у многих стекол электроизоляционные свойства быстро ухудшаются с ростом температуры.

В некоторых случаях стекла с высоким содержанием свинца могут быть диспергированы в растворителе и использованы в качестве неорганического связующего для температур в пределах 400-500° С. Типичная система получается суспензированием порошкообразного стекла в низковязком носителе, например растворе нитроцеллюлозы в амилацетате. Этот материал не может применяться для получения заливкой толстых слоев из-за испарения растворителя; он должен заливаться тонкими слоями. Кроме того, стекла такого типа требуют тщательного соблюдения техники безопасности в связи с высоким содержанием свинца, летучестью и возгораемостью растворителя. Тем не менее они в расстеклованном состоянии являются очень хорошими связующими

Наиболее широко распространенными высокотемпературными материалами являются цементные материалы или системы неорганическое связующее-наполнитель. Хотя они более технологичны, чем стекло, при их использовании возникают свои собственные проблемы. Большинство этих систем является водными дисперсиями. Это требуется для придания материалу большей текучести. Кроме того, после удаления воды в материале остаются пустоты и поры. Данная проблема является общей при залиНке толстых узлов любой жидкостью или дисперсией. Так как пористость пролагает путь для проникновения влаги, электроизоляционные свойства системы ухудшаются. Эти пористые продукты должны в дальнейшем пропитываться или герметизироваться. Для подобных целей иногда применяется стекло или же залитое устройство помещается в герметически закрытый кожух.

Другим слабым местом большинства неорганических компаундов является свойственная им хрупкость. Это приводит к растрескиванию и раскалыванию, особенно при сильных механических воздействиях ударного характера. Проблема растрескивания усугубляется напряжениями, возникающими при смене температуры от 500° С до наиболее низкой отрицательной температуры, при которой будет эксплуатироваться .изделие.

Бороться с этими недостатками можно, учитывая особенности цемента или системы связующее - напол-

Неорганические связующие [Л. 10-9]

Таблица 10-8 Неорганические наполнители [Л. 10-9]

Наполнитель

Заливочная система

Слюда Волокна

Вспученные наполнители Наполнители сферического типа

Плотные наполнители

Природная и синтетическая

Стеклянное и кварцевое волокно, асбест, волокно из силиката алюминия

Вермикулит, перлит

Полые стеклянные и глиняные микрошарики, шарики из двуокиси алюминия

Двуокись кремния, двуокись титана, двуокись алюминия

Таблица 10-9

Состав и технология переработки различных литьевых огнеупоров [Л. 10-11]

А-1: Caltab 15 (Aluminum Co. of America)

Caltab 15................89.5 вес. ч.

Вода....... ..........10,5 вес. ч.

Тщательное смешивание с небольшим уплотнением; отвержде- ние 24 ч при 35° С и относительной влажности воздуха 90%; сушка 20 ч при 110° С.

Продолжение табл. 10-9

А-4: Alkophos С (Monsanto Chemical Co.)

Двуокись кремния............100 вес. ч.

Alkophos С............... 8 вес. ч.

Тщательное смешивание с небольшим уплотнением; сушка при 125С в течение 2 ч; отверждение 2 ч при 600° С.

B-lj Alkophos С

Двуокись кремния............ 45 вес. ч.

Полевой шпат.............. 5 вес. ч.

Alkophos С............... 7,5 вес. ч.

Вода.................. 10 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. А-4.

В-2: Alkop hos С

Двуокись кремния............100 вес. ч.

Alkophos С...............20 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. А-4.

В-3: Alkophos С

Двуокись кремния............100 вес. ч.

Alkophos С...............25 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. А-4.

В-4: Alkophos С

Двуокись кремния............100 вес. ч.

Alkophos С...............30 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. А-4.

В-5: РИ-ТаЬ Trowl mix (Plibriko Co.)

Порошок................60 вес. ч.

Жидкость . . .............20 вес. ч.

Смешивание и уплотнение; сушка при комнатной температуре -24 ч\ отверждение 24 ч при 100° С.

С-1: Kasil № 1 (Philadelphia Quartz Co.)

