Характеристикалар
|
Паст частота учун
мўлжалланган гетинакс I,II,III ва V
|
Паст час-тота учун мўлжалланган гетинакс А, Б, Г
|
Бағловчи смола асосида олинган шиша текстолитлар
|
Фенол формальде-гидли
|
Кремний – органик
|
Эпоксид ва кремний - органик
|
Зичлиги, кг/м3
|
1350-1450
|
1300-1400
|
1600-1700
|
1700-1800
|
1800-1900
|
Эгилишдаги мустаҳкамлик чегараси, Н/м2
|
(800-1200)·105
|
(700-
1000) ·105
|
(950-1200) ·105
|
(1500-1700) ·105
|
(2000-
4200) ·105
|
Чўзилишдаги мустаҳкамлик чегараси, Н/м2
|
(600-1300)·105
|
(350-600) ·105
|
(700-900) ·105
|
(900-
1290) ·105
|
(1750-
2500) ·105
|
Зарбий қовушоқлиги, кЖ/м2
|
15-22
|
20-30
|
35-52
|
20-50
|
140-250
|
Иссиққа бардошлиги (Мартенс бўйича), ºС
|
150-160
|
135-160
|
180-220
|
200-220
|
185-200
|
Солиштирма ҳажмий қаршилиги, Ом·м
|
108-1011
|
107-109
|
109-1010
|
1011-1012
|
1011-1012
|
Диэлектрик сингдирувчанлиги
|
6-8
|
6-7
|
5-7
|
5-6
|
6-7
|
Диэлектрик исрофлар бурчак тангенси
(50 Гцда)
|
0,05-0,08
|
0,08-0,18
|
0,05-0,09
|
0,006-0,012
|
0,008-0,014
|
Бакелитланган цилиндр ва найлар асосан трансформаторлар ва электр аппаратларнинг ички изоляцияси учун ишлатилади. Ўралган буюмларнинг механикавий ва электрик характеристикалари прессланган пластмассаларннкига; гетинакс, текстолит ва шиша текстолитларникига қараганда бирмунча паст бўлади.
Адабиётлар:
1) К.П.Богородиский, В.В.Пасинков, “Электротехнический материали”1985г
2) И.Холикулов, М.М.Нишонова”Электрон техника материаллари“ Тошкент шарк 2006й
3) Н.В.Никулин, В.А.Назаров ”Радиоматериаллар ва компонентлар “ Тошкент
Маъруза№9
Мавзу: Поликонденсацион диэлектриклар
Режа:
1. Поликонденсацион полимер диэлектриклар
2. Лавсан асосида тайёрланган материаллар
Таянч иборалар: поликонденсация реакцияси, поликонденсацион диэлектриклар, фенол ва формалpдегид, резол полимерлар, новолак полимерлар, лавсан, термопластик полимидлар,
Поликонденсацион полимер диэлектриклар поликонденсация реакциялари натижасида ҳосил килинади. Поликонденсация бир ёки бир неча қуйи молекуляр моддаларнинг қўшимча реакция махсулотлари сув, газсимон ва бошқа оддий моддалар ажралиши билан борадиган реакциясида юкори молекуляр модда ҳосил бўлиши жараёнидир. Бу холда олинадиган полимернинг элементар таркиби бошланғич мономер таркибидан фарқ қилади. Поликонденсация реакциясининг яна бир характерли хусусияти унинг босқичли ривожланишидир. Реакциянинг хар бир босқичида оралиқ барқарор моддалар - олигомерлар ҳосил бўлади.
Поликонденсация реакцияси катализаторлар киритиш билан активлаштирилади. Катализаторлар реакция турига қараб танланади. Масалан, агар реакция жараёнида сув ҳосил бўлса, сувни ўзига олувчи хоссали катализатор, масалан, бирор кислота танланади. Катализатор иложи борича кам микдорда олинади, чунки у ҳосил қилинган диэлектрикни ифлослаштириши, натижада унинг электр характеристикасини ёмонлаштириши мумкин. Поликонденсацияларнинг баъзи турлари катали-заторларсиз ҳам бориши мумкин.
