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: 128
Скачиваний: 0
ко заменить металлостекляпный'корпус пластмассовым, но.и резко (т. е. более чем в 5 раз) уменьшить'стоимость транзисторов, диодов, интегральных схем за счет авто матизации и механизации процессов сборки и герметиза ции приборов.
Преимущества использования полимерных |
материа |
лов в конструкциях Р Э А реализуются лишь в |
том слу |
чае, если полимер правильно выбран, учтены его специ фические особенности, найдено оптимальное конструк тивно - технологическое решение узла или прибора, в котором будет применен полимерный материал . Немало важное значение имеют выбор метода переработки поли
мерного |
материала, совместимость его с другими мате |
р и а л а м и |
конструкции, качество разработки и исполнения |
технологической оснастки, строгое соблюдение техноло гических режимов и т. д.
2. С в о й с т в а и п р и м е н е н и е н е к о т о р ы х
по л и м е р о в
Вконструкциях Р Э А находят применение органиче ские и неорганические стекла, керамические и стеклокристаллические материалы, различные эластомеры, пле ночные и волокнистые материалы, полученные на основе многих полимеров, большое количество полимерных ком позиций.
Ни ж е мы остановимся несколько подробнее на ха рактеристике важнейших полимерных материалов, перс
пективных д л я использования в РЭА: высокочастотных и низкочастотных пластиков, стекол и ситаллов, некото рых керамических материалов .
2.1. Высокочастотные пластики
Среди многочисленных представителей органических полимеров особое место з а н и м а ю т высокочастотные пла стики: полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, фторопласт-4 и некоторые их сополимеры. Они обладают комплексом специфических свойств, предопре деливших их преимущественное применение в устройст
вах В Ч и С В Ч |
диапазона . |
|
|
||
|
Отличительными свойствами высокочастотных пласти |
||||
ков |
являются: |
|
|
|
|
|
а) |
гидрофобность; |
|
|
|
|
б) |
большое |
электрическое сопротивление; |
|
|
|
в) |
хорошие |
диэлектрические |
свойства в |
диапазоне |
ВЧ |
н-СВЧ; |
|
|
|
|
|
г) |
стабильность электрических |
параметров |
в широ |
ком диапазоне частот, во всем диапазоне рабочих тем ператур HI в средах с повышенной влажностью . Эти свой ства обусловлены неполярной структурой и тем, что высокочастотные пластики являются продуктами полиме-
41
|
|
|
|
|
Характеристики высокочастотных пластиков |
|
Т а б л и ц а 2.Г |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
СвоПства |
|
Полистирол (ПС) |
Фторопласт-4 (Ф-4) |
Полиэтилен (ПЭ) |
Полипро |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ВД |
И Д |
СД |
пилен (ПП) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Плотность |
- f X ' O - 3 ' |
К Г / М 3 , не |
1,08 |
2,2 |
0.92 |
0.95 |
0,97 |
0,91 |
||
более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молекулярный вес, |
Му(10~3 |
|
50—70 |
18—35 |
80—3000 |
3000 |
80—200 |
|||
Степень |
кристалличности, % |
|
55—67 |
75—85 |
92 |
80—95 |
||||
Водопоглощение |
за сутки, % |
0,05 |
О |
0,01 |
0,01 |
0.01 |
0,03 |
|||
Предел прочности, МН/м2 : |
|
|
|
|
|
|
||||
при |
растяжении |
|
30—40 |
20 |
12—16 |
22—32 |
27—33 |
25—40 |
||
при сжатии |
|
|
80 |
|
15 |
42—46 |
|
60 |
||
при изгибе |
|
|
60 |
11—14 |
12—17 |
20—35 |
25—40 |
|
||
Относительное |
удлинение при |
1,5 |
250—500 |
150—600 |
400—800 |
400—900 |
200—800 |
|||
разрыве, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Удельная |
ударная |
вязкость, |
|
100 |
Не разрушаются |
33—80 |
||||
кДж/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Морозостойкость, °С |
|
—70 |
—269 |
—70 |
—70 |
—70 |
—25 |
|||
Теплостойкость по НИИПП, °С |
78 |
260 |
108—110 |
120—128 |
128—133 |
160 |
||||
«г |
|
(°С)-' |
|
6—8 |
10 |
11—30 |
15—30 |
15—30 |
11 — 15 |
|
tg Э до /=101 0 Гц |
0,0003 |
0,0002 |
0,0003 |
0,0004 |
0,0003 |
0,0004 |
||||
е ДО /=101 0 |
Гц |
|
2,5—2,6 |
1,9—2,2 |
2,3 |
2.3 |
2,3 |
2,2 |
||
р„, |
Ом-и, |
не |
менее |
10's |
10'5 |
10>5 |
|
10'5 |
10'* |
|
£„р (при толщине 1 мм), МВ/м |
20—28 |
25—27 |
40 |
45—60 |
45—60 |
28—32 |
||||
|
|
|
|
|
|
(4 мм) |
|
|
|
|
Структурная формула |
- С Н а — с н - |
[ - C F s - C F 2 - ] „ |
[ - С Н 2 - С Н 2 |
- ] П |
Г - С Н 2 - С Н - |
|||||
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
I |
с „ н 5 |
СНз |
|
ризацни, т. е. в процессе производства они не загрязня ются побочными продуктами реакции.
