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
|
|
|
|
|
|
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