close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

19269

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.
3.
Кимстач Г.М., Щапов В.А. Изв. вузов. Химия и хим.
технология. 2008. Т. 51. Вып. 2. С. 24 – 26.
Диаграммы плавкости солевых систем. Справочник. Ч 1
и Ч 2. Под ред. Посыпайко В.И., Алексеева Е.А. М.: Металлургия. 1977. 417с., 304 с.
4.
5.
6.
Свойства неорганических соединений. Справочник.
Ефимов А.И. и др. Л.: Химия. 1983. 392 с.
Справочник химика. Т. 1. Л.-М.: Госхимиздат. 1963. 1071 с.
Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник.
Вып.1. Торопов Н.А. и др. Л.: Наука. 1969. 822 с.
Кафедра химии, экологии и безопасности жизнедеятельности
УДК 621.383:541.1
Е.М. Жукова, В.П. Севостьянов, Т.В. Холкина
СТАБИЛИЗАЦИЯ ПОЛИМЕРСОДЕРЖАЩИХ ЦЕМЕНТОВ МЕТОДОМ
ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
(Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского)
E-mail: katju83@mail.ru)
Экспериментально показано, что короткоимпульсное электрогидравлическое воздействие (напряжением до 20 кВ) на многокомпонентные гетерогенные пастообразующие системы стабилизирует их по гранулометрическому составу и по однородности
распределения твердых частиц в массе композита. Данный эффект достигается дополнительным дроблением твердых частиц в полимерной матрице, а также за счет возникновения в массе кавитации (ультразвуковых колебаний и высокого короткоимпульсного сжатия).
В знакосинтезирующих электронных индикаторных устройствах отображения визуальной
информации широко применяются наиболее перспективные полимерсодержащие диэлектрические
и токопроводящие цементы [1, 2]. В качестве основы в них используются различные по составу
полимерные связующие с добавлением диэлектрических оксидных или токопроводящих метал-
лических порошков (табл.). Согласно конструкции
индикаторов, цементы наносятся либо на стеклянные платы индикаторов, либо на диэлектрические
дорожки из стеклофритты. Последняя представляет собой смесь мелкодисперсного порошка из низкоплавкого стекла с органическим биндером, наносимая на электронную плату или стеклофритту
трафаретным способом.
Таблица
Некоторые характеристики цементов, применяющихся в конструкции знакосинтезирующих индикаторов
Table. Some characteristics of cements using in the construction of character displays
Тип фосфатных цементов на основе
Характеристики
цементов
Хрома
Алюминия
Никеля
Меди
Назначение
Диэлектрический
Токопроводящий
Связующие, мас. %.
25-30
30-35
Наполнитель, соотношение мас. часАлунд: каолин: (NH3)3PO4 = 12:2:1 Ni:NiO = 9:1
Cu:CuO = 9:1
тей
Разбавитель (H3PO4 ), мас. %
15-20
10-15
Время жизни цемента, ч
120
24
4
8
Температура отверждения, °С
350-400
120-400
50
Усилие сдвига капли цемента
45-50
10-15
2-5
со стекла, сПа
Электрическое сопротивление кон–
–
0,2-2,0
такта после отверждения, кОм/см2
110
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2008 том 51 вып. 11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При изготовлении индикаторов применяют
тестирование цементов путем трафаретной накатки их в виде многослойного «пирога» (токопроводящий – диэлектрический – токопроводящий) на
герметизирующую стеклофритту (рис. 1), с последующим термоотверждением и анализом качества
слоев (на наличие разрыва сплошности, вкраплений, гладкой и однородной поверхностной текстуры и т.д.), короткого замыкания или величины
пробойного напряжения между токопроводящими
слоями. Стабилизация этих параметров явилась
целью настоящей работы.
а
б
Рис. 1. Микрофотографии шлифа многослойной системы: а –
полимерсодержащие цементы, изготовленные по стандартной
технологии, б – тоже после обработки методом электрогидравлического воздействия (1 – токопроводящий цемент, 2 –
диэлектрический цемент, 3 – стеклофритта). Увеличение 300
Fig. 1. Micro photos of multi layer system section: а – polymercontaining cement producing on conventional technology, б – the
same after treatment of electro- hydraulic action (1 – conductive
cement, 2 – dielectric cement, 3 – glass frit). Magnification is 300
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Электрогидравлическое воздействие (ЭГВ)
на образцы осуществлялось на установке типа ТХ20,0-9 с конструкцией электродов в реакторе «острие-острие» [3] при рабочем (пробойном) напряжении 10-12 кВ.
Низкоплавкое стекло (типа АЯЗ-6) было
изготовлено из шихты при соотношении компонентов (мас. ч.):
PbO:SiO2:H3BO3:Al2O3:CdO:K2CO31/5H2O=
=50,5:31,2:10,5:4,0:2,0:1,8.
Варка стекла проводилась при условии:
тигли – корундовые; рабочая температура варки
860-890С; скорость нагрева 150-180С/ч; время
полного цикла 1-2 ч. Температурный коэффициент
термического расширения стекла составлял
K = 107 К–1 (при Т = 20-300 С), а линейного К =(60±2)·10–7 К–1 (при Т = 20-300 С).