Двуокись алюминия...... . . . 90 вес. ч.

Глина................. 10 вес. ч.

Kasil № 1 (удельный вес 28° Боме) . . 13 вес. ч.

Вода............... . . 2 вес. ч.

Перемешивание с добавкой воды; сушка 2 ч при 125° С; отверждение 2 ч при 600° С.

С-4: Kasil № 1

Двуокись кремния . . . ........ 45 вес, ч.

Глина..................55 вес. ч.

Kasil № 1 (удельный вес 10° Боме) ... 13 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. С-1.

С-5: Kasil № 1

Двуокись кремния............ 40 вес. ч.

Полевой шпат . . ........... 5 вес. ч.

Глина.................. 2,5 вес. ч.

Kasil №1 (удельный вес 10° Боме) . . . 20 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. С-1. .

С-6: Kasil № 1

Двуокись кремния............ 40 вес. ч.

Полевой шпат.............. 5 вес. ч.

Глина...........;...... 2,5 вес. ч.

Kasil № 1 (удельный вес 10° Боме) ... 13 вес. ч.

* Смешивание и отверждение-см. С-1. D-1: Kasil № 1

Двуокись кремния............ 40 вес. ч.

Полевой шпат.............. 5 вес. ч.

. Глина.................. 2,5 вес. ч.

Окись цинка............... 25 вес. ч.

Kasil № 1 (удельный вес 28° Боме) , . 17 вес. ч.

Смешивание и отверждение-см. С-1. D-2: Kasil

Двуокись кремния . .......... 40 вес. ч.

Полевой шпат . , ,........... 5 вес. ч.

Глина.................. 2,5 вес. ч.

Окись цинка............... 2,5 вес. ч.

Kasil Ks 1 (удельный вес 28° Боме) ... 12 вес. ч.

Вода.................. 3 вес. ч.

Перемешивание с добавкой воды; отверждение-см. С-1.

D-6: Цемент LP-28 (General Electric-General Engineering Laboratory).

Цемент LP-28 .............. 40 вес. ч.

Связующее LP-28 ............ 23 вес. ч.

Перемешивание и затем нанесение кистью на опескоструенную листовую сталь; сушка 2 ч при 125° С.

Е-1: Electrical Cement А (Titanium Alloy Mfg. Div. of National Lead Co.)

Цемент A................100 вес. ч.

Вода................... 5 вес. ч.

Перемешивание, виброуплотнение в сосуде; сушка 4 ч при 125° С; отверждение 2 я при 600° С.

Ё-2: Цемент, твердеющий на воздухе (Titanium Alloy Mfg. Div. of National Lead Co.)

Цемент.................100 вес. ч.

Вода.................. 8 вес. ч.

Перемешивание, виброуплотнение в сосуде; время схватывания около 6 мин.

Е 3: Цемент на основе двуокиси циркония № 102 (Titanium Alloy Mfg. Div. of National Lead Co.)

Цемент № 102 ............. 75 вес. ч.

Связующее воздушного отверждения, № 1 25 вес. ч. Вода..................15 вес. ч.

Перемешивание, литье и виброуплотнение для удаления воздуха; время схватывания 9 мин; сушка 4 ч при 125° С; отверждение 2 ч при 600° С.

Таблица 10-10

Оценка результатов применения литьевых огнеупоров, описанных в табл. 10-9 [Л. 10-11]

А-1: Образуется твердый брикет; пузырки воздуха в смеси вызывают на поверхности брикета отслаивание; влагопоглощаемость 4,73%.

А-4: Хрупкость; отсутствие адгезии.

В-1: Образуется хороший брикет, цвет темный; действует на алюминиевый сосуд.

В-2: Образуется хороший брикет, несколько мягче, чем В-1.

В-3: Образуется хороший брикет; высокая плотность совмещается с хорошей адгезией; влагопоглощаемость 10,6%.

В-4: Повышенное выделение воздушных пузырьков; отверждение с образованием твердого брикета.

В-5: Хорошая адгезия; небольшая усадка.

С-1: Растрескивание; плохая адгезия.

С-4: Образуется твердый брикет; наблюдается некоторое растрескивание; влагопоглощаемость 10,4%.

