jednocześnie krążący po orbicie elektron może być traktowany jako elementarny prąd elektryczny wytwarzający moment magnetyczny. Stąd atom z takim elektro­nem tworzy elementarny dipol magnetyczny scharakteryzowany orbitalnym mo­mentem magnetycznym. Poza ruchem orbitalnym wokół jądra atomu każdy elek­tron wykonuje ruch obrotowy wokół własnej osi. Z ruchem tym związany jest mo­ment pędu zwany spinem oraz spinowy moment magnetyczny. Istnieją przy tym dwa możliwe kierunki wirowania elektronu wokół własnej osi.

Orbity elektronowe zgrupowane są w powłoki elektronowe. Kolejne powłoki usytuowane są w coraz większej odległości od jądra atomu. W powłokach elektro­nowych wyróżnić można warstwy orbit grupujące orbity o tym samym kształcie: kołowe i eliptyczne o różnym stopniu spłaszczenia. Orbity w poszczególnych wars­twach różnią się usytuowaniem ich w przestrzeni (a więc krążące na nich elektrony będą się różnić kierunkami orbitalnego momentu magnetycznego). Na pojedynczej orbicie mogą znajdować się najwyżej dwa elektrony, ate o przeciwnych spinach.

Rodzaje wiązań chemicznych - związek z budową i właściwościami materiałów.

Szczególnie silne powinowactwo chemiczne występuje między atomami elektrododatnimi i elektroujemnymi. Łączą się one zazwyczaj wiązaniami jonowymi, występującymi często w przypadku kwasów, zasad i soli.

Wiązania kowalencyjne występują w cząsteczkach zbudowanych z dwóch atomów tego samego pierwiastka {substancje proste).

Charakterystyczne elementy sieci krystalicznej - przykłady układów krystalograficznych.

Znakomita większość ciał stałych ma strukturę krystaliczną. Tak uporządko­wanej strukturze przestrzennej odpowiada zwykle najmniejsza wartość energii swo­bodnej. Każdą taką strukturę tworzy zespół wielu identycznych wielościanów {ko­mórek elementarnych), powtarzających się regularnie we wszystkich kierunkach. W sieci przestrzennej krawędzie komórek elementarnych przecinają się w punktach zwanych węzłami sieciowymi. W każdym z węzłów sieci znajduje się atom. Gdy komórka ma dodatkowo obsadzony atomami środek, środki ścian, względnie środki podstaw, mamy do czynienia z komórką przestrzennie centrowaną, płasko centrowaną, względnie komórką o centrowanej podstawie. Kształt i rozmiary komórki elementarnej określane są przez tzw. stałe sieciowe. którymi są długości krawędzi komórki: a, b, c oraz kąty: cc, p, y między tymi krawędziami. Biorąc pod uwagę różne możliwe wartości stałych sieciowych oraz symetrię sieci przestrzennych wyróżnia się 7 głównych rodzajów sieci, zwanych układami krystalograficznymi. } Regularny, heksagonalny, rombowy, romboedryczny, jednoskośny, tetragonalny, trójskośny Liczba koordynacyjna podaje liczbę atomów znajdujących się w najbliższej i równej odległości od atomu leżącego wewnątrz sieci. Na przykład w układzie regularnym prostym liczba koordynacyjna wynosi 6. Jeśli wyobrazimy sobie, że atomy mają kształt kul, to w każdej sieci przestrzennej wypełnionej nawet najbardziej ciasno przez atomy-kule pozostaje jeszcze przestrzeń wolna. Współczynnik wypełnienia (zwany nieraz gęstością upakowania) wyraża się stosunkiem objętości zajętej przez atomy do całkowitej objętości sieci. Współczynnik wypełnienia można obliczyć na podstawie prostych geometrycznych relacji między objętością komórki elementarnej a objętością atomów-kul jej przyporządkowanych. Im bardziej zwarte ułożenie atomów w sieci przestrzennej, tym większe wartości ma liczba koordynacyjna i współczynnik wypełnienia. W tablicy 1.34-! przedsta­wiono charakterystyki niektórych układów i typów krystalograficznych. Większość metali krystalizuje w trzech rodzajach sieci przestrzennej: - sieci regularnej płasko centrowanej, oznaczana symbolem Al (lub RSC),

- sieci regularnej przestrzennie centrowanej, A2 (RPC),

- sieci heksagonalnej zwartej, A3 (HZ).

W strukturze Al krystalizująm.in. metale: Al, Fe , Co_p, Ni.,Cu, Ag,Ir, Pt, Au, Pb.

W strukturze A2 krystalizują m.in. metale: Na, K, TL, V, Cr , Fe , Nb, Mo, Ta, W,.

W strukturze A3 krystalizują m.in, metale: Be, Mg, Ti_o, Co_n, Ni_n, Zn, Cd, lantanowce.

Ciecze ciekłokrystaliczne - własności, zastosowanie.

- są specjalnym rodzajem cieczy charakteryzującą się anizotropią własności która jest typową cechą kryształów nie występującą w zwykłych cieczach. CK powstają po stopieniu pewnych substancji krystalicznych ( tzw kryształy termotropowe) przechodzą one do stanu zwykłej cieczy o własnościach izotropowych po podgrzaniu do odpowiedniej temperatury, przy ochładzaniu takiej substancji z cieczy izotropowej powstaje najpierw ciekły kryształ, który przy dalszym ochładzaniu ulega krystalizacji. Przedział temp w którym ciecz ma własności anizotropowe ( przedział między temperaturą powstania ciekłego kryształu a temperaturą jego przejścia w stan izotropowy zależy od rodzaju substancji. Zasadniczą cechą substancji które mogą występować jako ciekłe kryształy jest wydłużony kształt ich molekuł. Anizotropowe własności CK wynikają z wzajemnego równoległego ustawienia się wzdłużnych molekuł. Ustawienie równoległych względem siebie molekół ma inne właściwości wzdłuż długich osi molekuł inne zaś w kierunku osi krótkich. CK są diamagnetykami wykazującymi anizotropię magnetyczną, i dielektryczną ( ich przenikalność dielektryczna zależy od kierunku ustawienia molekuł. CK wykazują anizotropowość optyczną tzn. współczynnik załamania światła zależy od kierunku ustawienia wzdłużnych molekół w stosunku do kierunku drgań wektora elektrycznego fali świetlnej. Zjawisko to wykorzystuje się do sterowania własnościami optycznymi cienkiej warstwy CK Zabarwienia charakterystyczne dla niektórych CK jest wywołane przez zjawisko selektywnego odbicia światła od ich powierzchni. Można komponować mieszaniny różnych substancji ciekłokrystalicznych aby barwa pojawiała się w ściśle określonej temperaturze.

