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: 138

Скачиваний: 0

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

Улучшение свойств б р г а ш ч ё с к й х стёкол Достигается их одноосной или многоосной ориентацией, которая спо­ собствует получению более плотной структуры, устране­ нию внутренних напряжений, что положительно сказы­ вается на свойствах: повышается твердость, теплостой­ кость, морозостойкость, снижается чувствительность к концентраторам напряжений, более чем в 2 раза увели­

чиваются статическая прочность и долговечность

детален

из

органических

стекол.

 

 

 

 

П р и ударных нагрузках в ориентированных

стеклах

происходят

локальные разрушения,

неориентированные

ж е

стекла

р а з р у ш а ю т с я в таких

условиях

полностью

[14,

23].

 

 

 

 

 

 

Ориентация

осуществляется

путем

вытягивания

разогретого листового материала в одном или несколь­ ких направлениях . Влияние степени ориентации на проч­

ностные свойства

органических

стекол иллюстрирует

рис. 2.4.

 

 

 

Полиамиды

по

внешнему виду

представляют собой

твердые роговидные продукты от белого до светлокрем-

ниевого цвета. В радиотехнике они находят

широкое

применение,

что обусловлено

их технологичностью, до­

статочно

хорошими

прочностными,

электроизоляцион­

ными и

антифрикционными

свойствами,

устойчивостью

к м а с л а м ,

ж и р а м ,

бензину,

щелочам,

углеводородам

[14, 23].

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

РЭ А представляют интерес полиамиды

марок:

П-68 ГОСТ 10589—63; АК-7 М Р Т У 6-05-1248-69;

П - 6 В Т У

П-225-66; П-10 ТУ Н И И П М

П-419-65

и

т. д.

[23]. Их

поставляют

в виде

гранул,

блоков,

пленок,

волокон,

труб.

 

 

 

 

 

 

 

Полиамиды применяют преимущественно в качестве конструкционного материала, способного поглощать и гасить вибрации, в ы д е р ж и в а ю щ е г о большие нагрузки (при повышении нагрузки коэффициент трения полиа­ мидов уменьшается), обладающего высокой износостой­ костью, т. е. при изготовлении подшипников скольжения, зубчатых колес, уплотнений, шайб, прокладок, мелких деталей. Однако пониженная стойкость к атмосферным воздействиям, значительное (до 11%) влагопоглощение, обуславливающее сильную зависимость сзойств полиа­

мидов

от содержания в них воды,

низкая теплопровод­

ность

[14] ограничивают область

применения полиами­

дов.

 

 

55


Поликарбонаты*) сочетают высокую ударопрочпоеть, прозрачность с хорошей теплостойкостью, морозостой­ костью, малым влагопоглощением и высокой стабиль­ ностью геометрических параметров, электрических и

прочностных

свойств, что

дает

возможность

использо­

вать их в качестве конструкционных

(марка «К»)

и элек­

троизоляционных

(марка

«Э»

по

ТУ П7-66)

материалов

в диапазоне

температур

от

—100

до + 1 4 0 ° С

[14,

23].

Поликарбонаты

по отношению к

пламени являются

cd-

мозатухающими материалами . К действию слабых кис­

лот, масел, бензина,

окислителей устойчивы, в

хлорсо-

д е р ж а щ и х

углеводородах — растворимы.

 

Из поликарбоната

дифлон изготавливают

каркасы

катушек,

переключатели, разъемы, защитные

экраны,

детали и корпусы измерительных приборов, индикатор­ ных ламп, кронштейны, шестерни, кулачкозые механиз­ мы, болты, гайки, заклепки и т. д.

Поликарбонаты можно окрашивать, металлизировать, наполнять неорганическими полимерами, перерабаты ­ вать методами литья под давлением, экструзией, выду­

ванием,

сверлением,

фрезерованием,

штампованием

и т. д.

 

 

 

 

 

 

Полиэтилентерефталат

в С С С Р

выпускается под на­

званием

«лавсан», за

рубежом

известен как

«майлар»

или «терелен». В соответствии

с МРТУ6-06-146-68 выпу­

скается

смола лавсан,

я в л я ю щ а я с я

сырьем

д л я произ­

водства

волокон, тканей, пленок. Д л я

них характерны

высокая прочность, износостойкость, широкий интервал рабочих температур, хорошие электроизоляционные свой­ ства (табл. 2.4) [24].