Поликонденсацион диэлектриклар, кўпинча, термореактив моддалардан иборат бўлиб, қизиганда юмшамайди. Улар одатда аморф тузилишга эга бўлади ва шунинг учун смолалар деб аталади. Радиоэлектроникада кенг қўлланиладиган диэлектриклар-поликонденсацион полимерларни қараб чиқамиз.
Фенолоалғдегид (резол) полимерлар охирги махсулот сифатида аморф тузилган термореактив моддалардир. Улар фенолни (ёки крезолни) алғдегидлар билан ишқорли катализаторлар иштирокида поликонденсация реакцияси натижасида ҳосил қилинади.
Резол полимерлардан бакелитлар кўп ишлатилади. Улар фенол кристали С6Н5ОН ва газформалғдегид СН2О ни барий гидроксиди ВаОН ёки аммоний гидроксиди МН4ОН катализатори иштирокида поликонденсация реакциясига киритиш натижасида олинади. Бунда формалғдегид фенолдан кўпроқ олинади.
Реакциянинг биринчи босқичида бошланғич А босқичдаги бакелит смола (олигомер) — сариқ рангли киёмсимон масса ҳосил бўлади. Қўшимча реакция махсулоти сифатида сув ҳосил бўлади, у реактордан суриб чиқарилади. Олигомер вакуумда 60—70°С температурада қуритилиб, кейин металл идишларга (қолипларга) қуйилади. Хона температурасигача совитилган А босқичдаги бакелит қаттиқ, мўрт, қиздирилса суюқланувчи ва этил спиртда эрувчан моддадан иборатдир.
Қиздириш давом эттирилса, А босқичдаги бакелит В босқичга ўтади, у 95°С гача қизигандаёк юмшайдиган бўлиб қолади, бироқ эритгичларда эримайдиган бўлади. Бакелит 120°С гача қиздирилса, охирги С босқичга ўтади. У бу босқичда уч ўлчовли катта молекулалардан иборат бўлиб, суюқланмайди ва эримайди.
Бакелитларнинг бу хоссаси улардан босма платаларда қўлланиладиган термореактив кўп қатламли диэлектриклар (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит) ишлаб чиқаришда қўл келади, А боскичдаги қуритилган бакелит (олигомер) лак олиш учун этил спиртида эритилади, унинг таркибида 50— 60% бакелит бўлади. Толали асослар (коғоз газламага) лак шимдириб ва уларни иссиқ пресслаб қатламли диэлектриклар олинади. Иссиқ пресслаш усули билан пластмасса буюмлар ишлаб чиқаришда боғловчи модда сифатида кукунсимон махсулотдан фойдаланилади.
Фенол ва формалpдегид асосида олинган полимер фенол-формалғдегидли полимер деб аталади. Агар фенол ўрнига мойсимон суюқлик кўринишидаги крезол СН3С6Н4ОН олинса ва крезол билан формалғдегид поликонденсацияланиш реакциясига киритилса, крезолформалғдегидли полимер ҳосил бўлиб, унинг электр характеристикаси фенолғформалғдегидли полимерникидан яхши бўлади. Резол полимерларининг у ёки бу хоссаларини яхшилаш учун уч ёки ундан кўп бошланғич мономер модда, масалан, фенол, анилин ва формалғдегидлар биргаликда поликонденсацияланади. Бунда ўзининг юқори электр характеристикаси билан фарқ қилувчи фенолоанимино-формалғдегидли полимер ҳосил бўлади.
Қиздирилганда пластмасса буюмларнинг барча резол полимерлари охирги С босқичга, яъни суюқланмайдиган ва эримайдиган ҳолатга ўтади. Резол полимерларнинг охирги С босқичдаги асосий характеристикалари: зичлиги
12501270 кг/м2; = 1010 1012Омм; r= 56; = 0,008О,01:
Емус= 1215 МВ/м.
Резол полимерлар ва улардан ясалган буюмлар намликка, минерал мойларга чидамли, бироқ электр учкунга бардош беролмайди. Кучсиз электр учқуни таъсирида ҳам резол полимерларнинг учқун теккан сиртлари осонгина куйиб, кўмирга айланади, яъни ток ўтказувчан қисмга айланиб қолади. Шу сабабли резол полимерлардан ясалган пластмасса буюмлардан. электр учқуни ҳосил бўлиш хавфи мавжуд жойларда фойдаланиш тавсия этилмайди.
