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
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]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<Ьр,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 |