Что такое эбонит? Описание, характеристики, свойства и применение материала

Каждый из нас, из школьного урока по физике, помнит опыт, когда шёлковой ветошью натирали эбонитовую палочку, потом подносили ее к бумаге и она притягивалась. На самом деле это не единственное важное свойство эбонита, поскольку в современной промышленности он применяется на самых разных этапах производства.

Все современные аккумуляторы, конденсаторы, прочие радиодетали, используются в электроустановках с обязательным применением эбонита. Он также применим в декоративных целях, при производстве украшений и в качестве элементов корпусов.

Все это связано с доступностью сырья, удобством в обработке и других особенностях. Предлагаем подробнее поговорить об этом материале, узнать область его применения, оценить преимущества и другие важные моменты.

Что это такое?

Для нас эбонит – это трубка темного цвета, твердая на ощупь. Реже, речь идет о пластинах, поскольку рядовой обыватель встречается с ними нечасто, поскольку они скрыты в корпусе. По сути, именно трубчатым его и делают, поскольку трубка легко поддается обработке, что позволяет вытачивать из нее детали различной формы, применяемые на производстве.

Материал не эластичен при комнатной температуре, поэтому его легко сломать при надавливании на поверхность. В конструкции эбонита находится порядка 30 процентов серы. Применение эбонита повсеместно. Это всевозможные элементы конструкционных деталей, диэлектрические элементы, а также элементы аккумуляторных узлов. Говоря об аккумуляторах, речь идет именно о щелочных элементах питания.

Нередко производят на основе эбонита украшения, где в основу выбора этого материала входит твердость породы на основе каучука, а также яркий насыщенный цвет. При этом материал нисколько не токсичен и не выделяет радиации, что совершенно безопасно для людей во всех применениях эбонита.

Основные виды

Разновидность эбонита кроется в его конструктивных особенностях. Например, чаще всего эбонит выпускается в вытянутой форме, в виде трубок и стержней, что удобно применять в качестве заготовок для производства изделий с областью применения в электротехнике. Верхний ценовой диапазон занимает очищенная форма, которая состоит только из серы и каучука, в соотношении 35 на 65.

Неочищенный эбонит включает в свой состав сажу, которая придает насыщенный черный цвет. Содержание сажи обычно не превышает 5 процентов. Превышая предел сажи в составе, производитель экономит на стоимости и снижает диэлектрические свойства.

По форме, можно выделить следующие разновидности:

• Пластина. Эти типы изделий поставляются под специфичное производство, а именно для батарей и аккумуляторов. Именно здесь важно разделить полярность. Изготовленная пластина устанавливается на положительно заряженный полюс аккумулятора.

• Листовой материал. В основе этих изделий может лежать как натуральный, так и синтетический каучук. Из листов производят корпуса баков, предназначенных для аккумуляторов и сдерживания химически агрессивных сред.

• Стержень. Эта форма самая привычная. Мы с детства, с уроков физики, помним палочки, которые электризовали о шерсть или волосы, после чего наблюдали прилипание листов бумаги. Стержень прост в обработке, удобен в качестве заготовки для дальнейшего производства. Единственный минус – хрупкость.

Технические характеристики

Одним из критических свойств эбонита является хрупкость. Небольшое падение может привести к полному или частичному разрушению формы. Поэтому на этапе производства изделий из этого сырья, нужно быть осторожным.

Способ обработки почти всегда механический, но в зависимости от задачи, эбонит может нагреваться или обрабатываться холодным. Температурный нагрев может быть разным, например, при величине в 60-80 градусов по Цельсию сырье размягчается, что позволяет придавать ему различную форму.

Материал гигроскопичен, поэтому не боится воды, но достаточно критично относится к солнечному излучению. Последнее приводит к окислению, что в свою очередь, разрушает изделие. В зависимости от концентрации серы, изделие может быть черного цвета или иметь сероватый оттенок.

К техническим характеристикам можно отнести диэлектрические свойства, что определяет важнейшую степень защиты от поражения током. Стойкость к воздействию кислот определяет то, что эбонит применяется для производства аккумуляторов и батареек. Он служит в качестве диэлектрика между пластинами конденсаторов.