Новолак полимерлар ҳам резол полимерлар каби фенол (ёки керезол) билан формалғдегид орасидаги поликонденсация реакцияси натижасида олинади, бунда формалғдегид фенолга нисбатан камроқ ишлатилади. Реакцияда кислотали катализатор, кўпинча сулфат кислота қўлланилади. Қуритилгандан кейин ҳосил бўлган новолак полимер (жигарранг қуюқ масса) иссиқ ҳолатда идишларга қуйилади. Совиган полимер мўрт аморф тузилган, этил ва метил спиртларда ҳамда ацетонда яхши эрийдиган моддадан иборат бўлади.
Новолак полимерлар термопласт моддалар бўлиб, узоқ сақланса ва ҳатто 180°С гача қиздирилса ҳам юмшоқлигини ва эрувчанлигини сақлайди. Бу полимерлар уротропин (СН2)6Н4— гексаметилентетрамин билан аралаштириб қиздирилса суюқланмайдиган ва эримайдиган ҳолатга ўтиши мумкин. Бунинг учун кукун шаклидаги полимерга 7—12% гексаметилентетрамин қўшиб, яхшилаб аралаштирилади. Ҳосил бўлган массадан пўлат 160—180°С гача қиздирилган прессформаларга солиб, буюмлар пресслаб тайёрланади. Уротропин бу температурада аммиак ва формалғдегидга ажралади, улар новолак полимер билан реакцияга киришиб уни суюқланмайдиган ва эримайдиган материалга айлантиради. Бу жараён жуда тез ўтади. Шунинг учун новолак полимерларнинг уротропин билан аралашмаси тез прессланувчи пластмассаларнинг асоси сифатида кенг қўлланади.
Қотирилган новолак полимерларининг характеристикалари резол полимерларникига нисбатан анча паст
= 109 1010Омм; r= 6 7; =0,040,05; Емус = 1012 МВ/м.
Новолак полимерларнинг электр характеристикалари паст ва нам ютиш қобилияти юқорилиги улардан асосан радиоаппаратураларнинг ёрдамчи деталлари (бурагичлар, тугмачалар) ни ишлаб чиқаришга имкон беради. Новолак полимерлар асосида пресслаб тайёрланадиган энг яхши материаллар паст частоталарда қўлланадиган пластмасса буюмларни ишлаб чиқаришда ишлатилади.
Эпоксид смолалар — қовушқоқлиги кичик сариқ ёки оч жигарранг суюқликлардан иборат. У каммолекуляр (олигомер) модда бўлиб, хлорланган глицерин ва диан (ёки резорцин) ларни поликонденсациялаш натижасида ҳосил қилинади. Эпоксид олигомерлар ишқорли муҳитда (25% ли ўювчи натрий NaОН) ҳосил бўлади. Олигомерларнинг чизиқли молекулалари
/°\
Н2С - СН— эпоксид группаларини ўз ичига олади ва шу сабабли эпоксидли деб юритилади. Эпоксид группаларнинг кимёвий активлиги юқори.
Суюк эпоксид олигомерга кукунсимон ёки суюқ қотиргичлар киритилса, унда чизиқли олигомер молекулаларининг бирикиб (қўшилиб) катта молекулалар ҳосил бўлиш жараёни бошланади. Молекулаларнинг бирикиши эпоксидли группалар соҳасида содир бўлади, натижада қаттиқ. термореактив модда — электр ва механик характеристикаси юқори шаффоф эпоксид полимер ҳосил бўлади. Эпоксид полимерларнинг бу хоссалари туфайли улар радио саноатида радиоаппаратураларнинг турли қисмларини герметиклаш учун кенг қўлланади.
Қотирувчи аралашма (компаунд) лари ишлаб чиқилгунга қадар радиокомпонентларни ташқи таъсирлар (намлик ва бошқалар) дан ҳимоя қилиш учун кавшарлаб уланган пўлат ғилофлардан фойдаланилган. Бу эса РЭА ларнинг ўлчамлари катта бўлишига, металл сарфлашга ва буюмларни тайёрлаш мураккаблашувига сабаб бўлган. Янги технологияга кўра гер-метикланувчи радиокомпонентлар пўлат қолипга жойлаштирилиб, унга қотиргич қўшилган суюқ эпоксидли олигомер қуйилади. Эпоксидли олигомер киритгандан сўнг қаттиқ. блок ҳосил бўлади ва пўлат қолип ечиб олинади. Қотган блокларнинг мўртлигини йўқотиш учун суюқ эпоксидли олигомерга қотиргич билан бирга пластификаторлар ҳам қўшилади.