Defekty struktur krystalicznych i wpływ na właściwości materiałów.

Nieprawidłowości struktury sieciowej w rzeczywistych kryształach można po­dzielić na trzy rodzaje:

- defekty punktowe,

- defekty liniowe.

- defekty powierzchniowe.

Do defektów punktowych budowy krystalicznej, cechujących się niewielkimi wymiarami, należą wakanse, tj. wolne węzły w sieci krystalicznej oraz atomy międzywęzłowe, które zajęty pozycje w lukach, opuszczając węzły sieci na skutek drgań cieplnych. Obecność zarówno wakansów, jak i atomów międzywęzłowych, powoduje wokół nich lokalne odkształcenia sieci przestrzennej kryształu (rys. 1.50-1). Liczba wad punktowych rośnie ze wzrostem temperatury. Z uwagi na mechanizm ich powstawania rozróżnia się defekt Schottky'ego

(przemieszczanie się atomu w miejsce sąsiedniego wakansu, w wyniku czego po­wstaje wakans w innym miejscu sieci) oraz defekt Frenkla (jednoczesne utworze­nie wakansu i atomu międzywęzłowego). Wakanse mogą się przemieszczać w sieci \ ki-ystalicznej metalu (tzw. samodyfuzja).

Defektami liniowymi nazywa się zakłócenia budowy krystalicznej, które w jednym kierunku mają wymiar kilku odległości atomowych, a w drugim — całego ziarna lub znacznej jego części. Rozróżnia się dwa zasadnicze rodzaje defektów liniowych - dyslokację krawędziową,- dyslokację śrubową. Dyslokacje powstają zarówno podczas krystalizacji metali, jak i w stanie stałym, np. w wyniku odkształcenia plastycznego na zimno. Mogą one się przemieszczać w materiale pod wpływem naprężeń wewnętrznych. Do najważniejszych defektów powierzchniowych zalicza się granice ziaren Pod tym pojęciem rozumie się wewnętrzną powierzchnię graniczna, oddzielającą dwa kryształy o takim samym składzie chemicznym, różniące się tylko orientacją krystalograficzną.

Przewodnictwo elektryczne metali

Największą konduktywność mają metale w stanie chemicznym czystym. Wszelkie domieszki powodują zakłócenia regularnej budowy siatki krystalicznej co z reguły zwiększa opory uporządkowanego ruchu elektronów swobodnych. Przewodność elektryczna stopów podobnie jak temperaturowy współczynnik rezystywności zależy w decydującym stopniu od ich charakteru. W przypadku stopów jednorodnych (tj. tworzących roztwory stałe) konduktywność stopu jest znacznie obniżona w stosunku do konduktywności metali składowych. W przypadku stopów niejednorodnych (tj. nie rozpuszczających się w sobie) konduktywność stopu jest proporcjonalna do procentowego udziału w nim poszczególnych składników.

Zjawisko nadprzewodnictwa - wykorzystanie w technice.

Nadprzewodnictwo wykazuje wiele pierwiastków, głównie metalicznych, a także wiele stopów i związków chemicznych. Niektóre pierwiastki stają się nadprzewodnikami dopiero pod bardzo wysokim ciśnieniem - zmieniają wtedy strukturę krystaliczną (np. dla Bi wymagane jest ciśnienie rzędu 2000 MPa (20 000 atm}). Inne znów wykazują nadprzewodnictwo w postaci cienkich warstw o niekrystalicznej strukturze, uzyskanych przez naparowanie wyjściowego materiału na podłoże oziębione ciekłym helem. Nadprzewodnictwo takich warstw świadczy o tym, że struktura krystaliczna nie jest koniecznym warunkiem pojawienia się nad­przewodnictwa.

W obecnym stanie wiedzy nie można przewidzieć czy dany pierwiastek może być nadprzewodnikiem, czy też nie. Można jedynie wykluczyć nadprzewodnictwo ferromagnetyków, gdyż silne wewnętrzne pole magnetyczne niszczy uporządkowa­nie nadprzewodzące. Wśród związków nadprzewodzących wiele jest takich, w których żaden ze składników z osobna nie jest nadprzewodnikiem (np. CuS). Wśród nadprzewodników spotyka się również substancje organiczne, jak np. anilina czy pirydyna w postaci monomolekularnych warstw.

Nadprzewodniki I-go, II-go rodzaju i wysokotemperaturowe.

Zasadnicza różnica między nadprzewodnikami I i II rodzaju polega na różnym mechanizmie przewodzenia prądu i zachowaniu się w stosunku do zewnętrznego pola magnetycznego. W nadprzewodniku I rodzaju, o własnościach zbliżonych do „idealnego" nad­przewodnika, prąd płynie jedynie w bardzo cienkiej warstwie na powierzchni nad­przewodnika, o grubości rzędu 10~⁶cm (tzw. głębokość wnikania). Na tę samą głębokość wniknąć może pole magnetyczne o indukcji mniejszej od wartości kryty­cznej. Przy przekroczeniu tej wartości pole przenika całą objętość materiału, przy tym jego własności nadprzewodzące znikają.

W nadprzewodniku II rodzaju pole wnika w materiał na głębokość zależną od wartości indukcji pola.

