Файл: Соломоник И.Ш. Производство керамических деталей радиоаппаратуры.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

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

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а З— 13

 

 

 

 

Состав пасты, % вес

 

Основное

 

 

 

Плавень

Связка

 

 

 

 

 

кани­

 

соединение

Основа

 

окись

борат

касторо­

металла

 

вис­

фоль,

 

 

 

 

мута

свинца

скипидар

вое

 

 

 

 

PbB 4 0,

масло

 

 

 

 

В і а 0 3

CioHie

 

 

 

 

 

 

Окись

Ag..O

-

57

1,8

1,2

40

4,7

серебра

AglO

-72,2

1,5

0,7

20,9

4,3

Углекислое

A g 2 C 0 3

-66,2

2

1

26,5

4,3

серебро

A g 2 C 0 3

-

64

4

32

Молекулярное

Au—62,5

 

Стекло

с Т і 0 2

21,9

3,1

золото

 

12,5

 

Молекулярная

Pt—60,4

 

 

 

 

 

платина

 

12,2

 

24,4

3

Молекулярный

Pd—55,1

 

 

 

 

 

палладий

 

11,1

 

30,5

3,3

Поверхности изделия, подвергаемые металлизации вжиганием, должны проверяться на отсутствие сколов, трещин,

пузырей и других неоднородностей. Толщина

вожженного

слоя

металла

при

однократном

вжигании

примерно

равна

1 н-9 мк. Если эта толщина

недостаточна,

то

применяется

многократное вжигание. Например, при трехкратном

вжига­

нии

серебра

можно

получить

слой

металла

толщиной в

55^-25 мк, что в подавляющем

числе

случаев

обеспечивает

выполнение всех требований к металлизируемой

поверхности.

Некоторые иностранные фирмы применяют вжигание оки­

си меди с последующим восстановлением ее до

металла.

Исходная металлсодержащая компонента пасты приго­

товляется в химической лаборатории предприятия

согласно

технологическим инструкциям

на соответствующий

материал.

Например, при металлизации

углекислым серебром

в качест­

ве первичного продукта используется устойчивое в хранении азотнокислое серебро AgN0 3 . На него воздействуют содой Na2 C03 . В результате получают

2AgN03+Na2 C03=Ag2C03+2NaN03 .

Осадок неоднократно промывается до получения химиче­ ски чистого продукта. Если необходимо иметь окись серебра, то азотнокислое серебро смешивается с едким натром или аммиаком. Реакции протекают по схемам

2AgN0 3 + 2NaOH = Ag 2 Q+2NaNQ3 + Н 2 0

I

или


2AgN03 + 2NH4 OH = Ag2 Q-f-2NH4 NQ3

- f H 2 0

I

 

Коллоидное металлическое серебро получают из промежу­

точного продукта — хлорного серебра AgCl,

которое восста­

навливается до металлического с помощью органических ве­ ществ— фенола, метола или глюкозы.

Все компоненты пасты измельчаются вибрационным по­ молом и перемешиваются в смесительных барабанах при температуре 15^-20°С до образования массы однородной консистенции. Следует иметь в виду, что многие компоненты

пасты

либо огнеопасны

(скипидар),

либо обладают

склонно­

стью

к самовоспламенению

(окись серебра),

либо оказывают

токсическое действие на организм человека

(борат

свинца).

Поэтому

при р а б о т е

 

с п а с т а м и

н е о б х о д и м о

с т р о г о

с л е д и т ь

з а

с о б л ю д е н и е м

п р а в и л

т е х н и к и б е з о п а с н о с т и .

 

 

 

Металлизируемые керамические

изделия

предварительно

промываются в горячей мыльной воде, ополаскиваются в про­

точной холодной воде, а

затем, после сушки, прокаливаются

в печах при температуре

600-^-800° С.

Паста должна наноситься тонким ровным слоем без зате­ ков. Вручную пасту наносят колонковой или беличьей кис­ точкой по предварительно очерченному контуру. Иногда при­ меняются щелевые трафареты. Этот способ целесообразен только в мелкосерийном производстве и то для металлизации небольших площадей. В крупносерийном или массовом про­

изводстве используются методы п у л ь в е р и з а ц и и

(распы­

ления) пасты, о к у н а н и я (погружения)

деталей в

пасту и

м е х а н и ч е с к о г о нанесения слоя пасты

на керамические

основания. Независимо от способа нанесения пасты толщина слоя покрытия должна быть одинаковой. Слишком густая масса вызывает образование бугорков и выпуклостей, рас­ плывающихся во время сушки и вжигания пасты. Чрезмерно жидкая консистенция, растекая по основанию, создает под­ теки, что также нарушает четкость контура будущего прово­ дящего слоя. Величина оптимальной вязкости пасты во мно­ гом зависит от способа нанесения массы, расположения де­ тали во время термообработки, сложности рисунка и рельефа поверхности, на которую она нанесена. Вязкость определяется опытным путем и систематически контролируется на соответ­ ствие требованиям технологических инструкций. Загустевшая паста разжижается добавлением очищенного скипидара. Од­ нако многократное разбавление массы скипидаром уменьшает толщину вожженного слоя металла и его поверхностную про­ водимость. Поэтому, учитывая склонность канифольно-скипи- дарных связок к загустеванию, в их состав добавляются кас­ торовые, вазелиновые или пихтовые масла. Пасту рекоменду­ ется хранить в темной стеклянной или керамической таре с


герметичной укупоркой. На рабочие места выдаются ограни­

ченные порции пасты, достаточные для 34-4-часовой

работы

(на 0,5 смены).