В а ж н е й ш и е характеристики высокочастотных пласти ков приведены в табл . 2.1. Видно, что, в отличие от дру гих пластиков, фторопласт - 4 имеет значительно более широкий диапазон рабочих температур; полистирол ха-
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
£ |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
-100 |
-60 |
-ZD О -1-20 |
60 |
Г, "С |
Рис. 2.1. Зависимость диэлектрических параметров |
полиэтилена от |
|||
|
|
температуры. |
|
|
растеризуется более высокой механической прочностью;
полиэтилен — самой |
большой |
электрической прочностью. |
|||||||
Диэлектрические |
параметры |
всех |
пластиков находят |
||||||
ся примерно на одном уровне |
( Е ~ 2 , 3 ; t g б «0,0004) |
и |
|||||||
практически не изменяются |
в |
диапазоне |
частот |
до |
|||||
101 0 Гц. Влагопоглощение |
составляет |
не более |
0,05%' |
за |
|||||
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
101 |
103 |
|
|
10s |
|
Ю7 |
ГО9 |
/,Гц |
|
Рис. 2.2. Влияние частоты |
на |
диэлектрические параметры полиэти |
|||||||
|
|
|
|
лена. |
|
|
|
|
|
сутки, что |
существенно |
меньше, |
чем |
у других |
органиче |
ских полимеров. Влияние температуры и частоты на ди
электрические |
параметры полиэтилена |
показано |
на |
|
рис. 2.1, 2.2. Аналогичные зависимости |
получены |
и |
д л я |
|
всех остальных |
ВЧ пластиков. В табл. |
2.2 д а н а |
сравни |
тельная оценка высокочастотных пластиков по их техно логичности, стоимости, эксплуатационным свойствам и области применения. Из нее следует, что дл я несущих элементов конструкции в большей степени пригоден по-
43
|
|
|
|
Характерные |
особенности |
высокочастотных |
пластиков |
|
|
Т а б л и ц а 2.2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Наиме |
|
|
|
|
|
Характерные |
особенности |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ориентиро |
||
|
|
Методы ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
нование |
Вид |
а состоя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные области |
применения |
вочная стои |
||||
ВЧ пла |
нии |
поставки |
переработ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мость, |
|||||
стика |
|
|
ки*) |
.» |
положительные |
отрицательные |
|
|
|
|
|
|
руб/кг |
|||||
Поли |
Гранулы, ли |
Л. п , |
м , |
Прозрачность: легкость обра |
Хрупкость; |
склонность к |
рас |
Детали |
электроизоляционного |
0,64 |
||||||||
стирол |
сты, блоки, |
Вс, ГФ, |
ботки п окраски; |
повышен |
трескиванию; |
горючесть; |
назначения |
в |
слаботочной |
(блочный) |
||||||||
|
пленки, тру |
Св |
|
ная стойкость к радиоактив |
низкая температура размяг |
технике и технике СВЧ; оп |
1,85 |
|||||||||||
|
бы, |
профили |
|
|
ному облучению; |
твердая |
чения; |
низкая |
стойкость |
к |
тические линзы и детали (эмульсион |
|||||||
|
|
|
|
|
блестящая поверхность; |
маслам, |
ароматическим |
и |
светопроводов. |
Модифици |
ный) |
|||||||
|
|
|
|
|
возможность |
металлизации |
хлорированным |
углеводоро |
рованный каучукамн поли |
|
||||||||
|
|
|
|
|
в вакууме; невысокая стои |
дам; |
низкая |
атмосферная |
стирол |
для |
корпусов прибо |
|
||||||
|
|
|
|
|
мость |
|
|
стойкость |
|
|
|
|
ров и |
деталей |
декоративно |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го назначения |
|
|
Фторо- |
Порошок для |
Сп, М |
Высокая плотность, |
отсутст |
Низкая |
поверхностная1 |
твер |
Пленки н |
ИЗОЛЯЦИЯ |
|
проводов |
13,3 |
|||
пласт-4 |
спекания, |
|
вие влагопоглощения; ис |
дость; |
повышенная |
дефор |
для ВЧ |
н СВЧ; |