С-5: Значительное растрескивание; несоблюдение режима сушки приводит к разрывам; отсутствие адгезии.

С-6: Образуется хороший брикет; требуется значительное уплотнение.

D-1: Образуется очень твердый брикет; отмечается наличие воздушных пузырьков. D-2: Растрескивание и разрушение. D-4: Сильное растрескивание во время сушки. D-5: Мелкие волосяные трешины.

D-6: Хорошее однородное покрытие: хорошая адгезия к металлу;

сравнительно большая мягкость. Е-1: Образуется хороший твердый брикет с очень малой усадкой. Е-2: Образуется хороший твердый брикет с гладкой поверхностью;

влагопоглощаемость 5,4%. Е-3: Наилучшие результаты из всех опытов; брикет твердый и

гладкий с очень малой усадкой; влагопоглощаемость 8,5%.

Продолжение табл. 10-10 Данные по другим литьевым огнеупорам

1. Окись магния-f-Alkophos С: очень твердый, быстро схватывающийся цемент с низкой пористостью.

2. Двуокись кремния -f Alkbphos С: исключительно твердый, медленно схватывающийся цемент с низкой пористостью.

3. Неорганическое волокно -f Flberfrax -f- сульфат магния: после уплотнения и сушки - легкий изоляционный материал.

4. Комбинация окиси магния, двуокиси кремния и Alkophos С: материалы промежуточного времени схватывания, причем их структура хуже, тем при использовавии каждого материала по отдельности. Данные о подобной системе приводятся ниже:

Окись магния............... 1 вес. ч.

Двуокись кремния............ 1 вес. ч.

Alkophos С............... 1 вес. ч.

Отверждение: 2 ч при 25° С; 4 ч при 70° С; 4 к при 125° С; 4 я при 500° С.

Стойкость к тепловому удару - хорошая.

Электрическая прочность при 25° С - 97 kbjcm.

Стойкость и хранение при низких температурах после выдержки 24 ч при -65° С нет заметного изменения.

Время схватывания - 30 мин (в небольших количествах; при бЬльших количествах время схватывания сокращается из-за выделения тепла).

Таблица 10-11

Свойства полностью отвержденного неорганического заливочного компаунда Ессосегат SM25 (Emerson and Cuming, Inc.) на основе синтетической слюды и геля кремниевой кислоты [Л. 10-10]

Свойства

Значения

Режим отверждения..............

Плотность, zjcM...............

Прочность при изгибе, кГ/см.........

Диэлектрическая проницаемость (10-10 гц) .

tgS (10=-10 гц)...............

Удельное объемное сопротивление, ом-см:

при 21°С . . .............

при 500° С...............

после 120 ч выдержки при 21° С и 90% относительной влажности воздуха . . . Электрическая прочность (образец толщиной

. 2,5 мм), KBJcM..............

Стойкость к тепловому удару (диапазон температур, °С, которую отливки выдерживают без

растрескивания) ...............

Видимая пористость, объеми. %........

16 ч при 120° С 1,8 70

Около 4,2 0,004

10 2-10

4-1 093-Г--56,7 Около 27

Таблица 10-12 Свойства некоторых компаундов для сверхвысоких температур [Л. 10-10]

* Природный силикат кальция.

Некоторые поставщики неорганических материалов для высокотеплостойких компаундов

Поставщики

Материал

Sauereisen Cements Co. Pennsylvania Salt Mfg. Co. Aluminum Co. of America U. S. Gypsum Co.

Orell, Inc. Russel Mfg. Co. Monsanto Chemical Co. -The Carborundum Co. Corning Glass Works

Duramic Probucts, Ins. Plibrico Co.

Philadelphia Quartz Co. Co Titanium Alloy Mfg. Div. of National Lead Co.