Несмотря на то, что материал не впитывает влагу на воздухе, он критично относится к воздействию нефтепродуктов, например, таких как масло и бензин. Он набухает в нефтепродуктах. Аналогичное влияние оказывает сероуглерод. Эбонит и резина схожи по плотности.

Окисление – вот еще одно из свойств материала. На практике, это происходит под действием ультрафиолета. При этом материал светлеет, после чего приобретает зеленоватый оттенок. Практика показывает, что при окислении на 5-10 процентов снижаются диэлектрические свойства эбонита.

Состав

Основным элементом в составе является сера. Ее массовая доля в единице изделия составляет не менее 30 процентов. За счет серы изделие не плавится, претерпевая температуру до 300 градусов. Для насыщения материала черным цветом в состав добавляют сажу, в процентном соотношении к общей массе не более 5 процентов. С добавлением серы изделие получается неочищенным.

Больше половины в составе эбонита это каучук. Благодаря ему, сырье называют твердой резиной, что работает в сочетании с серой. Каучук может быть натуральный, образованный в процессе вулканизации серы, а также синтетический. Зачастую, свойства двух типов сырья не отличаются друг от друга.

Уникальный, но в  то же время простой состав, позволяет легко обрабатывать сырье. Посудите сами, ведь в продаже есть не только музыкальный инструмент с применение эбонита, такой как флейта, кларнет и другие, но и всевозможные браслеты, четки и бусы.

Применение

Область применения эбонита довольно большая. Основное направление – это диэлектрик. Под диэлектриком понимается вещество, которое не проводит через себя электрический ток. Именно за это свойство сырье выбирают в качестве основного для разделения полей батарей, аккумуляторов и прочих энергетических емкостей.

Говоря о последнем, не стоит забывать о еще одном свойстве. Речь идет о химической устойчивости, благодаря чему электролит, энергоэффективные кислоты, а также другие вещества нестрашны для эбонита. Он подвергается только воздействию нефтепродуктов, которые не применяются на этапе производства.

Твердость материала, которая приравнивается к прочности слоновой кости, позволяет применять изделия из него на этапе производства электротехнических установок. Главная особенность заключается в том, что положительная температура важна для эксплуатации. При отрицательной температуре проявляется такое свойство, как хрупкость, что может привести к выходу детали из строя.

Таким образом, можно сделать заключение, что эбонит применяется в сфере производства сувениров, в медицинской сфере деятельности, а также в радиотехнике и промышленности. Этому способствует безграничная возможность обработки, что касается палочек и листового материала. Со временем, благодаря активному внедрению пластмассы на рынок, эбонит стал менее актуален.

Плюсы и минусы

Предлагаем разобраться в том, какие положительные моменты кроятся в этом изделии:

• Гигроскопичность. Это свойство позволяет применять изделия на основе эбонита на открытом воздухе, не опасаясь за ослабление свойств от воздействия влаги. Диэлектрические свойства, которые востребованы больше других, не ослабнут ни при каких условиях.
• Простота в обработке. Это положительное свойство позволяет придавать эбонитовым деталям самые разные формы. Не так давно из них вырезали элементы украшения, изготавливали ручки для ножей и ручки к столовым приборам. Современная возможность фрезеровки и лазерной обработки позволяет наносить графику и текст на поверхность обработки.

Материал легко поддается шлифовке. Допустима как механическая, так и ручная обработка. При этом последнее занимает больше времени, но в малых объемах производства имеет место быть, как и на этапах подгонки формы.

• Не воздействует на другие, окружающие материалы. Это свойство позволяет не изменить плотность химически активных сред, а также вкусовые качества. Например, из эбонита производят основания курительных трубок. При этом даже при прямом соприкосновении со слизистой человека, материал нисколько не вредит здоровью и не портит вкусовые качества.
• Большая область применения. Вы сами видели, сколько вариаций возможно на основании этого продукта. Причем это касается не только форм, но и цвета, особенностей эксплуатации, типа заготовок и других особенностей.