покрытия |
(листовой) |
|||||
|
пленки, блоки, |
|
ключительно высокая хими |
мация под нагрузкой;труд |
антифрикционные |
и |
элект |
|
|||||||
|
волокна, тру |
|
ческая стойкость; |
высокая |
ность |
переработки, |
окраски, |
роизоляционные: |
|
ненагру- |
|
||||
|
бы, пластины, |
|
грибостойкость; низкий коэф |
склейки, сварки; низкая ра |
женные |
детали д л я |
рабо |
|
|||||||
|
прутки |
|
фициент трения; 1 высокая |
диационная стойкость |
(осо |
ты в узлах трения, |
в |
аг |
|
||||||
|
|
|
теплое гойкость и |
морозо |
бенно в присутствии |
[кисло |
рессивных средах. |
|
В |
ком |
|
||||
|
|
|
стойкость |
|
рода); |
высокая стоимость |
позиции |
со |
стекловолок |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ном—печатные |
платы |
для |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СВЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. |
2.2 |
Наиме |
|
|
Методы |
Характерные особенности |
Ориентиро |
||
|
|
|
|
||||
нование |
Вид |
а состоя |
|
|
вочная |
|
|
ВЧ пла |
нии |
поставки |
перера |
|
Основные области применения |
стоимость, |
|
стика |
|
|
ботки*) |
положительные |
отрицательные |
руб/кг |
|
Полиэ тилен ВД.
С Д . Н Д
Порошки и |
Л, Э, |
Вд, |
|
гр»чулы |
для |
Вс, |
ГФ, |
экструзии |
и |
Св, |
Сп, |
литья, пленки, |
обработка |
||
листы, трубы, |
резанием |
||
профили |
|
|
|
Повышенная удельная |
удар |
Мягкая матовая поверхность; |
Ненагруженные детали |
элек |
1,00 |
||
ная вязкость; высокая хи |
невысокая теплостойкость; |
троизоляционного и |
антико |
(листовой) |
|||
мическая стойкость: |
высо |
низкая |
атмосферная стой |
ррозионного назначения; ВЧ |
|
||
кая технологичность; |
воз |
кость; заметная деструкция |
изоляция проводов |
и |
кабе |
|
|
можность окраски в |
массе; |
при повышенных темпера |
лей; пленки упаковочные и |
|
|||
низкая стоимость |
|
турах в присутствии кисло |
электроизоляционные |
|
|
||
|
|
рода и озона и под влияни |
|
|
|
|
|
|
|
ем УФ |
лучей |
|
|
|
|
Поли |
Гранулы, ли |
Л, Э, |
Вд, |
Высокая |
химическая |
стой |
Невысокая |
атмосферная |
стой |
Детали электроизоляционного |
|
||||||||
пропи |
сты, трубы, |
ГФ, |
Св, |
кость; |
ударопрочность; по |
кость и |
стойкость |
к |
УФ |
н антикоррозионного назна |
|
||||||||
лен |
пленки, волок- |
М |
|
сравнению с |
|
полиэтиленом |
лучам; |
повышенная |
хруп |
чения, пленки, трубы, тка |
|
||||||||
|
па, ткани, |
|
|
более |
высокая |
температура |
кость |
при |
низких |
темпера |
ни и приборные корпусы |
|
|||||||
|
профили |
|
|
размягчения; |
более твердая |
турах; |
растворимость в аро |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
и блестящая |
поверхность |
матических |
н |
хлорирован |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных |
углеводородах |
при |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
температуре выше |
80 "С |
|
|
|||||
Сополи |
То |
ж е |
То |
ж е |
Более |
|
твердый |
и теплостой |
|
|
То |
ж е |
|
|
|
То ж е |
- |
||
мер |
|
|
|
|
кий, |
чем полиэтилен, |
и бо |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
СЭП |
|
|
|
|
лее |
морозостойкий по |
срав |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
нению |
с полипропиленом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
• •) Л—литье |
" О Д Давлением; Э—экструзия; |
М—механическая обработка; ГФ—горнее |
формование; |
Св—сварка; Сп—спекание; Вд—выдувание |
|||||||||||||||
ui Вс—вспенивание; |
прессование. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|