2. Лавсан асосида тайёрланган материаллар
Лавсан (полиэтилентерефталат)-терефтал кислотаси билан этиленгликолни поликонденсациялаш натижасида олинадиган юқори полимер материал. Бунда ҳосил бўладиган полимер тез совитилса, аморф структурали, 80СС гача бардош берадиган қаттиқ. шаффоф материалга айланади.
80°С дан юқори температурада лавсаннинг аморф структурали лавсан 1320 кг/м3 зичликка ва 264°С юмшаш температурасига, кристалл структурали лавсан эса 1420 кгм/м3 зичликка ва 260°С эриш температурасига эга бўлиб, б=5070МПа; а= 1530 кЖ/м2; = 10140м • м;
tg= (12) • 10-2; r= 3; Емус 1517 МВ/м.
Кўп ишлатиладиган электрдан изоляцияловчи лавсан плёнкалар эриган лавсандан, экструзия усули билан олинади ва ўзаро перпендикуляр икки йўналишда чўзилади. Бунда плёнка кристалл структурага эга бўлади, бироқ шаффофлигича қолади. Плёнканинг характеристикалари қуйидагича б=120172МПа; l =5060%; нам ютувчанлиги 0,5% дан ортик эмас (7 суткада): = 1012 1013 Омм; r =3,2; tg= (5 8)• 10-3; Емус= 120160 МВ/м (қалинлигига боғлиқ): =0,15Вт. Лавсан плёнкалар 325 мкм қалинликда ишлаб чиқарилади ва конденсаторлар ишлаб чиқаришда қўлланади.
Эритилган лавсандан турли шаклдаги буюмлар (платалар, ғалтакларнинг каркаслари) тайёрланади. Модификацияланган лавсан асосида металларга нисбатан яхши адгезияли электр изоляцион лаклар олинади, шунинг учун улардан чўлғам симларини изоляциялашда фойдаланилади.
Лавсан асосида тайёрланган материаллар моғор замбуруғларига ва бошқа микроорганизмларга чидамли, механик ва электр характеристикалари юқори, қизишга чидамлилиги 150°С гача, совуқбардошлиги 60°С гача. Лавсан плёнка асосида эгилувчан зарсимон диэлектрик ЛФ-1 тайёрланади. У мис зари ёпиштирилган лавсан плёнкадан иборат. Бу диэлектрик кўп қатламли босма платалар, босма ўтказгичлар ишлаб чиқаришда қўлланади. Зар ёпиштирилган лавсан диэлектрик ушбу характеристикаларга эга: = 1010 1011 Омм; r = 3,5; tg= (56)10-2; Емус= 100125 МВ/м; нам ютувчанлиги (24 соат ичида) 0,02 % дан ортик эмас; иш температураси -50 дан +1000С гача.
Полиорганосилоксанлар (силиконлар) - қизишга чидамлилиги юқори полимерли кремний-органик материаллар. Бу диэлектриклар жуда катта диэлектриклар оилсини ташкил этади, унга электр изоляцион суюқликлар, каучуклар ва резиналар, пластмассалар, локлар ва компаундлар киради. Кремний-органик диэлектрикларнинг характерли хусусиятлари иш температураси оралиғи кенг (-60 дан +200 гача): намга ва иқлимга чидамли, электр характеристикалари юқори. Кремний-органик материалларнинг бундай аталишшга сабаб шуки, уларнинг молекулалари таркибига кремний атомлари ва уларга қўшилган турли органик радикаллар R киради, масалан, СН2, СН3, С2Н5 ва бошкалар. Кремний-органик полимерларнинг молекулалари қуйидаги кўринишда бўлади:
Бу молекулалар асосида атомларнинг Si-О-S атомларнинг силоксан группаланиши (кремний-кислород-кремний) ётади, улар боғланиш энергиясининг катталиги билан фарқланади. Бу эса диэлектрикларнинг қизишга чидамли бўлишини тахминлайди. Бундай полимер материаллар молекулаларида атомларнинг силоксан гуруҳлари бўлиши уларни по-лиорганосилоксанлар деб аталишига мос келади.