 

 

П у л ь в е р и з а ц и о н н ы е

с п о с о б ы нанесения

пасты

отличаются очень высокой производительностью, сравнимой с производительностью лакокрасочных процессов, и повышен­ ным расходом дорогостоящих материалов. Чтобы устранить чрезмерные потери пасты, распыление ведут в специальных кабинах, снабженных приспособлениями для сбора массы. Если паста наносится на всю поверхность изделия, то кроме установочных опорных рамок никакой дополнительной оснаст­ ки не требуется. Для нанесения пасты по определенному кон­ туру применяются щелевые маски—трафареты.

Р и с .

3-51

С п о с о б о м о к у н а н и я

пользуются при металлизации

деталей простой конфигурации, когда покрываемые поверх­ ности не имеют собирающих впадин, канавок и внутренних

углов, так как

при, этом невозможно

обеспечить

равномер­

ность толщины

слоя

покрытия.

 

 

М е х а н и ч е с к и е

( с т а н о ч н ы е )

м е т о д ы

нанесения

пасты отличаются экономным расходованием массы и высо­ кой производительностью. Однако эти способы требуют на­ личия специальных станков, экономическая целесообразность

которых оправдывается

только

массовостью

производства.

В качестве примера на

рис. 3-51

изображена

кинематическая

схема станка для нанесения пасты на внешнюю цилиндриче­ скую поверхность керамического каркаса. Мундштучный пресс 1 равномерно выдавливает пасту в виде жгутика на вращающееся цилиндрическое основание 2. Передаточные числа передаточного механизма 3 подбираются таким обра-


зом, чтобы за один оборот каркаса на его поверхности уло­ жился бы один виток обмотки с шагом р, равным

р =

Ь+а,

 

где

 

 

Ь — ширина жгута пасты;

 

 

а — зазор между соседними

витками.

Для лучшего прилипания пасты

к цилиндрическому осно­

ванию оно покрывается тонким слоем канифольно-скипидар- ного раствора.

На плоские поверхности деталей паста может наноситься с помощью высокопроизводительных плоскопечатных офсет­ ных станков. На рис. 3-52 изображены основные элементы

Р и с . 3-52

подобного оборудования, где 1—станина станка с двумя на­ правляющими, по которым перемещается каретка 2 с вра­ щающимся барабаном 3; 4 — форма-клише с налитой пастой, укрепленная на неподвижном столе 5; 6 — керамическое осно­ вание, установленное на втором неподвижном столе 7; 8—• офсетная резина, закрепленная на барабане 3.

Возвратно-поступательное перемещение каретки и враще­ ние барабана согласованы так, чтобы отпечаток пасты на ре­ зине переносился без искажения на плату-основание.

Керамические детали, определенным образом «разрисован­ ные» металлизирующей пастой, сразу же подвергаются тер­ мообработке. В ходе термообработки пасты различают внут­

ренние и внешние физико-химические процессы.

 

В н у т р е н н и е ф и з и к о - х и м и ч е с к и е

п р о ц е с с ы

охватывают явления, происходящие внутри слоя

пасты. Они

не распространяются на сопряженные участки

керамики.

К ним можно отнести процессы испарения и окисления ски­ пидара, канифоли и масел, введенных в состав пасты из тех­ нологических соображений. Температурно-временной режим

на этом этапе обработки должен обеспечивать спокойный без кипения и воспламенения отвод паров скипидара, выгорание органических пластификаторов и полное удаление продуктов разложения связки. Скорость подъема температуры зависит от соотношения твердых, жидких и летучих частей пасты, а максимальная температура вжигания — от вида керамики и состава пасты.

Для примера разберем один из усредненных режимов вжигания серебра в керамику. Свеженанесенную пасту из углекислого серебра рекомендуется сначала нагревать со скоростью 6-5-7° С/мин до температуры 90-5-100° С, а затем скорость сушки сократить вдвое, пока не достигнем темпера­ туры 360° С. В интервале температур 100-5-360° С происходит бурный процесс газообразования. Замедленный подъем тем­ пературы вызван стремлением ввести в спокойное русло ре­ жим разложения и испарения основной массы канифоли. В противном случае, быстро испаряющиеся эфирные вещест­ ва и углекислота создадут на поверхности пасты «микровулканчики», пузыри и другие образования, разрушающие одно­ родность слоя металлизации.

В н е ш н и е ф и з и к о - х и м и ч е с к и е п р о ц е с с ы объ­ единяют явления взаимодействия основных частей пасты (плавня и основы) с прилегающими поверхностными слоями керамики и относятся к интервалу температур 360° С и выше. Эти процессы касаются структурных преобразований в по­ граничных областях пасты и керамики, в результате которых получаются достаточно прочные соединения металла и диэлек­ трика. Температурно-временные режимы этого этапа термо­ обработки зависят от рецептурного состава паст и типа ке­ рамики.

Металлизацию керамических деталей серебром на этой

стадии

температурной

обработки

можно

вести

ускоренно

(5ч-6° Омин),

так как

в пасте в

основном

остались терми­

чески

менее

активные

вещества.

В интервале

температур

360 4-520°С

происходит

процесс

восстановления

серебра из

его соединений, например, по схеме

2 A g 2 C 0 3 ^ 4Ag + 0 2 + 2C0 2 .

Чтобы реакция шла в направлении слева направо, необ­ ходимо сразу же удалять образующийся углекислый газ из зоны пиролиза с помощью системы вытяжной вентиляции. При дальнейшем нагревании керамических деталей и пасты, начиная с температуры 500° С и выше, вещества плавня раз­ мягчаются и вскоре становятся жидкими. Жидкий плавень и восстановленное серебро с величиной частиц 0,1 мк образу­ ют мелкодисперсный коллоидный раствор, проникающий в поры керамики (рис. 3-53). Возможна и диффузия жидкого