Цементы Sauereisen Цементы Synar Алюмо.кальциевый цемент Цемент Keene и штукатурный гипс

Компаунды Temporell Клеи Rusco

Алюмофосфаты Alkophos Заливочная изоляция Fiberfrax Стекло для пайки Thermal-Setting Компаунд Sur-Braze S Смесь РИ-ТаЬ Kasil № I

Различные цементы (см. табл. 10-9)

нитель. Перечень некоторых неорганических связующих приводится в табл. 10-7, а перечень наполнителей для высокотемпературных неорганических заливочных систем- в табл. 10-8. Наполнители применяются отчасти по тем же причинам, что и в органических заливочных системах: для снижения усадки, повышения прочности и регулирования температурного расширения.

Из керамических заливочных материалов типичными являются компаунды на основе фосфата алюминия и другие тугоплавкие материалы. Фосфат алюминия способен реагировать с такими материалами, как асбест, силикат магния, силикат кальция, окиси алюминия, цинка и свинца. Реакция фосфата алюминия с одним из этих материалов или их комбинацией приводит к образованию твердого водостойкого соединения. Однако эти материалы являются пористыми и, следовательно, гигроскопичными. Состав, детали технологического процесса и свойства некоторых заливочных огнеупоров приводятся в табл. ilO-9 и 10-ilO.

Другим высокотемпературным заливочным материалом является синтетическая слюда на связующем из

геля кремниевой кислоты (табл. 10-11). Свойства некоторых других систем неорганическое связующее - наполнитель описаны в табл. 10-12. Список некоторых фирм - поставщиков неорганических материалов для нагревостойкйх заливок приводится в табл. 10-13.

Пример -применения при БОО'С литьевых неорганических заливочных ком;поэи.ций показан на рис. 10-26, на котором изображена заливка обмотки электродвигателя.

Рис. 10-26. Пример применения герметизирующей системы, работающей при 500° С. Обмотка двигаталя герметизирована цементом, пропитанным стеклом (Westinghouse Electric Corp.).

Рис. 10-27. Засыпка силового трансформатора порошком окиси алюминия в виде сферических частиц (Bell Telephone Laboratories Inc.).

При ЭТОМ используется пропитанный стеклом материал типа цемента.

Материалы, описанные в этой главе, относятся к материалам так называемого жидкого заливочного типа. Эти материалы требуются для заливки, пропитки и герметизации. Однако в тех случаях, когда узел помещается в общий кожух и затем герметизируется, в качестве среды, в которой находятся узлы изделия, может служить сухой порошок. Kirkwood и Key сообщили о применении порошка при изготовлении силовых трансформаторов {Л. 10-12]. При этом использовалась окись алюминия в виде сферических частиц диаметром 0,126-0,346 мм. Пример применения показан на рис. 10-27.

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ . .

ФОРМЫ и ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ЗАЛИВКИ

Разумное использование приспособлений является одним из основных факторов, обеспечивающих правильное выполнение технологических операций при заливке электронного оборудования. Этот фактор особенно важен при технико-экономической оценке технологического процесса. Поэтому неудивительно, что этим проблемам посвящено много работ. Так как большая часть операций при заливке связана с формами, имеется больше данных по формам, чем по другим видам приспособлений.

Однако в процессе заливки требуются и другие виды приспособлений. Некоторые из них нужны для обработки залитых узлов. Это пилы, шлифовальные станки различ-ных типов. Сюда же относятся мельницы для размола смол и наполнителей. Кроме того, часто применяются приспособления и инструменты для очистки залитых деталей от грата, приспособления и оборудование для маркировки готовых изделий и устройства для удаления отливок из форм, использованных Для заливки. Если в технологический процесс включены операции покрытия, . например покрытие формы разделительными веществами или покрытие отдельных деталей в процессе герметизации, требуются специальные емкости для этих операций. Кроме того, могут требоваться специальные виды приспособлений и арматуры для особых целей. Однако ввиду ограниченности применения эти устройства здесь не рассматриваются.

ФОРМЫ

Формы могут изготовляться из различных материалов разными способами. Чаще всего формы изготовляют из металлов, пластмасс и иногда стекла, дерева и гипса. Каждый материал имеет преимущества и недостатки, и выбор материала зависит от назначения формы и экономических соображений.

Механически обработанные металлические формы. Подобные формы наиболее широко распространены в тех случаях, когда заливаемый узел имеет особо сложную форму или много вкладышей. В качестве примера