Dla bardzo cienkich warstw nadprzewodnika I rodzaju indukcja pola krytycznego wzrasta, gdy grubość warstwy staje się mniejsza od pewnej wartości krytycznej. Tak więc bardzo cienka warstwa charakteryzuje się większą wartością indukcji pola kry­tycznego niż lity kawałek nadprzewodnika I rodzaju. Efektem tym tłumaczy się duże wartości krytyczne indukcji magnetycznej i gęstości prądu nadprzewodnika II rodzaju. Istnieją w nim bardzo cienkie włókna o własnościach nadprzewodzących, otoczone ma­teriałem nienadprzc wodzącym. Objętość włókien stanowi jedynie nie wielką część objętości całego materiału. Dzięki temu pole magnetyczne wnika głębiej i indukcja krytyczna jest znacznie większa niż w nadprzewodniku I rodzaju. Tworzenie się włókien związane jest z przesunięciami w strukturze krystalicznej materiału. Gdy siatka krystaliczna jest de­formowana, liczba włókien nadprzewodzących wzrasta. Charakterystyczne jest przy tym to, że połę krytyczne pozostaje w zasadzie stale dla danego materiału, natomiast gęstość prądu krytycznego nie jest stałą materiałową, gdyż zależy bardzo silnie od de­fektów w strukturze próbki, a więc od sposobu jej obróbki termicznej i mechanicznj

Podstawowe własności materiałów przewodowych.

- elektryczne (wysoka konduktywność)

- mechaniczne (wytrzymałość)

- termiczne (wysoka przewodność cieplna, temp. pracy, temp. topnienia) - chemiczne (mała aktywność chemiczna, odporność na korozję) -ekonomiczne ( niski koszt) Jedynie miedź i aluminium spełnia większość wymagań

Zjawisko polaryzacji dielektryków, rodzaje.

MECHANIZMY POLARYZACJI - polaryzacja elektronowa - pole elektryczne wywołuje względne przesunięcie dodatniego i ujemnego ładunku atomu. Atom uzyskuje indukowany elektryczny moment dipolowy., polaryzacja ta występuje we wszystkich dielektrykach, polega na przesunięciu zewnętrznych powłok elektronowych względem dodatnich jąder atomów. Polaryzacja elektronowa jest bezinercyjna (przebiega szybko w czasi rzędu 10^-15 s . Towarzyszące jej kodształcenie jest sprężyste tzn. praca włożona w jego powstanie zostaje zmagazynowana w polu elektrycznym. Powstałe dipole elektryczne mają charakter dipoli indukowanych - po usunięciu zewnętrznego pola polaryzacja ustępuje.

Polaryzacja jonowa - pole wywołuje względne przesunięcie ujemnych i dodatnich jonów w cząsteczce, indukowany jest dodatkowy moment dipolowy, powstaje w materiałach zbudowanych z jonów, polega na wzajemnym sprężystym rozsunięciu różnoimiennych jonów ( zjawisko to zachodzi w czasie rzędu 10^-13 s - jest wolniejsze od polaryzacji elektronowej) Polaryzacja jonowa nie powoduje strat energii na ciepło i ustępuje po usunięciu zewntrznego pola elektrycznego.

Polaryzacja dipolowa - pole elektryczne powoduje obrót małych momentów dipolowych i uporządkowanie ich w kierunku pola, pol. dipol. (zwana rownież polaryzacją orientacji) występoje w dielektrykach stałych ciekłych i gazowych z cząsteczkami o charakt. trwałych dipoli elektrycznych, w nieobecności pola elektrycznego wypadkowy moment dipolowy jest równy 0. W zewnętrznym polu elektrycznym na dipole elektryczne dzialają siły starające się ustawić je równolegle do pola elektrycznego. Stopień uporządkowania zależy od wartości zewnętrznego pola oraz od wartości temperatury ( im wyższa temp tym bardziej chaotyczna orientacja dipoli ). Polaryzacja gazu w cząsteczkach wieloatomowych będzie sumą trzech w.opis. efektów P=Pel +Pi + Pd

Przenikalność dielektryczna, sposób pomiaru.

PRZENIKALNOŚĆ ELEKTRYCZNA - przenikalność elektryczna względna jest liczbowo równa stosunkowi pojemności elektrycznej kondensatora z danym dielektrykiem do pojemności tego samego kondensatora bez dielektryka. Gdy przylożymy napięcie U do okładek zbiera się na nich ładunek Q wytwarzający między okładkami pole Eo. Dielektryk w tym polu ulega polaryzacji , przyciąga ze źródła prądu dodatkowe ładunki zbierające się na okładkach. Na każdy ładunek działają siły : - od zewnętrznego pola Ez, wywołanego na okładkach ładunkami, oraz pola wewnętrznego wywołanego ładunkami na zewnętrznych powierzchniach dielektryka. Suma tych pól jest równa Eo w nieobecności dielektryka. Większy ładunek na okładkach przy tym samym napięciu oznacza że pojemnośc zwiększyła się. Poj. konden. prózniowego wynosi :

Co=Qo/U= (eo s)/ l [F] a kond. z diele. C=Q/U= (e s)/ l , łatwo zauważyć że C>Co gdyż Q>Qo wtedy z definicji C/Co=Q/Qo=e/eo = e w , e w - jest względną przenikalnością dielektryka zawsze większą od jedności Wartość e w zależy od : stanu skupienia dielektryka, rodzaju polaryzacji, temperatury, częstotliwości zmiennego pola elektrycznego. Małymi wartości e w mają dielektryki lotne oraz dielektryki z polaryzacją elektronową, większymi gdy wystepuje równiez polaryzacja jonowa, a największymi gdy występują trzy rodzaje polaryzacji elektronowa, jonowa i dipolowa. Zależność e w od temperatury jest zwykle niewielka dla gazów a duża dla dielektryków ciekłych i stałych.

Mechanizm przewodnictwa dielektryków, rezystywność skrośna i powierzchniowa. Definicje i metody pomiarów.

- W dielektryku w którym nie ma swobodnych elektronów nie ma przewodnictwa elektronowego jak w metalach. Przewodzenie w materiałach izolacyjnych jest zawsze związane z ruchem jonów i zależne od liczby jonów w jednostce objętosci ich ruchliwości i struktury materiału. Pod wpływem przyłożonego napięcia ładunki swobodne tworzą prąd upływu przepływ tego prądu odbywa się na skroś bądź po powierzchni, mamy więc rezystywność skrośną i powierzchniową.

Rezystywność skrośna maleje ze wzrostem temperatury w wyniku zwiększenia jonizacji. Rez. skroś. w temp. 20 C - 10^10 ohma/m , w temperaturz 200 C maleje o pięć rzędów wielkości. Rezyst. skroś. dielektryków ciekłych i stałych zależy od zanieczyszczenia i zawilgocenia, zanieczyszczenia tworzą źródło swobodnych jonów. Najwyższe wart. rezyst skroś osiągają dielektryki niepolarne : powietrze 10^18 ohma/ m ; olej mineralny 10^12 ohma / m ; polietylen 10^14 ohma / m.

