Werkstoffe der Elektrotechnik

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

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

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

L-

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

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

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

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

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

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

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