При этом область применения еще и основана на доступности в плане цены. Последнее касается только заготовок, поскольку то, что уже обработано производителем, включая украшения, мундштук, элементы декора и другие вещи, стоят недешево.

• Не горит. Поджечь заготовку невозможно, что как минимум гарантирует то, что эбонит диэлектрик не станет причиной возгорания электрооборудования. Но, именно нагрев является важным этапом обработки, поскольку он позволяет придавать изделиям различные формы, вплоть до того, что загибать в круг.

Важно, что температуру обработки можно поднимать ступенчато, начиная от 70 градусов для небольшой деформации и заканчивая 300 градусами по Цельсию, для полного расплавления в вязкое вещество.

Недостатков почти нет. Разве что, специалисты при обработке выделяют хрупкость материала. А именно, не стоит ронять эбонитовые изделия, подвергать излишнему трению и ударам. Свойства хрупкости усиливаются при отрицательных температурах, что важно в электротехнических установках. Поэтому в последнем случае, эбонит применяется всегда в корпусе, чтобы защитить его от случайного падения.

Именно из-за того, что уже при температуре более 60 градусов по Цельсию, эбонит размягчается, от него отказываются, заменяя на пластмассу. При этом диапазон рабочих температур не всегда положительный. Напротив, производитель заявляет о возможности применять от -50 до +50 градусов. Напомним, что полностью плавится изделие только при температуре в +300 градусов в парафине.

Если диэлектрические свойства важны, следует обязательно защитить диэлектрик корпусом, поскольку иначе он потеряет свои свойства. Там где это неважно, например, в украшениях и декоративных изделиях, производитель или изначально придает сырью зеленоватый оттенок, чтобы избежать выцветания, либо добавляет в состав сажу, что повышает черный пигмент. Зеленоватый эбонит на фото, как и в жизни, выглядит привлекательно.

Цена

Цена зависит от региона продаж, особенностей обработки, назначения и качества изделия. Наиболее востребованы товары, которые выпущены по ГОСТ 2748-77. Толщина подобных изделий может варьироваться от 0,8 мм, по спецзаказу бывает и меньше. Более этого размера толщины производят изделия  шагом 2 и 5 мм, соответственно. Например, 14, 16, …. 45 и более миллиметров толщины.

Купить эбонит листовой можно на вес, а также по размерам, что особенно актуально в случае с пластинами. В среднем, лист, размером в 0,5 на 1 метр, толщиной в 20 мм, обойдется 600-650 рублей. Будьте осторожны при транспортировке, поскольку даже при толщине в 20 и более мм, материал остается хрупким.

Изделия в стержнях продаются упаковками и поштучно. В среднем, цена одного стержня обойдется порядка 200 рублей, при диаметре 8-10 мм изделия. Обращайте внимание на тип используемого каучука, поскольку для подобных стержней в указанном ценовом диапазоне, применяется синтетический материал.

В заключение

Завершая материал, хотелось бы еще раз обратить внимание читателя на уникальность свойств и характеристик. Да, в продаже есть пластмасса и другие виды материалов, которые где-то превосходят эбонит по свойствам, но эстетика, внешнее превосходство и натуральность изделий они не смогут превзойти.

И доказательством этому является многовековая обработка материала, поскольку украшения и элементы декора, части музыкальных инструментов и другой конструктив, делали 100 и даже 200 лет назад, с применением доступного сырья.

В продаже сегодня есть стекло эбонит, батареи и аккумуляторы, элементы защиты химически активных сред, а также другие вещи, которые уже давно заняли свою нишу в промышленности. Их эксплуатация оправдана там, где температура воздействия на поверхность не превышает значения в 70 градусов.

Покупая заготовки, следите за тем, сделаны ли они по ГОСТ или выполнены на основе технических условий. Первое гарантирует точный состав эбонита, где идеально подобрана сера и каучук, сажа, если необходима.

В случае с ТУ, товары могут стоить дешевле, но по качеству будут хуже, поскольку могут быть разногласия в процентном соотношении массовых долей состава. Обращайте внимание на толщину заготовки, ее размеры и форму. Изучайте состав и планируйте собственные изделия на основании физико-технических свойств продукта.