Файл: Галушко, А. И. Внутренние напряжения в герметизирующих компаундах радиоэлектронной аппаратуры.pdf

Дов в готовых изделиях. Для этого необходимо перед заливкой и пропиткой изделия заложить в пего ферри­ товый датчик и выполнить измерения в описанной выше последовательности.

1.5.5. Консольный метод

Для измерения напряжений консольным методом применяются стальные пластинки размером 80x15 мм толщиной (0,25—0,3) мм. На поверхность консольно за­ крепленной пластинки наносится исследуемое покрытие. По мере отверждения происходит уменьшение его объе­ ма. Покрытие стремится изменить свои размеры и это приводит к совместной деформации (изгибу) подложки и покрытия. Возникающие в покрытии касательные на­ пряжения рассчитываются по величине отклонения сво­ бодного конца пластинки.

Подробно метод изложен в ГОСТ 13036—67.

Метод предназначен для измерения напряжений в слоях толщиной (0,07—0,1 )мм и, следовательно, не пригоден для измерения внутренних напряжений толстых слоев компаундов. Этим методом выполнено большое количество работ по исследованию внутренних напряже­ ний в полимерных покрытиях и исследованы некоторые закономерности, которые, вероятно, присущи любым полимерным материалам при любой толщине слоя ком­ паунда (см., например, [48]).

1.5.6. Метод проволочной тензометрии

Метод применяется как для определения внутренних напряжений в различных точках компаунда, так и для измерения контактного давления компаунда на деталь.

Для измерений распределения внутренних напряже­ ний изготавливают специальные датчики [12], помещая малобазные проволочные тензодатчики в специальные литьевые формы и заливая их эпоксидным компаундом. Полученная таким образом жесткая объемная основа датчика позволяет перед измерениями осуществить ин­ дивидуальную тарировку, т. е. узнать зависимость из­ менения омического сопротивления датчиков от величи­ ны нагрузки.

Аналогичная методика применена для определения величины максимальных внутренних напряжений во вну­ тренних точках литой эпоксидной изоляции (компаунд ЭЗК-Ю) некоторых изделий высоковольтной техники

30

[13, 14]. Результаты измерений, приведенные в табл. 1.2, дают общее представление о величине внутренних на­ пряжений.

Так как технически невозможно заложить в конструк­ цию бесконечно большое количество датчиков, то может оказаться, что максимальные внутренние напряжения не обнаружены. Тем не менее данные табл. 1.2 свиде­ тельствуют о том, что внутренние напряжения достига-

ют значительной величины и с ними необходимо счи­ таться. В частности, в работах [13, 14] отмечается, что в литой изоляции катушки высоковольтного трансфор­ матора появились трещины через (16—20) • ІО5 с после изготовления.

Для измерения контактного давления применяют мо­ дели в виде тонкостенного металлического цилиндра, на внутренней поверхности которого наклеены проволоч­ ные тензодатчики для измерения осевых и окружных деформаций. Цилиндр с наклеенными датчиками поме­ щается в разъемную литьевую форму. Затем произво­ дится заливка модели исследуемым компаундом так, что­ бы он образовал вокруг цилиндра равномерный слой за­ данной толщины и не попал внутрь цилиндра. При отверждении компаунда, а затем в процессе охлаждения модели возникают внутренние напряжения, которые де­ формируют цилиндр. По величине изменения сопротив-

31

ления тензодатчиков определяют деформации цилиндра и, следовательно, вызвавшие их усилия.

Для уменьшения влияния краевого эффекта рекомен­ дуется применять цилиндры с отношением высоты к диа­

1.6.Материаловедческая оценка внутренних

напряжений

Как правило, содержащиеся в литературе данные относятся к измерению контактного давления как материаловедческой оценки способности компаунда создавать внутренние напряжения. Зачастую исследования вну­ тренних напряжений выполняют на моделях армирован­ ного компаунда, представляющих собой сочетания ком­ паунда с элементами, имитирующими реальные изделия, провода, стеклонити и т. п.

Поляризационно-оптическим методом измерений уста­ новлено [7], что в компаунде, армированном металличе­ скими стержнями, возникают радиальные напряжения сжатия и тангенциальные напряжения растяжения,

32

имеющие максимальное значение на границе раздела стержень — компаунд и убывающие с удалением от гра­ ницы раздела. После дополнительной термообработки происходит некоторое уменьшение напряжений, очевидно

мнению, введение наполнителя в эпоксидный компаунд

Это объясняется тем, что с увеличением содержания наполнителя модуль упругости увеличивается быстрее, чем уменьшается ТКЛР. Из табл. 1.3 также следует, что снижение температуры отверждения приводит к умень­ шению величины контактного давления, что согласуется с данными, приведенными в [15] (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Рис. 1.16.

Рис. 1.15. Влияние 'процентного содержания наполнителя на внутрен­

О влиянии наполнителей на величину внутренних на­ пряжений в жестких компаундах существуют противо­ речивые данные. Если по данным [16] введение пылевид­ ного кварца приводит к увеличению давления на герме­ тизированную деталь (табл. 1.3), то по данным [10, 15] введение его приводит к уменьшению давления.

По данным [10], при одной и той же температуре отверждения добавление наполнителя в жесткие поли­ эфирные и эпоксидные компаунды приводит к снижению точки нулевого давления и уменьшению усадочных дав­ лений.

Тип наполнителя также влияет на величину внутрен­ них напряжений [15]. При одинаковом весовом содержа­ нии наполнителя напряжения в компаунде с мелом мень­ ше, чем в компаунде с молотой слюдой (рис. 1.16).

Некоторые авторы [15] отмечают, что эластичные компаунды (кремнийоргаинческий каучук и т. п.) созда-

34