Файл: Базарова Ф.Ф. Органические и неорганические полимеры в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.06.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

листирол; для ненагруженных деталей, предназначенных для работы в диапазоне С В Ч или в узлах трения, в аг­ рессивных средах и в широком диапазоне рабочих тем­ ператур целесообразнее использовать фторопласт-4, не­ смотря на его высокую стоимость.

При необходимости изготовления высокостабильных несущих элементов конструкции (печатных плат, карка ­ сов катушек индуктивности и т. д.) из ВЧ пластиков мы неизбежно сталкиваемся с непреодолимыми технологи­ ческими трудностями, которые обусловлены:

повышенной усадкой пластиков в процессе пере­ работки;

явлением ползучести;

в сотни раз более высоким щ пластиков по сравне­

нию

с

щ неорганических

полимеров (табл. 2.1).

 

В последние годы свойства высокочастотных пласти­

ков значительно улучшены путем модифицирования

кау-

чуками

и

другими соединениями, армирования стекло­

волокном,

структурирования, стабилизации,

использова­

ния

при

переработке

специальных технологических

приемов.

В связи с этим

можно отметить,

что для

к а ж ­

дого полимерного материала существуют свои специфи­ ческие методы, с помощью которых совершенствуют его свойства.

Полистирол блочный (ГОСТ 9440—68) наряду с хо­ рошими диэлектрическими свойствами характеризуется большой твердостью, аморфностью, прозрачностью и бесцветностью. Однако при неблагоприятных условиях при литье под давлением материал может приобрести нежелательную ' ориентацию по направлению течения, а при быстром охлаждении детален из блочного поли­ стирола в них могут возникать внутренние напряжения . Эти обстоятельства могут стать причиной анизотропии свойств материала и повышенной склонности деталей к растрескиванию при механической обработке, под влия­ нием активных растворителей или при неравномерных механических нагрузках. Эти недостатки могут быть устранены путем доработки технологического процесса:

увеличением диаметра литника;

изменением направления течения материала в лить­ евой форме;

использованием метода литья в предварительно

подогретые до 80 °С ф о р м ы с последующим медленным их охлаждением;

46


— специальной термообработкой деталей, способст­ вующей устранению в них внутренних напряжений и т. д.

При необходимости получения деталей с повышенной ударопрочностыо используют сополимеры полистирола:

с акрилонитрилом — сополимер СН;

с метнлметакрилатом — сополимер МС ;

с акрилонитрилом и бутадиеном — сополимер A B C ;

— с каучуками — ударопрочные сополимеры У П П ;

— с

а-метилстиролом — сополимер САМ и

другие

или армируют полистирол

стекловолокном [3, 24, 26].

Д л я

использования в

технике СВЧ на основе

поли­

стирола созданы композиции ПТ и СТ. В качестве свя­

зующего в них применены эмульсионный

полистирол

и

сополимер САМ М Р Т У 6 №

828—61, а в качестве на­

п о л н и т е л я — порошкообразная

двуокись

титана.

В а ж ­

нейшие свойства

композиций

П Т приведены в табл . 2.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2.3

 

 

 

 

Свойства композиций ПТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка

композиции

 

 

 

 

Свойства

 

 

ПТ-1

ПТ-2

п -3

ПТ-4

ПТ-5

 

 

 

 

 

Теплостойкость по Мар-

80

so

S5

90

95

теису,

°С

 

 

 

 

 

 

 

 

Предел

прочности,

 

 

 

 

 

 

 

 

МН/м2 :

 

 

34,5

32

28

24

18

 

при

растяжении

 

 

при сжатии

и

[ =

100

100

100

ПО

ПО

е при Г = 20°С

2,84

5,0

7,0

10,0

1G.0

 

=

10'° Гц

 

 

 

0,0009

0,0009

0,0009

0,0013

tg 5 при Т = 2 0 °С

и / =

0,0007

=

1010

Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

Я„р

при Г = 2 0 °С

и

f =

40

30

20

15

 

10

=50 Гц, МВ/м

Они предназначены дл я изготовления печатных плат, полоскозых линий передач, различных радиотехнических деталей. Композиции ПТ и СТ обладают достаточно вы­ сокой стабильностью геометрических параметров, имеют нормированные значения диэлектрической проницаемо­ сти, м а л ы е диэлектрические потери на высоких частотах (tg 5 — 0,001). Композиции СТ допускают эксплуатацию при температурах до 100°С, но характеризуются более высоким влагопоглощением.

