Файл: Монтажные провода для радиоэлектронной аппаратуры..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 116

Скачиваний: 0

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

мерных материалов, широко применяющихся при изго­ товлении монтажных проводов, в зависимости от погло­ щенной дозы. Видно, что в начальной стадии облучения некоторые характеристики отдельных материалов имеют повышенные значения по сравнению с исходными. Одна­ ко при достаточно больших дозах все материалы пре-

20 40 60 80 ЮОМрд

б)

10 ЧО ВО 80 100 Мрд

10 tO 60 80 ЮОМрд

8)

г)

Рис. 5-1. Зависимость сопротивления разрыву о* и относительного

удлинения у

некоторых

полимерных

материалов

от

поглощенной

дозы

D.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

политетрафторэтилен;

б

пластифицированный

поливинилхлорид; s —

полиэтилен высокой

плотности; г — полиэтилен

низкой

плотности.

 

терпевают неооратимые

изменения

свойств,

приводящие

к потере работоспособности изделий, в составе

которых

они эксплуатируются [Л. 27, 49].

 

 

 

 

 

 

 

Заметное снижение сопротивления разрыву и относи­

тельного удлинения

политетрафторэтилена

наблюдается

уже при поглощенной дозе 2-104

и 105

рд

 

соответственно

(рис. 5-1,а). Поглощенная доза

106

рд

приводит

практи­

чески к полной потере работоспособности

политетра­

фторэтилена

в

качестве

конструкционного

материала

[Л. 56].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сопротивление разрыву и относительное удлинение

поливинилхлорида

и

полиэтиленов

высокой

и

низкой

118


плотности с возрастанием поглощенной дозы изменяются менее резко (рис. 5-1,6—г), но и для них существуют некоторые значения поглощенной дозы, ограничивающие возможность дальнейшей эксплуатации монтажных про­ водов в условиях действия ионизирующей радиации [Л. 49, 56]. Окончательный вывод о максимально допу­ стимом для монтажных проводов значении поглощенной дозы может быть сделан исходя из конкретных техни­

ческих

требований,

предъявляемых

к

этим

проводам,

с учетом

конструктивных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

особенностей

проводов,

°у°

 

 

 

 

 

 

 

 

на основании эксперимен- во

 

 

 

 

 

 

 

 

тальных данных по зави- so

 

 

 

 

 

 

 

 

симости свойств конструк- 3 °0

 

 

 

 

 

 

 

 

ционных

материалов от

zo \

 

 

 

 

 

 

 

 

поглощенной

дозы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Многочисленные

экс­

3,8

15

 

37

 

 

 

75

перименты

с

полимерны­

 

 

 

 

 

 

 

крд/мин

ми

материалами

показа­

Рис. 5-2.

Зависимость

 

относитель­

ли,

что

при

облучении

 

в инертной среде физико-

ного

удлинения у

политетрафтор­

этилена

от

мощности

 

поглощен­

механические

характери­

ной

дозы

Р

(облучение

на

возду­

стики

этих

материалов,

хе,

D=\

Мрд).

 

 

 

 

измеренные

после

облу­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чения,

практически

не

зависят

от

мощности

по­

глощенной

дозы

в весьма

широком

интервале

ее

зна­

чений.

Зависимость

от мощности

поглощенной

дозы

проявляется при

облучении

в

присутствии

 

кислоро­

да и других химически активных

газов

и

агрессив­

ных

веществ,

причем

характер

этой

зависимости

в большинстве случаев определяется концентрацией хи­ мически активных молекул, растворенных в облучаемых материалах, и скоростью их диффузии. На рис. 5-2 пред­ ставлена зависимость относительного удлинения поли­ тетрафторэтилена от мощности поглощенной дозы при облучении быстрыми электронами. Более высокие зна­ чения относительного удлинения при больших мощ­ ностях дозы, очевидно, указывают на меньшее влияние кислорода воздуха, не успевающего диффундировать в глубинные слои материала [Л. 57].

Влияние среды может быть неодинаковым для раз­ личных материалов. Например, при облучении в присут­ ствии кислорода политетрафторэтилен значительно быст­ рее теряет свои физико-механические свойства, чем

119


/

в бескислородной среде [Л. 54], в то же время радиа­ ционное сшивание кремнийорганической резины в при­ сутствии кислорода замедляется [Л. 48], что способствует сохранению исходных свойств этого материала.

Чувствительными к действию ионизирующей радиа­ ции оказываются и проводниковые материалы монтаж­ ных проводов. Известно, что в результате упругого столкновения с быстрой частицей атомы металла, полу­ чив достаточно большую кинетическую энергию, смеща­

ются из своего положения

в кристаллической

решетке,

что приводит

к

образованию структурных

дефектов.

