Основные электрофизические параметры слоистых пластиков
Материал | Основа | ρv, Ом·м | ε | tgδ | Епр МВ/м | Траб, °С |
Гетинакс | Бумага | 108...1011 | 6...7 | 0,035...0,08 | до 150 | |
Текстолит | Хлопчато- бумажная ткань | 106...108 | 0,07 | 4...8 | ||
Стекло- текстолит | Стекло- ткань | 0,02 |
Слоистые пластики изготавливают путем горячей прессовки исходного материала (основы), пропитанного фенолформальдегидными или другими смолами либо кремнийорганическим лаком (в случае получения стеклотекстолита). Пропитанный материал нарезают, собирают в пачку нужной толщины и прессуют.
Пропиточный материал заполняет поры между волокнами и слоями и при отвердении прочно связывает отдельные слои и одновременно повышает диэлектрические свойства.
Гетинаксиспользуют для изготовления печатных плат низкочастотной аппаратуры, предварительно облицовывая его с одной или двух сторон медной фольгой.
Текстолит стоек к ударным нагрузкам, поэтому его применяют в переключателях, выключателях и для изготовления фасонных изделий путем механической обработки.
Стеклотекстолитприменяют для изготовления печатных плат и различных деталей.
Неорганические диэлектрические материалы
Неорганические диэлектрические материалыпредставляют собой не менее разнообразную группу, нежели органические. Основой для их изготовления являются природные материалы и вещества. По виду исходного материала и методам получения представляется возможным их классифицировать на три группы, неравнозначные по количеству материалов:
- природные и синтетические слюдяные материалы;
- стекла;
- керамика. Диэлектрические свойства материалов первой группы представлены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 -Количественные параметры слюдяных диэлектрических материалов
Материал | ρv, Ом·м | ε | tgδ | Епр МВ/м | Траб, °С |
Мусковит K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O | 1012...1014 | 6...7 | 3·10-4 | 500...600 | |
Флогопит K2O·6MnO·Al2O3·6SiO2·2H2O | 1011...1012 | 5...6 | 15·10-4 | 800...900 | |
Фторфлогопит KMg3[Si3AlO10]F2 | 1014...1015 | 6...7,5 | 2·10-4 | ||
Микалекс | 6...8,5 | (3...10)× ×10-3 | 10...20 | 300...350 | |
Новомикалекс | 1010…1012 | 7,5…8 | 8·10-4 |
Слюда встречается в природе в виде кристаллов, способных расщепляться на пластины. Важнейшими модификациями слюды являются мусковит и флогопит. Из мусковита изготавливают конденсаторную слюду в виде пластин размером (7...60)х(4...50) мм толщиной (25...55)±5мкм и используют в качестве диэлектрика в разнообразных слюдяных конденсаторах (КСО, КСГ, СГМ).
Фторфлогопит- синтетическая слюда, которую получают искусственно, выращиванием кристаллов из расплава и используют в качестве изоляционных экранов в электронных лампах и в конденсаторах при рабочих температурах до 700 °С.
Микалексполучают на основе тонко размолотых порошков мусковита и легкоплавкого стекла и изготавливают в виде листов и стержней с последующей механической обработкой. Применяется в виде держателей мощных ламп, панелей, гребенок, корпусов катушек индуктивности, плат, переключателей и т.д. Допускает запрессовку металлических контактов.
Новомикалексявляется смесью фторфлогопита и стекла и обладает лучшими свойствами, чем микалекс. Область применения та же, что и у микалекса.
Вторая группа неорганических диэлектрических материалов более разнообразна как по типам материалов, так и по областям их применения.
Стекламиназывают неорганические квазиаморфные термопластичные вещества, представляющие собой смеси различных оксидов. Основой стекол являются стеклообразующие оксиды SiO2, B2O5, P2O5, которые совместно с оксидами щелочных (Na2O, К2О), щелочноземельных (ВаО, СаО) и оксидов металлов (РЬО, ZnO, AI2O3) составляют исходный продукт для варки стекол различного состава, а поэтому и различного назначения.
По составу стекла классифицируются на:
- оксидные - на основе SiO2, GeO2, B2O5, Р2О5;
- галогенидные - на основе галогенидов (в основном BeF2);
- халькогенидные - на основе сульфидов, селенидов, теллуридов.
По виду оксидов стекла классифицируют на силикатные, боросиликатные, алюмосиликатные, фосфатные и т.д. Обобщенная технологическая схема производства стекол может быть представлена рядом операций:
- приготовление смеси (шихты) исходных материалов в необходимой пропорции;
- варка стекол в стекловаренных печах при температуре 1300...2100 °С, когда летучие вещества (Н2О, СО2, SO3) удаляются, а оставшиеся оксиды реагируют между собой, образуя стекломассу;
- формование изделий методом выдувания, вытягивания, литья, прессования и достаточно быстрое охлаждение с целью получения аморфной структуры материала;
- отжиг для снятия напряжений, появляющихся из-за быстрого и неравномерного охлаждения;
- дополнительная обработка в виде шлифования, полирования, закалки, металлизации.
Применяются в виде изделий массового потребления, такие, как кинескопы, изоляторы, баллоны и ножки электровакуумных приборов, изготавливаются на автоматах.
Свойства стекол сильно зависят от их химического состава и режимов термообработки. В табл.3.6 приведены диэлектрические свойства стекол и коэффициент линейного расширения αl, характеризующий стойкость к тепловым импульсам и способность сварки с металлами. При большой разнице αlстекла и металла в месте сварки возникают трещины.
Таблица 3.6