47


Сополимер ABC обладает повышенной ударопрочностыо, стабильными геометрическими параметрами, имеет красивый внешний вид, обеспечивает хорошее вос­ произведение звука, что делает его перспективным для изготовления корпусов звуковоспроизводящих приборов, аппаратов и устройств.

Интересны т а к ж е сополимеры стирола с бутадиеном. Их выпускают в виде прозрачных жидких смол, пригод­ ных для использования в качестве связующего для стек­ лопластиков, пропиточных и заливочных компаундов, лаков, эмалей п т. д. Они способны отверждаться с об­ разованием пространственных структур, д л я которых ха­ рактерна повышенная теплостойкость. Высокие диэлек­

трические свойства, присущие

полистиролу, сохраняются

и после отверждения таких сополимеров.

Фторопласт-4 *) относится

к числу термостойких пла­

стиков. Его температура

плавления — 327°С, температу­

ра разложения — 415 °С.

Д л я

него характерна высокая

степень кристалличности

и равномерная мелкокристал­

лическая структура. При нагревании выше температуры плавления фторопласт-4 переходит в аморфное состоя­

ние,

при

медленном охлаждении — снова

кристалли­

зуется. Н и з к а я

технологичность фторопласта-4

объяс­

няется

его

неспособностью

переходить

в

вязкотекучее

состояние

д а ж е

при температуре .выше

415°С, когда он

полностью

деструктирует

(заметная деструкция

начи­

нается при температурах выше 350 °С) .

П р и дозах радиации порядка 107 —108 рад свойства деталей из фторопласта-4 существенно ухудшаются . Это обусловлено тем, что радиация способствует отщеплению атомов фтора и углеродная цепь в этих местах подвер­ гается окисляющему действию кислорода. В инертной атмосфере и в вакууме радиационная стойкость фторо­ пласта-4 значительно выше. В узлах трения фгоро- пласт-4 может работать без смазки при повышенных и низких температурах . Сильные окислители, в том числе азотная кислота и смесь азотной и соляной кислот («царская водка»), на него не оказывают вредного воз­ действия.

Отрицательным качеством фторопласта-4 является его хладотекучесть, т. е. повышенная склонность к де­

формации

под нагрузкой д а ж е при

невысоких темпера­

турах, при

нагреве она усиливается

(рис. 2.3).

*> В США — тефлон, в Англии — флуон.

48


П ри конструктивных

расчетах деформацию изделий

из фторопласта - 4 м о ж н о

определить по формуле

где \i — деформация за 1. суток, %; y i — д е ф о р м а ц и я за

1 сутки,

%; а — коэффициент, зависящий от

температу­

ры

и от нагрузки;

если

она превышает

40%' от

предела

текучести, он изменяется

в пределах

от 0,03

до

0,055

[14,23].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р,МН/мг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4-0

О

 

40

80 Т°С

 

 

 

Рис. 2.3. Изменение прочностных свойств фторопласта-<1 под

 

 

 

ьлияннем

температуры.

 

 

 

 

 

Модификация фторопласта - 4 направлена на повыше­

ние

его технологичности,

уменьшение

ползучести,

повы­

шение

радиационной

стойкости.

Известны

сополимеры

фторопласта с гексафторпропиленом, о б л а д а ю щ и е хоро­ шей текучестью в расплаве, что дает возможность полу­ чать на их основе детали методами пластической дефор­ мации.

На основе модифицированного фторопласта - 4Д, имеющего шарообразную форму частиц (0,1—0,3 мкм) , получают стабильные эмульсии и пасты, пригодные для нанесения покрытий и дл я экструзии. Методом экстру­ зии из фторопласта - 4Д получают трубы, стержни, плен­ ки, наносят изоляцию на монтажные прозода.

Армирование фторопласта стекловолокном, асбестом, металлическими волокнами значительно расширяет воз­ можные области применения этого материала . Не следу­ ет забывать, что при высокотемпературной обработке деталей (под влиянием электрической дуги, нагретого ж а л а паяльника) в результате деструкции фторопласта-4

4—358

49