Rezystywność powierzchniowa - ( tylko

w dielektrykach stałych) zależy od budowy, stopnia zawilgocenia i zanieczyszczenia. Największe rezystywności osiągają dielektryki których powierzchnia nie ulega zawilgoceniu( parafina 10^16 ohma ) a najmniejsze dielektryki rozpuszczalne w wodzie (szkło sodowe 10^8 ohma ). Gdy prąd powierzchniowy płynie po powierzchni o kształcie prostokąta o bokach a i b (kródszym) rezystancję można obliczyć ze wzoru

R = rp (a/b), jednostką rezystywności powierzchniowej jest ohm.

Straty w dielektryku przy napięciu stałym i przemiennym, współczynnik stratności dielektrycznej.

Straty energii w dielektryku wywołane są polaryzacją i prądami upływu. Łączymy kondensator do źródła napięcia stałego, powstanie w obwodzie prąd który można rozłożyć na trzy składowe : (dwie pierwsze składowe to prąd polaryzacji) : - prąd ładowania związany z polaryzacją elektronową i jonową jest krótkotrwały i jego energia zużyta zostaje na sprężystą deformację dielektryka, zostaje zmagazynowana jako energia potencjalna i odzyskana przy rozładowaniu kondensatora; - prąd absorbcyjny : związany z polaryzacją dipolową, wzrasta i zanika wolniej od prądu ładowania , jego energia zamieniana jest na energię potencjalną odkształceń sprężystych dipoli i na pokonanie oporów przy obrotach cząsteczek( ta część energii zmienia się w ciepło ); - prąd upływu : wywołany przez konduktywność skrośną dielektryka, energia tracona jest na ciepło.

Prąd polaryzacji szybko zanika, pozostaje prąd upływu i spowodowane nim straty.

W bilansie energetycznym straty od zjawiska polaryzacji dielektryka są pomijalnie małe w porównaniu ze stratami upływu. Moc tracona ; P = UIu = (U^2)/ Rs. Łączymy kondensator do źródła prądu sinus zmiennego, straty polaryzacji nie mogą byc pominięte. - prąd ładowania (sinus zmienny) ma charakter prądu biernego, Ic wyprzedza napięcie o kąt 90 stopni; - prąd absorbcyjny ma częściowo charakter czynny gdyż wywołuje straty energii na ciepło ( ma dwie składowe czynną i bierną ); - prąd upływu ma charakter prądu czynnego, jest w fazie z napięciem U. Prąd wypadkowy I wyprzedza napięcie o kąt fi<90

Straty w kondensatorze zasilanym napięciem sinus zmiennym charakteryzuje się zwykle z pomocą kąta d uzupełniającego kąt fi do 90 stopni d = 90 - fi zwanego kątem stratności dielektrycznej. Tangens kąta d to współczynnik stratności dielektrycznej.

Zależność tg δ od częstotliwości i temperatury dielektryków o różnej budowie.

W przypadku dielektryków nie polarnych charakteryzujących się tylko polaryzacją elektronową, rezystencja dielektryka określana jest jedynie przez rezystywność skrośną wywołująca tylko prąd upływu wtedy R=Ps*1/s

Współczynnik stratności dielektrycznej jest więc odwrotnie proporcjonalny do częstotliwości ze wzrostem temperatury rośnie Ps a maleje tg

W przypadku dielektryków polarnych jest bardziej skomplikowane.

Ze wzrostem częstotliwości początkowo tg rośnie gdyż wzrasta energia tracona w jednostce czasu na obrót dipoli. Przy dalszym wzroście częstotliwości tg zaczyna maleć gdyż obrót dipoli nie nadąża za zmianami pola - zanika składowa dipolowa polaryzacji. Zależność tg od temperatury może być różna. Początkowo przy niskiej temperaturze , wskutek dużej lepkości cieczy, ruch dipoli jest niewielki wywołujący tylko małe straty .Przy podwyższaniu temperatury wzmaga się ruch dipoli rosną straty i tg. Przy dalszym zwiększaniu temp. Zmniejsza się lepkość, zmniejszając opory stawiane obrotom dipoli - tg maleje. Zwiększanie tg przy silniejszym nagrzewaniu dielektryka związane jest ze zmniejszaniem się Ps i wynikającym stąd prądem upływu.

Odporność na wyładowania powierzchniowe - metoda pomiaru.

napięcie przebicia to napięcie przy którym następuje przebicie dielektryka( w postaci iskry lub łuku). Natęrzenie pola elektrycznego odpowiadające napięciu przebicia to wytrzymałość elektryczna dielektryka. Dla kondensatora płaskiego wynosi Ep =Up/ l [V/m] gdzie l -grubość diel. w miej. przeb.

Mechanizmy przebicia : - mechanizm elektryczny : zachodzi w bardzo krótkich czasach ( elektrony przyśpieszane w polach elektrycznych o bardzo dużych natęrzeniach); - mechanizm cieplny ( gdy ciepło wydzielane jest większe od odprowadzanego ); - mechanizm jonizacyjny (wyładowanie niezupełne i związane z nim zjawiska - drzewienie elektryczne , przebicie kanałowe ); - mechanizm elektrochemiczny ( długotrwałe działanie wilgoci - wytwarzają się ścieżki przewodzące pod wpływem procesów elektrolitycznych ) Wytrzymałość elektryczna mat. izolac. zależy od.

warstwy izolacji; - rodzaju napięcia. Wytrzymałość elektryczna ostrzowego układu elektrod jest znacznie niższa od układu płaskiego, nasycenie wilgocią izolacji i wysoka temperatura zmniejszają wytrzymałość elektryczną. Największą wartość wytrzymałości elektrycznej wykazuje izolacja wobec napięcia udarowego najniższą wobec napięcia stałego - rozwój przebicia wymaga czasu

Dielektryki gazowe - własności, przykłady zastosowań.

