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
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