В зависимости

от

энергии

выбитых атомов

возможны

различные конфигурации радиационных дефектов, на­ чиная от точечных дефектов: вакансий и междуузельных атомов,, кончая крупными зонами повреждения в не­ сколько нанометров [Л. 25]. Появление структур­ ных дефектов приводит к снижению проводимости ме­ таллов.

 

В

составе монтажных проводов

часто используется

медная проволока, покрытая серебром,

оловом,

никелем

и

т. п. В результате радиационного

воздействия

может

происходить взаимное проникновение

атомов

покрытия

в

медь и наоборот.

Радиационная

диффузия

 

металла

в

металл, так же как и в случае

возникновения

дефек­

тов,

приводит

к

возрастанию

электросопротивления

проводниковых

материалов.

 

 

 

 

 

 

Радиационное облучение даже

при

сравнительно не­

высоких интенсивностях может усиливать коррозионные явления в присутствии влаги и химически активных ве­ ществ [Л. 9]. Результатом коррозии может быть частич­ ное или полное разрушение токоведущих элементов мон­ тажных проводов.

Все эти явления до настоящего времени еще мало изучены, поэтому количественная оценка их вклада в радиационное старение монтажных проводов представ­ ляет значительные трудности.

Сопротивление изоляции монтажных проводов в про­ цессе облучения уменьшается с ростом мощности погло­ щенной дозы, как показано на рис. 5-3. После прекра­ щения облучения происходит восстановление исходного значения этой величины. Изменение сопротивления изо­ ляции является следствием появления наведенной про­ водимости электроизоляционных материалов. Как пока­ зали исследования [Л. 55], наведенная проводимость и

120



скорость восстановления исходного значения про­ водимости после прекра­ щения облучения сущест­ венно зависят от темпера­ туры. Характер темпера­ турной зависимости наве­ денной проводимости для некоторых электроизоля­ ционных материалов по­ казан на рис. 5-4 (в коор­ динатах Аррениуса).

При исследовании влияния излучения высо­ ких энергий на монтаж­ ные провода могут воз­ никнуть серьезные мето­ дические затруднения, обусловленные не только

103 рд/сек

Рис. 5-3. Зависимость сопротивле­ ния изоляции Я монтажного про­ вода (изоляция — политетрафтор­ этилен) от мощности поглощенной дозы Р.

спецификой работы с радиоактивными веществами, но и сложностью процессов, протекающих в веществе под воздействием излучения. Например, в процессе облуче-

а)

6)

Рис. 5-4. Зависимость логарифма проводимости lgfi элек­

троизоляционных

материалов от

облучения

(1) и в про-,

цессе облучения

рентгеновскими

лучами с

интенсивностью

7 рд/мин (2).

 

 

 

а — полиэтилен низкой плотности; б — политетрафторэтилен.

ния в образце может возникнуть электродвижущая сила, величина которой может достигать сотен и тысяч вольт [Л. 27, 28]. Ф. И. Коломойцев и А. Я. Якунин считают,

121

что образование э. д. с. связано с возникновением неод­ нородности распределения зарядов по объему образца [Л. 29], появляющейся вследствие того, что по мере про­ никновения в диэлектрик интенсивность излучения убы­ вает. Отсюда можно сделать вывод о том, что с изме­ нением толщины электроизоляционного слоя величина наведенной э. д. с. может меняться.

Таковы обгцие черты основного круга вопросов, ко­ торые встают перед специалистом-кабельщиком при изу­

чении

радиационной

стойкости

монтажных

проводов.

Г л а в а

ш е с т а я

 

 

 

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

 

6-1. Стойкость к агрессивным средам

 

В

ряде случаев в

процессе

эксплуатации

монтажные

провода могут подвергаться воздействию различных хи­ мических веществ. К ним относятся: бензин, керосин, различные масла, кислоты, щелочи, и т. д. Во многих случаях воздействие указанных сред приводит к сниже­ нию электрических и механических характеристик мон­ тажных проводов.

Под стойкостью монтажных проводов к агрессивным средам (химстойкостью) понимают их свойство сохра­ нять работоспособность при воздействии бензина, керо­ сина, масла и т. п.

Следует отметить, что воздействие разных реагентов на кабельные материалы может быть различным. Так, если политетрафторэтилен (фторопласт 4) не восприим­ чив почти ко всем химическим воздействиям, то поли­ этилен, например, хотя и стоек к воздействию неоргани­ ческих кислот и спиртов, но не обладает стойкостью по отношению к минеральным маслам (например, транс­ форматорному) и набухает в нем тем сил'ьнее, чем выше _ температура. В связи с этим в пределах общего понятия стойкости к агрессивным средам следует различать по­

нятие стойкости к

бензину, к

маслам, кислотостойкости

и т. д.

 

 

 

Количественно

стойкость

монтажных

проводов

к агрессивным средам может быть оценена допустимым временем пребывания их в той или иной среде с опре122