Gazy charakteryzują się znaczną rezystywnością i bardzo małą stratnością. Powietrze : azot (78%), tlen (21%), dwutlenek węgla , wodór i gazy szlachetne, łącznie (1%). Przy temp. (0,1 MPa (1 atm), 20 C ) czyste powietrze jest bardzo dobrym izolatorem. Jego rezystywność skrośna jest rzędu 10^18 Wm, przenikalność elektruczna 1,00059, współczynnik stratności dielektrycznej równy zeru. Powietrze jednak jest zanieczyszczone co obniża własności izolacyjne i powoduje korodowanie. Przebicie elektryczne charakteryzuje się nagłym wzrostem prądu i występuje po przekroczeniu tzw. napięcie przebicia. W praktycznych układach części będące pod napięciem, izolowane warstwą powietrza są dwoma zaostrzonymi elektrodami. Pole w takim układzie jest silnie nierównomierne, o największym natęrzeniu przy największej krzywiźnie, powstają lokalne wyładowania w przestrzeni okołoelektrodowej. Fazy wyładowania : I faza: świetlenie (pojawia się niebieskawa poświata); II Snopienie (pojawienie się snopów cienkich iskier); III faza (rzeskoczenie iskry która może przekształcić się w łuk elektryczny. Fazy I i II to wyładowania niezupełne( towarzyszy im powstanie ozonu), faza III to wyładowanie zupełne. Wyładowanie niesamoistne : wymaga podtrzymywania przez zewnętrze źródło jonizacji. Wyładowanie samoistne jest podtrzymywane wewnętrznymi źródłami jonizacji. Przy stalym ciśnieniu i temperaturze, droga ładunków a więc i wytrzymałość elektryczna jest proporcjonalna do ciśnienia. Napięcie przebicia będzie zatem proporcjonalne do odstępu elektrod. Istnieje zależność między ciśnieniem gazu, odległością międzyelektrodową a napięciem przebicia. Jeśli ciśnienie gazu p i odległość międzyelektrodowa d zmieniają się tak że ich iloczyn pozostaje stały, to napięcie przebicia nie ulega zmianie. Napięcie przebicia jest funkcją iloczynu pd - jest to prawo Paschena. Azot : niepalny, nietoksyczny, słabo rozpuszczalny w związkach organicznych, tani , chemiczne obojętny, o własnościach zbliżonych do powietrza. Pod wysokim ciśnieniem (kilkanaście atmosfer) ma większą wytrzymalość elektryczną od oleju mineralnego. Wypełnia się nim kondensatory i przekładniki napięciowe, w żarówkach dodaje się go do argonu aby zwiększyć wytrzymałość elektryczną. Wodór : nietoksyczny i tani, na dużą przewodność i pojemność cieplną ( stos. jako chłodziwo elektroizolacyjne w dużych turbogeneratorach). Mieszanina z tlenem jest silnie wybuchowa. w podwyższonej temperaturze wodór odbiera tlen od tlenków.

Sześcio fluorek siarki (SF6) - (elegaz), syntetyczny gaz elektroujemny, bezbarwny, bezwonny, nietoksyczy, chemicznie obojętny, niepalny, trwały do temp. 500 C i nie wywołujący korozji, gęstość pięciokrotnie większa od powietrza. Wytrzymałość elektryczna kilkakrotnie wyższa od powietrza , lepszy od oleju mineralnego. Elektroujemne własności elegazu ( zdolność wiązania swobodnych

elektronów i tworzenia ciężkich powolnych jonów ujemnych) wpływają na dobrze na zdolność gaszenia łuku. Wady elegazu to : niewielka przewodność cieplna, niskie ciepło właściwe oraz pewna toksyczność produktów jego rozpadu, zachodzącego przy wyładowaniach. Stos. jako izol. w rozdzielnicach wysokiego napięcia, wyłącznikach i transformatorach. Freon - bezbarwny, bezwonny ,niepalny, nietoksyczny, elektroujemny, stabilny elektrycznie do temp. 750 C, nie powoduje korozji. Cztero krotnie większa gęstość od powietrza i kilka krotnie większa wytrzymałość elektryczna. Niska temp. skraplania (-28) powoduje iż stosowany jest tylko w urządzeniach wnętrzowych. Pod wpływem wyładowań elektrycznych ulega rozkładowi tworząc toksyczny fosgen. Sprężony freon stosuje się jako ośrodek elektroizolacyjny w wysokonapięciowej aparaturze radiowej i rentgenowskiej. Poza elektrotechniką stosowany w aparaturze chłodniczej i areozolach. Niszczy powłokę ozonową atmosfery ziemskiej.

Dielektryki ciekłe - klasyfikacja i wymagania w zależności od zastosowań.

- Oleje mineralne : są produktami destylacji ropy naftowej, w miarę narastania temperatury odbiera się : benzynę, naftę, olej mineralny, olej smarowy, olej cylindrowy, wazelinę, asfalty. Oleje mineralne są mieszaniną węglowodorów naftenowych i parafinowych z domieszką aromatycznych. Węglowodory naftenowe - odznaczają się niską temp. krzepnięcia (ok.-50 C) i odpornością na utlenianie. Węglowodory parafinowe są mniej odporne na utlenianie a ich temp krzepnięcia wynosi -5 C. Węglowodory aromatyczne - są nie odporne na utlenianie, produktem utleniania jest gęsty lepki szlam.

Własności olejów mineralnych - rezystywność skrośna : dla czystego oleju jest 10^14 Wm (przy 20 C). Zawilgocenie i zanieczyszczenia oleju prowadzą do silnego zmniejszenia rezystywności. Współczynnik stratności dielektrycznej :czystego oleju jest rzędu 10^-3 (20 C , 50 Hz) Po dłuższym czasie pracy w wyniku zawilgocenia i zestarzenia może on wzrosnąć dziesięciokrotnie.