Қўшилган органик радикал R га ва битта кремний атомига тўғри келувчи радикаллар сонига қараб, суюқ каучуксимон эластик қаттиқ ва мўрт диэлектриклар ҳосил қилиш, шунингдек локлар ва эмаллар олиш мумкин. Кўп ҳолларда кремний-органик полимерлар — шаффоф, рангсиз ёки оч сариқдан оч жигарранггача бўлиши мумкин.
11-расм
Кремний-органик резиналар компаундлар ва эмалларга турли ранг ва тус берувчи тўлдиргичлар ва ранглар киритилади. Кремний-органик диэлектриклар — кучсиз қутбли моддалар; уларнинг электр характеристикалари ўзгарувчан кучланиш частотасига кам боғлиқ.(29-расм).
Кремний-органик диэлектрикларнинг электр характеристикалари юқори даражада:
=10121014Омм; r=2,6 4; tg = 0,00050,005; Емус=3080 МВ/м лок плёнкалари учун Емус=130150 МВ (м) дир.
Бу диэлектрикларнинг электр характеристикалари қиздирилганда (30-расм), иссиқда ва сувда кўп ишлаганда ўзгаради. Уларнинг электр характеристикалари юқори ва кучланиш частотасига кам боғлиқ бўлиши, улардан радиоқурилмаларда кенг фойдаланиш имконини беради.
Кремний-органик диэлектрикларнинг афзалликлари каторига-иш температуралари оралиғининг катталиги (-60 дан +180°С гача, уларнинг кўпчилигида -70 дан +200°С ва ундан юқори), намга, электр учқунига ва иқлимга чидамлилиги киради.
12-расм
Полиорганосилоксанлар икки хил усулда: алкилхлорсиланлар ёки алкилалкоксиланларни гидролизлаш маҳсулотларидан иборат бошланғич моддаларни поликонденсациялаш ёки полимерлаш билан олинади. Поликонденсация натижасида термореактив полиорганосилоксанлар ҳосил бўлади, улар шаффоф смолалар кўринишида бўлиб, турли термоизоляцион материаллар (пластмассалар, локлар, компаундлар) ишлаб чиқаришда кенг қўлланади. Полимерлаш усули билан, одатда, молекулалари чизиқли структурали полиорган осилоксанлар олинади. Булар қизишга чидамли кремний-органик каучуклар ва резиналардир.
Саноатда кремний-органик пластмассалар, локлар, резиналар, эмаллар, компаундлар кўплаб ишлаб чиқарилади.
Полимидлар—қизишга чидамли ёнмас полимер диэлектриклар бўлиб, улар кенг температуралар оралиғида (-190 дан +250°С гача) узоқ муддат ишлай олади. Электр характеристикаларининг юқорилиги кимёвий инертлиги ва радиацион нурланишларга чидамлилиги улардан махсус РЭА ларда диэлектриклар сифатида фойдаланишга имкон беради.
Диэлектриклар сифатида кенг кўлланиладиган полимидлар пиромеллит кислота диангидриди ва хушбўй бирикмалар—диаминларни поликонденсациялаш натижасида олинади. Бундай полимидлар полипиромеллитимидлар деб аталади. Бу диэлектриклар, одатда, аморф структурага эга бўлиб, улар фақат узоқ муддат иссиқ ишлов берилгандагина кристалл структурага айланади. Полипиромеллитимидлар бошка полимидларга нисбатан юкори кизишга чидамлиликка эга. Улар парчаланиш температурасигача (435°С) юшамайди ва концентрацияланган сулғфат ва нитрат кислоталар ҳамда баъзи ишқорлардан ташқари ҳеч қайси эриткичда эримайди.
Полипиромеллитимиддан 5-100 мкм қалинликдаги изоляцион плёнкалар (ПМ плёнка) тайёрланади. Плёнка тўқ сариқ рангда бўлиб қуйидаги характеристикаларга эга: зичлиги 1420 кг/м3. б=80100 МПа; қизишга чидамлилик 220-250°С; совуқбардошлик -60 дан -150°С гача: нам ютувчанлик 0,8% дан ортиқ эмас (24 соат ичида);
=1014 1015Омм; r = 2,8 2,5; tg=(28)10-3 Eмус=70150 МВ/м.