Фенилон

является ароматическим полиамидом. При

температурах

до

300 °С имеет аморфную структуру, за­

тем размягчается

и в интервале температур 340—360°С

быстро кристаллизуется, плавится при температуре 430 °С. По теплостойкости, химической стойкости, радиационной

стойкости

и

антифрикционным

свойствам значительно

превосходит

обычные

полиамиды .

 

 

 

Д е т а л и

из фенилона

(платы,

подшипники,

корпусы

микровыключателей

и др . ), а т а к ж е

волокна,

бумаги,

ткани и покровные лаки допускают длительную

эксплуа­

тацию при температурах до 250°С в жестких

климати­

ческих

условиях.

 

 

 

 

 

*) В

СССР дифлои,

в

США лексан,

в ФРГ — макролон,

в Японии пенлайт.

56


П е р е р а б о т ка фепилона связана с большим» техноло­ гическими трудностями. Д е т а л и из пего можно получить прямым двусторонним прессованием при высоких тем­ пературах, длительной выдержке под давлением с по­ следующим охлаждением деталей в форме под давле­ нием до температуры около 230С С .

Мономеры перспективны для изготовления сложных прозрачных детален с повышенной ударопрочностыо, из­ носостойкостью, морозостойкостью, теплостойкостью, стойкостью к коронным р а з р я д а м , высокой паро- и газо­ непроницаемостью. Их получают при взаимодействии этилена, пропилена с дикарбоновыми кислотами и ча­ стичной нейтрализации таких продуктов солями кислот различных металлов .

Мономеры наряду

с органическими

звеньями

содер­

ж а т неорганические

звенья, которые

объединены

кова-

леитными связями. М е ж д у молекулами образуются ион­ ные связи, при нагреве они нарушаются и материал при­ обретает необходимую для переработки пластичность.

Иономеры имеют высокую адгезию ко многим мате­ риалам, перерабатываются методами литья под давле ­

нием и экструзией,

у с а д к а ' п р и

этом не превышает

0,3%'.

По ударопрочное™

иономеры

превосходят в 5—10

раз

все известные прозрачные термопласты. На их основе получают прозрачные пленки, волокна, эмалевую изоля­ цию проводов.

Полиарилаты относятся к термостойким ароматиче­ ским полиэфира?.!, дл я которых характерны высокие прочностные и диэлектрические свойства в интервале температур от —100 до +'250°С-е-300 °С. На диэлектри­ ческие свойства полнарилатов практически не оказывают

влияния

длительные

воздействия температуры 250 °С

(5 000 ч), ультрафиолетового

излучения

(до 800 ч), иони­

зирующих

излучений

до доз

1000 М р а д .

Промышленно ­

стью выпускаются полиарилаты следующих марок: Д - 3

ТУ Н И И П М №

П-467-68; Д-4 ТУ Н И И П М

П-436-65;

Ф-2 ТУ И Н Э О С

и Н И И П М № 02-65.

 

 

П о л и а р и л а т ы относятся к самозатухающим

материа­

лам, по

стабильности

прочностных

и диэлектрических

свойств

значительно

превосходят

многие

термопласты.

Деструкция начинается при температурах не ниже 400— 450 °С"[4].

Переработка полиарилатов связана с большими тех­ нологическими трудностями, которые обусловлены узким

57


т е м п е р а т у р н ым интервалом перехода в вязкотекучее со­ стояние, близким к температуре деструкции, и высокой вязкостью расплава .

2.3.Стекла и ситаллы

Стекла получают при быстром охлаждении расплавов стеклообразующих и других окислов: Si0 2 ; В , 0 3 ; СаО;

РЬО; А Ш 3 ; ZnO; В а О и т. д.

Сырьем для производства стекол с л у ж а т кварцевый песок, поташ, бура, сурик, доломит, известняк и другие

природные

минералы. Их очищают, тщательно

измель­

чают и смешивают

в строго заданных технологическим

процессом

весовых

соотношениях. Р а с п л а в такой

смеси,

из которого удалены летучие

компоненты,

называют

стекломассой.