Wytrzymałość elektryczna : zależy od zawartych w nim zanieczyszczeń, tworzą się tzw. mostki zanieczyszczeń pomiędzy elektrodami ułatwiające przebicie elektryczne. Mostki tworzą się przez wciąganie zanieczyszczeń w obszar silniejszego pola. W celu zmniejszenia wpływu mostków na przebicie ustawia się między elektrodami w oleju przegrody z dielektryków stałych. Wytrzymałość elektryczna oleju zależy od kształtu i odstępu elektrod oraz od rodzaju przyłożonego napięcia. Lepkość względna - (wyrażona w stopniach englera) zależy ona silnie od temperatury. Przy obniżaniu temp. lepkość maleje, przy określonej temp. olej krzepnie. Temperatura zapłonu oleju - po jej przekroczeniu intensywnie wydzielają się łatwopalne węglowodory lotne, które zapalają się od płomyka inicjującego.( na ogół temp zapłonu nie jest niższa niż 135 C). Liczba kwasowa - oznacz się nią zawartość w oleju kwasów oraz kwaśnych produktów jego utleniania. Oznacza się ją liczbą miligramów ługu potasowego (KOH) potrzebną do zobojętnienia kwasów zawartych w 1g oleju. Oleje można regenerować przez odsączenie cząstek stałych, neutralizacji kwasów i osuszeniu. Odporność na utlenianie - maleje ona wraz ze wzrostem temperatury i w obecności katalizatorów (miedź, żelazo, wilgoć). Oleje mineralne są silnie higroskopijne Zastosowania olejów mineralnych : ich funkcje : izolujące nasycające,chłodzące, gaszące.

Rodzaje : - oleje transformatorowe :w transformatorach energetycznych izolują i chłodzą , olej transformatorowy ma niską lepkość umożliwiającą cyrkulację w kadzi. -

oleje kondensatorowe : mają najgorsze warunki pracy, natężenie pola el. dochodzi do 1000 kV/cm, oleje te są bardzo starannie oczyszczone, odgazowane, odporne na starzenie, mają dużą przenikalność elektryczną. - olej kablowy : do nasycania izolacji, ma duzą lepkość aby

syciwo nie przemieszczało się gdy kabel nie jest w pozycji poziomej. - oleje wyłącznikowe : własności podobne do transformatorowych ale ich głównym zadaniem jest gaszenie łuku, pod działaniem łuku następuje rozkład oleju na prostrze produkty lotne ciekłe i stałe. Poważną wadą olejów mineralnych jest łatwa palność i zagrożenie pożarami.

Oleje roślinne : dzielimy na wysychające( olejne elektroizolacyjne lakiery i emalie) i nie wysychające( ich stosujemy jako płynnych dielektryków). Typowym olejem nie wysychającym jest olej rycynowy( z nasion rącznika) ma on dużą przenikalność elektryczną i wytrzymałością elektryczną nie ustępuje olejom mineralnym. Stosowany w kondensatorach, jego wadą jest łatwość utleniania( i przechodzenia w postać żelu) w podwyższonej temperaturze przy dostępie powietrza.Typowymi olejami wysychającymi są olej lniany (z nasion lnu) , olej tungowy ( z nasion drzewa tungowego). Wysychanie zachodzi w wyniku polimeryzacji oraz utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych wchodzących w skład tych olejów.

DIELEKTRYKI CIEKŁE SYNTETYCZNE - do najbardziej znanych należą chlorowane dwufenyle. Mają o wiele lepsze własności w porównaniu do olei mineralnych są niepalne, niehigroskopijne, odporne na starzenie, mają dużą stabilność chemiczną i cieplną, nie utleniają się, mają dwukrotnie większą przenikalność elektryczną. Ich wady to : duża wrażliwość na zanieczyszczenia, silna zależność własności elektrycznych od temperatury, wysoka cena, silna toksyczność.

Oleje silikonowe - są one mieszaniną krzemowodorów ( związków organicznych- w których węgiel został zastąpiony krzemem ), mają dużą wytrzymałość cieplną (do 200 C ), niską temp. krzepnięcia (-70...-90 C), małą zależnością lepkości od temperatury, hydrofobią , odpornością na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, są znacznie mniej palne i mają nieco niższą wytrzymałość elektryczną . Ograniczeniem jest ich wysoka cena.

Oleje transformatorowe - podstawowe własności, zasady eksploatacji i kontroli.

oleje transformatorowe :w transformatorach energetycznych izolują i chłodzą , olej transformatorowy ma niską lepkość umożliwiającą cyrkulację w kadzi

Materiały ceramiczne - podstawowe własności, proces produkcji, zastosowania.

CERAMIKI ELEKTROTECHNICZNE - głównymi składnikami są tlenki krzemu SiO2 (krzemionka) i glinu Al2O3, duża odporność na nagrzewanie i nieograniczona trwałość. Zalety wyrobów ceramicznych : - odporność na wpływy atmosferyczne i chemiczne; - odporność na działanie temp.; - dobre własności elektr.; - znaczna wytrzymałość mechaniczna; - nie ulega procesom starzenia i zmęczenia; - łatwo dostępne i nie kosztowne surowce; Główne zastosowania ceramiki : - izolacje linii wysokiego i niskiego napięcia; - izolacja odporna na wysokie temp.; - izolacje w urządzeniach wysokiej częstotliwości; - dielektryki kondensatorowe. Wytwarzanie : surowce w postaci gliny miesza się z wodą, z masy odlewa się lub tłoczy elementy, po wysuszeniu elementy są wypalane, po wypaleniu obrabia się je mechanicznie, powierzchnie otwarte pokrywane są szkliwem zabezpieczającym.

Materiały ceramiczne - podstawowe własności, proces produkcji, zastosowania.

Główne rodzaje ceramiki elektroizolacyjnej : - porcelana elektrotechniczna ( mięknie w temp 600 C nie powinna pracować wyżej niż 400 C , jej wadą jest 20 %-towy skurcz przy wypalaniu , robi się z niej izolatory liniowe wys. i nis. Napięcia , główki bezpieczników ); - kamionka ( znacznie tańsza od porcelany, wypala się ją w 1280 C, skurcz 9...14%, robi się z niej osłony izolacyjne dla najwyższych napięć) ; - steatyt ( gł. skład. jest talk, wypala się go w 1400 C , bardzo mały skurcz, robi się z niego elementy izolacyjne poddawane dużym naprężeniom, izolatory wys.nap, izolatory liniowe długopniowe ) - ceramika elektrotermiczna ( odporna na działanie wysokich temperatur, spora wytrzymałość mechaniczna i elektryczna );

Materiały mikowe - własności, zastosowanie.

Mika (łyszczak), jest mineralem o charakterystycznej strukturze warstwowej, łatwo łupiącym się na cienkie platki. W przyrodzie wystepuje w wielu odmianach, przy czym praktycznie znaczenie ma tylko mika magnezowa (flogopit) - K₂0*6MgO*Al₂O₃*6SiO₂*2H₂O i mika potasowa (muskowit) K₂0*3Al₂O₃*6SiO₂*2H₂O.