Бошланғич моддалар таркиби ва полимерлаш жараёнининг боришига боғлиқ равишда турли структурали молекулаларга, демак турли хоссаларга эга бўлган полимидлар олиш мумкин. Масалан, ПМ плёнкалар термореактив, юмшамайдиган ва уланмайдиган моддадир. Бошқа моддадан тайёрланган полимид (ДФ-ФГ) термопластик модда бўлиб, юмшаш темпера-тураси 4,70°С га тенг. Улар қизиган ҳолида бир-бирига уланиши ва турли буюмлар шаклига кириши мумкин. Полимид плёнкаларнинг электр характеристикалари юқорилиги сабабли босма монтажлар учун эластик электр изоляцией асослар ишлаб чиқаришда, шунингдек радиоппаратуралардаги юпқа электр изоляцией кистирмаларни тайёрлашда ишлатилади.
Термопластик полимидлар асосида диэлектрик ва конструкциялашда ишлатиладиган турли пластмасса буюмлар тайёрланади. Бунда соф полимидлар ҳам, шиша тола ва бошқа иссиқбардош тўлдиргичлар қўшилган полимидлар ҳам қўлланади. Термопластик полимидлардан ҳар хил буюмлар тайёрлаш учун 370-400°С да 100-200 МПа босим остида қиздириб пресслаш усулидан фойдаланилади.
Полимиддан тайёрланган буюмлар қуйидаги характеристикаларга эга: зичлиги 1420 кг/м3; иссиқбардошлиги 220°С гача; совуқда чидамлилиги -155 дан -180°С гача: б=95 МПа; а=5060 кЖ/м; (шиша тола тўлдирилган бўлса, б=140 МПа; а=11О140 кЖ/м2); намшимиш даражаси 0,8% (сувда қайна-тилгандан сўнг 24 соат давомида),
=10140мм; r= 3,5; tg= (2 5)10-3; Емус= 25 МВ/м.
Ёнмаслиги, иқлимга чидамлилиги, радиацион нурига чидамлилиги уларнинг радиоэлектроникада кенг қўлланилишига имкон беради.
Юқорида айтиб ўтилганидек кўпчилик полимидлар — эримайдиган ёки қийин эрийдиган моддалардир. Бироқ полимидларнинг яхши эрийдиган турларини олиш ва улардан елим тайёрлашда чўлғам симларини изоляциялаш учун электрдан изоляция қилувчи локлар ва эмалғ-локлар тайёрлашда фойдаланиш мумкин. Полимид локларнинг эритувчилари — ксилол, диметилформамид. Ҳамма полимид локлар ва елимлар металларга, кўпгина пластмассаларга ва керамик (чинни) буюмларга яхши адгезияланади. Полимид елимлар билан металларни бир-бирига елимлаш 14-16 МПа босим остида бажарилади ва кейин елимли чок 300°С да пиширилади.
Чўлғам симларга киритилган эмалғ-лок полиамид қопламлар 5-20 мкм қалинликда бўлиб, 220°С да узоқ муддат ишлаши мумкин. Уларнинг электр характеристикалари:
= 1014Омм; tg=(13)10-4; Емус = 130170 МВ/м.
Чўлғам симларидаги эмалғ-лок қопламлар сиқилишга қаршилиги катта ва термик таъсирларга чидамли бўлиб, симнинг температураси 500° С гача кескин ортишига ҳам бардош беради, ҳолбуки полиэфир қопламлар 125°С даёк емирилади. Бундан ташқари, полиэфир қопламалар эмалғ-лок қопламаларга ва бошқа плёнка ҳосил қилувчи моддаларга нисбатан тез еми-рилади.
Адабиётлар:
1) К.П.Богородиский, В.В.Пасинков, “Электротехнический материали”1985г
2) И.Холикулов, М.М.Нишонова ”Электрон техника материаллари“ Тошкент шарк 2006й
3) Н.В.Никулин, В.А.Назаров ”Радиоматериаллар ва компонентлар “ Тошкент
Do'stlaringiz bilan baham: |