И з

стекломассы

методами

выдувания,

литья, экструзии, прессования получают различные стеклоизделия — изоляторы, баллоны, установочные детали, детали остекления, пленки, чешуйки, волокна, покрытия.

В зависимости от состава свойства стекол могут из­ меняться в широких пределах. Большое влияние па свой­

ства

стекол

оказывает режим

тепловой обработки [11,

15]. В большинстве случаев изделия

из стекол

прозрач­

ны,

хрупки,

хорошо работают

на

сжатие

( а С ж =

600—

2100 М Н / м 2 )

н значительно хуже

на

растяжение

( о Р =

= 10—60 М Н / м 2 ) . Они смачиваются

водой,

в

некоторых

случаях могут частично в ней растворяться; хорошо про­ тивостоят воздействию щелочен и кислот, за исключени­ ем плавиковой кислоты, в которой они растворяются.

Электрические параметры стекол могут изменяться в широких пределах в зависимости от химического со­

става

и структуры (табл. 2.5).

 

 

Кварцевое стекло ( ~ 100% SiCb) обладает самой вы­

сокой

тугоплавкостью — 1700°С, самой большой

механи­

ческой

прочностью

(сгсж до

2100 М Н / м 2 ,

< т р до

60 М Н / м 2 , Суд до

1,1 к Д ж / м 2 ) ,

гидролитической стой­

костью, наилучшими электроизоляционными и оптически­ ми свойствами. Диэлектрические потери в нем минималь­

ны и практически не зависят от температуры и

частоты.

И з д е л и я

из кварцевого стекла не растрескиваются

д а ж е

в случае,

если их нагреть докрасна и погрузить

в

ледя ­

ную

воду. Это объясняется очень

низким температур­

ным

коэффициентом линейного

расширения

(гхг=5Х

Х Ю - 7

1/°С) кварцевого стекла. Эти достоинства

обусло-

58


вили широкое использование кварцевого стекла в полу­ проводниковых приборах, в производстве изоляторов, баллонов ламп УФ излучения и для других целей.

Т а б л и ц а 2.5

Свойства стекол

 

 

 

Щелочные

 

Щелочные стекла

Квар­

Cuoiic rna

Бесщелочньг:

с большим содер­

стекла

стекла

жанием тяжелых

цевое

 

 

 

 

 

окислов

стекло

Плотность

2,2—3,0

2,1—3,6

2,85—4,5

2,2

V - 10-3 , кг/м3

 

 

 

 

Температурный

2,6—9,0

0,5—2,0

2,0—3,0

0,5

коэффициент

 

 

 

 

линеиного

 

 

 

 

расширения

 

 

 

 

а,-10°, " С - 1

 

 

 

10'5

Удельное

объ­

10°— 101 0

10 й - 10 1 3

10»—10"

емное

 

сопро­

 

 

 

 

тивление при

 

 

 

 

200 °С,Ом-м

5,7—11,0

 

 

 

Диэлектриче­

4,2—7,5

3—13

3,2

ская

прони­

 

 

 

 

цаемость при

 

 

 

 

f=l МГц

 

 

 

 

Тангенс

 

угла

 

 

 

 

диэлектриче­

 

 

 

 

ских

потерь

 

 

 

 

при f—-1

МГц:

0,003—0,007

0,0004—0,001

0,0004—0,001

0.0003

при

 

20°С

при 200 °С

0,01—0,1

0,0004—0,001

0,0012—0,002

-

Однако существенное ограничение использования квар­

цевого

стекла в РЭ А обусловлено не

эксплуатацион­

ными,

а технологическими свойствами.

Д л я плавления

кварцевого песка, из которого получают кварцевое стекло, необходима высокая температура, что вынуждает созда­ вать специальное оборудование и дорогостоящие плавиль­ ные печи. Из - за большой вязкости стекломассы из кварце­ вого стекла не удается получить изделия сложной конфи­ гурации с точными габаритными размерами . Кроме того, в изделиях из кварцевых стекол, как правило, образу­ ются мелкие газовые включения и свили, что приводит к уменьшению электрической прочности до 2 0 — 3 5 М В / м .

Поэтому в состав стекол, кроме, кварцевого песка, нередко вводят различные модификаторы, повышающие технологичность стекол и, как правило, ухудшающие одновременно ценные качества кварцевого стекла. В ря-

59