Z uwagi na doskonale własności izolacyjne miki stosuje się ja w budowie maszyn i aparatow elektrycznych jak izolacje elektryczna i cieplna. Charakteryzuje się ona :

-duzo wytrzymałością elektryczna i cieplna,

- odpornością na gwałtowne zmiany temp.

- odpornością na wyladowania niezupełne,

- odpornością na starzenie.

Mike stosuej się do wytwarzania mikanitu, jest to material elektroizolacyjny. Mikanit jest w postaci folii lub plyt sklejanych z drobnych platkow miki żywicznymi lepiszczami. W zależności od rodzaju lepiszcza moga one stanowic materialy klasy B (lepiszcza szelakowe), F (zywice epoksydowe) lub H (zywice silikonowe). Odroznia się twarde i giętkie mikanity.

Z mikanitu twardego wykonuje się roznego rodzaju podkładki i przedkladki stosowane w maszynach i aparatach elektrycznych jako elementy izolacyjne o zwiekszonej odporności na nagrzewanie, roznego typu elementy, jak rurki, tuleje itp.z mikanitu giętkiego produkowanego w arkuszach o grubości 0,15-0,5 mm wykonuje się miedzy innymi izolacje zlobkowa maszyn elektrycznych. Inne rodzaje giętkiego materialu mikowego to : taśma mikowa, mikafolia.

Poza mika kopalną wytwarza się, przez wytop w piecach elektrycznych, mike syntetyczna - zastosowania jej sa jednak dosyc ograniczone.

Szkło elektrotechniczne - własności, zastosowanie.

W elektrotechnice szkla stosuje się glownie do wyrobu: izolatorow, baniek, roznego rodzaju lamp oraz włókien szklanych. Szkal sa to ciala o strukturze bezpostaciowej, termoplastycznej. Otrzymuje się je przez stopienie telnkow roznych metali ( Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, B itd.)z krzemionką SiO₂ (piasek kwarcowy). W zalzenosic od domieszek i ich ilości uzyskuje się bardzo wiele rodzajow szkieł. W temperaturze pokojowej rezystywność skrośna, w zależności od składu szkla, wynosi 10⁸….10¹⁵ Ohm*m, ze wzrostem temperatury maleje ona szybko aby osiągnąć wartość 0,1….10 Ohm*m w stanie stopniowym. Jako charakterystyczna dla własności izolacyjnych szkla, podaje się w tablicach temperaturę, w ktorejjego rezystywność skrosna uzyskuje wartość 10⁶ ohm*m. temperatura taka dla szkieł borokrzemowych wynosi 350….400 stopni Celsjusza, a dal szkieł sodowo-wapniowych 150…..200 stopni Celsjusza.

Szkla można podzielic na szkla twarde (trudno topliwe) i miękkie ( latwo topliwe). Szklo wytapia się w wannach szklarskich w piecach ogrzewanych gazem ( w temp. Okol 1300 C dal szkieł miękkich , a ok. 1600 C dla szkieł twardych). Elementy szklane wykonuje się przez wydmuchiwanie, ciaganie, prasowanie i odlewanie. Szklo na wyroby eltroizolacyjne winno zawierac malo związków alkalicznych, które w obecności wilgoci tworzą warstwy zmnijszajace rezystywność oraz wytrzymalosc elektryczna. Szkla sodowo-wapniowego najczęściej uzywa się do wyrobu izolatorow elektroenergetycznych i teletechnicznych. Szkiel wyrabianych z białego pisaku kwarcowego z dodatkiem sody lub potażu uzywa się do wyroby baniek żarówek, jest to szklo latwo topliwe przezroczyste, podatne na zgrzewanie. Do produkcji wlokna szklanego uzywa się szkiel o minimalnej zawartości Na₂O i K₂O.

Materiały włókniste - własności zastosowanie.

Materialy włókniste dzili na naturalne i sztuczne oraz na organiczne i nieorganiczne. Z punktu widzenia technologii materialy włókniste dzielimy na materialy do wyrobu taśm, sznurów, tkanin oraz materialy do wyrobu papierow i kartonów. Ogolna własnością matrialow włóknistych jest ich wloskowata struktura i w związku z tym znaczna nasiąkliwość. Przez nasycenie materialu odpowiednimi syciwami zwieksza się ich wytrzymałość mechaniczna, elektryczna, i cieplna oraz przewodność cieplna, zmniejszając jednoczesnie nasiąkliwość wilgocią. Materialy włókniste organiczne dziela się na:

-materialy naturalne z włókien roślinnych (drewno, bawelna, len, konopie, juta), -materialy naturalne pochodzenia zwierzęcego (jedwab naturalny, welna) - materialy sztuczne z włókien roślinnych poddanych przerobce chemicznej zmieniającej jej sklad i strukture (kotop, jedwab octanowy, jedwab wiskozowy, fibra) -materialy syntetyczne otrzymywane z żywic syntetycznych (stylon, nylon, kapron) Podstawowym składnikiem materiałów włóknistych organicznych naturalnych jest błonnik, zwany celuloza. Do najważniejszych włókien naturalnych uzywanych w elektrotechnice należy bawelna, jedwab naturalny, len, konopie i juta. Bawelna jest podstawowym surowcem włókienniczym. Wlokno bawełny odznacza się wysoka wytrzymałością i niska cena. Wada bawelny jest higroskopijność.Jedwab naturalny ma dobre własności elektroizolacyjne i znacznie wieksza od bawełny wytrzymałość mechaniczna. Len, konopie juta znajduja ograniczone zastosowanie w elektrotechnice bądź ze wzegledu na cene bądź na słabe własności elektroizolacyjne.

