История электротехники

Несмотря на то что силикатная (традиционная) керамика составляет наибольший объем выпускаемых керамических изделий и материалов, в последнее время разрабатываются разнообразные типы новых керамических материалов, которые обладают уникальными свойствами. Такие материалы разработаны либо для применения при очень высоких температурах и при этом обладают большой механической прочностью, высокими значениями электрического сопротивления и химической стойкостью, либо при исследовании материалов, когда открываются новые свойства, которые позволяют создавать принципиально новые устройства или существенно улучшить параметры существующих (например, открытие варисторного и позисторного эффектов, высокотемпературной сверхпроводимости и гигантского магнитного сопротивления в оксидных перовскитовых структурах).

В последние 50 лет было создано много новых керамических материалов [10.8–10.13]:

керамика чистых оксидов для специальных электротехнических или огнеупорных изделий характеризуется высокими значениями ряда свойств и стабильностью; ее изготовляют чаще всего на основе корунда Аl₂O₃, диоксида циркония ZrO₂, оксида магния (MgO), шпинели MgAl₂O₄ и форстерита Mg₂SiO₄;

ядерное топливо на основе использования диоксида урана UO₂, который сохраняет свои свойства при длительном использовании в ядерных реакторах;

магнитная керамика, уникальные электрические свойства которой позволяют использовать ее в высокочастотной радиоэлектронике;

монокристаллы разнообразных материалов, которые используются в настоящее время в различных областях техники. В качестве примера можно привести монокристаллы сапфира, выращиваемые из расплава, и крупные кристаллы кварца, выращиваемые в гидротермальных условиях;

металлокерамика, играющая большую роль в машиностроении; представителями этой группы материалов являются различные карбиды на металлической связке, а также смеси хромосодержащих сплавов с оксидом алюминия;

сегнетоэлектрическая керамика на основе титана бария, открытого в 1944 г. Б.М. Вулом (СССР), которая имеет высокую диэлектрическую постоянную и может служить активной и пассивной средой во многих электротехнических приборах и устройствах;

бессиликатные стекла, которые имеют особое применение благодаря прозрачности в инфракрасной части спектра;

ситаллы, технология которых является достаточно новой и заключается в формовании изделий из стекла с последующей термообработкой, обеспечивающей протекание процессов образования центров кристаллизации и контролируемого роста кристаллов с получением однородного тонкозернистого стеклокристалличес-кого материала.

Кроме того, в настоящее время производят и используют большое количество других новых керамических материалов, не известных 10 или 20 лет назад. С этой точки зрения керамическая промышленность является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей индустрии, продукция которой постоянно совершенствуется. Необходимость в новых керамических материалах обусловливается постоянными потребностями в создании более совершенных и новых изделий.

Быстрое развитие электротехнической и радиотехнической промышленности требует роста производства, электротехнической керамики и высококачественных изоляторов.

Основными материалами для изготовления изоляторов являются керамические материалы, среди которых ведущее место занимает фарфор [10.13–10.19]. В России этот замечательный материал был создан Д.И. Виноградовым, современником М.В. Ломоносова. В результате многочисленных исследований. Д.И. Виноградов получил первые образцы отечественного фарфора (порцелина) [10.20] и основал первый фарфоровый завод в России «Порцелиновая мануфактура» в 1744 г. До нас дошли 23 рецепта фарфоровых масс и 10 рецептов глазурей, разработанных Д.И. Виноградовым, которого по праву можно считать основоположником производства русского фарфора [10.14, 10.20, 10.24].

В России до 1917 г. изоляторная промышленность как самостоятельная отрасль не существовала. Электротехнические изделия из фарфора — телефонные и телеграфные изоляторы, ролики, розетки и другие изделия — изготовлялись на заводах, основной продукцией которых являлась фарфоровая посуда. Это заводы в Санкт-Петербурге, Я. Эссена в Риге, Славянске, Бердникова в Житомирской области и др. Исключение составлял завод С.П. Чоколова (ныне завод «Изолятор»), основанный в 1894 г. под Москвой и специализировавшийся на выпуске электротехнических изделий из фарфора. Эти заводы выпускали преимущественно электротехнический фарфор для установок низкого напряжения.