Do najważniejszy włókien sztucznych stosowanych w elektrotechnice należy kotop, jedwab wiskozowy, jedwab octanowy,. Wlokna syntetyczne to przede wszystkim szeroko rozpowszechnione wlokna poliamidowe, znane pod firmowymi nazwami takim jak: nylon, perlon, stylon, kapron. Charakteryzuja się wysoka wytrzymałością mechaniczna i bardzo małą higroskopijnością. Wykonane z włókien organicznych materialy elektroizolacyjne maja postac przędzy, sznurów, taśm lub tkanin. Przedza sluzy do izolowania drutow nawojowych. Sznury do wiazania przewodow i zezwojów wykonuje się zwykle z włókien lnianych. Taśmy do owijania cewek transformatorów lub połączeń czolowych w uzwojeniach maszyn elektrycznych wykonuje się z włókien szklanych, bawełnianych lub jedwabiu wiskozowego. Wlokna organiczne z reguły są nasycone olejem, lakierem lub syciwem. Tkaniny z wloiken organicznych nasycone lakierem izolacyjnym nosza nazwe ceratek izolacyjnych. Inna ich forma sa koszulki izolacyjne, koszulki sa uzywane do izolowania przewodów łączeniowych oraz końców uzwojen trafo. i maszyn. Materialy włókniste nieorganiczne wykonywane sa z azbestu lub szkla. Azbest jest mineralem o włóknistej budowie. Wykazuje on duza odporność cieplna, ustępując tylko (wśród surowcow naturalnych ) włóknu szklanemu. Azbest jest uzywany po przetworzeniu w postac taśm,sznurów i tkanin oraz papieru i kartonow. Z mialu azbestowego wykonuje się plyty i rury azbestowe. Kartony azbestowe sa stosowane w grzejnikach elektrycznych jako izolacja elektrycznai cieplna oraz w stycznikach jako przegrody łukoodporne. Plyty i rury azbestowe stosuje się na przegrodu lukoodporne w celkach na rozdzielczych i wylacznikach powietrznych.

Budowa polimerów. Polimeryzacja addycyjne,kondensacyjne, kopolimeryzacja.

Polimery - związki, których czasteczki skladaja sie z bardzo wielu mniejszych, powtarzajacych sie ugrupowan atomowych, merów. Istnieja polimery naturalne (np. bialka, celuloza, kauczuk)i syntetyczne. Ze wzgledu na ogólna strukture i warunki przetwórstwa rozroznia sie polimery lancuchowe, które topi sie w wyzszych temperaturach i sa rozpuszczalne w odpowiednich rozpuszczalnikach (termoplasty), które pod wplywem odpowiednio wysokiej temperatury albo odczynników chemicznych ulegaja usieciowaniu i staja sie tworzywami nietopliwymi i nierozpuszczalnymi.

Polimeryzacja, reakcja chemiczna monomerów prowadząca do powstania polimerów. Podczas polimeryzacji następuje rozerwanie wiązań podwójnych, potrójnych albo otwarcie pierścienia (często heterocyklicznego). Szybkość polimeryzacji uzależniona jest od temperatury, ciśnienia, ilości i rodzaju inicjatora lub katalizatora. W reakcji polimeryzacji można wyróżnić trzy etapy: inicjacje reakcji, propagacje i terminacje (zakończenie). Rozróżnia się polimeryzację addycyjną - polega na łączeniu się monomerów (wskutek otwarcia pierścienia), bez wysycania wiązań podwójnych i polimeryzację kondensacyjną (polikondensacja). Podczas polimeryzacji addycyjnej łączenie się monomerów ma charakter reakcji łańcuchowej, która przebiega bez wydzielenia małocząsteczkowych produktów ubocznych. Polikondensacja, reakcja grup funkcyjnych monomerów, która przebiega z wydzieleniem makrocząsteczki (polimeru) oraz innych małych cząsteczek będących produktami ubocznymi (np. wody, amoniaku, chlorowodoru). Wzrost powstającego łańcucha makrocząsteczki odbywa się stopniowo. Podczas homopolikondensacji reagują z sobą cząsteczki jednego monomeru (np. polikondensacja aminokwasu), podczas heteropolikondensacji dochodzi do reakcji między różnymi monomerami (np. polikondensacja diamin z kwasami dikarboksylowymi). Reakcja polikondensacji znalazła zastosowanie przy otrzymywaniu m.in. poliamidów i żywic poliestrowych. Polimer addycyjny (poliaddukt) jest produktem poliaddycji (polimeryzacja), polimer kondensacyjny (polikondensat) jest produktem polikondensacji. Do polimerów kondensacyjnych należą m.in. poliestry, poliamidy, żywice fenolowo-formaldehydowe i mocznikowo-formaldehydowe, fenoplasty i aminoplasty. Polimery ataktyczne mają nieregularną strukturę. W stereoregularnych polimerach izotaktycznych podstawniki są rozmieszczone po tej samej stronie płaszczyzny łańcucha. Polimery syndiotaktyczne (również stereoregularne) mają podstawniki regularnie rozmieszczone po obu stronach łańcucha.
Niektóre polimery odznaczają się dużą odpornością mechaniczną, termiczną, chemiczną, ponadto posiadają własności termoizolacyjne, są izolatorami elektrycznymi, łatwo poddają się obróbce, są lekkie i tanie w produkcji.
Z polimerów produkowane są: przedmioty codziennego użytku, folie przemysłowe, obwody drukowane, wyłączniki membranowe, materiały izolacyjne, sprzęt sportowy (np. deski surfingowe, narty) i medyczny (np. strzykawki), meble ogrodowe, uszczelki, kleje, lakiery, części samochodów, samolotów, statków kosmicznych, wykładziny, zawory, elementy aparatów i sprzętu audio-wideo, mikrochipy, instrumenty optyczne, płyty kompaktowe, odzież i liny.
Polimery mogą służyć jako rozpuszczalniki w stałych elektrolitach. Z polimerów biodegradowalnych (np. homo- i kopolimery kwasu poliasparaginowego, polimery hydroksymaślanu i hydroksywalerianianu) wytwarza się opakowania do środków kosmetycznych, żywice do uzdatniania wody i produkcji detergentów.
Polimery mogą służyć także jako katalizatory reakcji fotochemicznych, np. tzw. polielektrolity antenowe używane w procesach degradacji organicznych zanieczyszczeń środowiska (tworzywa sztuczne). Kopolimeryzacja - polimeryzacja z udziałem co najmniej dwóch różnych monomerów, która prowadzi do otrzymania kopolimerów. W zależności od wzajemnej reaktywności względnej monomerów reakcja ta prowadzi do otrzymania polimerów o różnym składzie i dystrybucji merów w końcowym polimerze.

---