Полученное стекло анализировалось петрографическим методом с целью определения
кристаллической фазы, размера частиц стекла, наполнителя и их соотношений (до и после выжигания органической связки); дифференциальнотермическим анализом для выявления характеристических температур; полным количественным
химическим анализом готового цемента; просвечивающей микрофотографией на микроскопах вы-
сокого разрешения, включая наблюдения на МИ-8
и ПОЛАМ-Л-211.
Закалка стекла стандартная – методом выливания расплава в холодную воду. В результате
этого стекломасса растрескивалась и в таком виде
поступала на гранулирование.
Гранулят измельчался на валковой мельнице в фарфоровых барабанах с алундовыми шарами. Для исключения негативного влияния гранулометрического состава стеклофритты на границе ее раздела с цементами, стеклопорошок проходил дополнительную обработку ЭГВ с последующим отбором методом седиментации фракции
253 мкм.
Далее порошки смешивались с органическим биндером из этилцеллюлозы и терпинеола
(25 мас. %) до вязкости готовой стеклофритты
2200200 сПз (при Т = 25 С).
«Гомогенная» однородность цементов
(табл.) обеспечивалась многочасовой (более 24-30 ч)
их обработкой стандартными пастатерками.
Накатка цементов осуществлялась методом
сеткографии с размерами ячеек сетки 68 меш/дюйм.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Как видно из рис. 1а, в процессе серийной
накатки и отверждения диэлектрические и токопроводящие слои цементов различны по толщине.
Токопроводящие системы (рис. 1а, 2) неравномерны по цвету, в них отмечены вкрапления агломератов металлических частиц, области «вспенивания», короткого замыкания и разрыва сплошности
(рис. 2).
Рис. 2. Микрофотографии шлифа многослойной системы:
1 – токопроводящий и 2 – диэлектрические цементы с вкраплениями металлических частиц; 3 – стеклофритта, 4 – разрыв
сплошности и короткое замыкание; 5 – область «вспенивания» цемента. Увеличение 700
Fig. 2. Micro photos of multi layer system section: 1 – conductive
and 2 – dielectric cements with inclusions of metal particles;
3 – glass frit, 4 – uniformitybreak and short-circuit; 5 – area of
cement foaming. Magnification is 700
Как было показано ранее [3], ЭГВ эффективно стабилизирует многокомпонентные полимерные пастообразующие системы как по уменьшению и стабилизации гранулометрического состава, так и по однородности перемешивания
компонентов. Первое обстоятельство достигается
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2008 том 51 вып. 11
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
p·10-4, mop
Р·10-4, Тор
100
1 2 3 4
10
1
0,1
0,01
0
100
200
°C
300 T, 400
Рис. 3. Зависимость парциального давления воды от температуры в процессе газоотделения цементов: 1 – цемент из алунда, отвержденный при T = 250 °C; 2, 3 – алюмофосфатный
цемент, отвержденный при температурах 350 и 400 °C;
4 – алюмофосфатный цемент, отвержденный при температуре
400 °C, после электрогидравлического воздействия
Fig. 3. Water vapor partial pressure vs temperature in process of
cements gas evolution: 1- alundum cement cured at T=250 0C; 2,3
– phosphate- alumina cement cured at T=250 0C and 400 0C, respectively; 4 - phosphate- alumina cement cured at T=400 0 after
electro- hydraulic action
дополнительным дроблением металлизированных
частиц в полимерной матрице, а второе – за счет
возникновения в ней кавитации ультразвуковых
колебаний в поле электрогидравлического воздействия и высокого (до 1000 ат.) короткоимпульсного сжатия. Это подтверждается тем фактом, что
обычная УЗ обработка (мощность до 10 Вт/см2,
экспозиция 20-25 мин.) мало влияет на улучшение
гомогенности системы в целом и, как следствие,
реализацию равномерных слоев (рис. 1б).
Важным является следующее обстоятельство. Ранее [1, 4] было установлено, что при термических обработках в цементах отмечается интенсивное газоотделение, а на масс-спектрограммах фиксируется увеличение пиков, соответствующих массам Н2О, СО2, углеводородов и т.д.
Этот факт является принципиально важным в технологии изготовления вакуумно-люминесцентных
индикаторов, так как улучшает и стабилизирует
остаточную вакуумную атмосферу в лампах.
Электрогидравлическое воздействие дополнительно смещает газоотделение в область более высоких температур и улучшает качество электронных приборов (рис. 3).
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
Севостьянов В.П., Ракитин С.А. Экстремальные физические воздействия в технологии производства изделий
знакосинтезирующей электроники. Саратов: СГАП.
1999. 228 с.
Севостьянов В.П. и др. Изв. вузов. Электроника. 2004.
№ 6. С. 18-21.
Севостьянов В.П., Ракитин С.А., Пудовкин Н.Г. Приборы и техника эксперимента. 2000. № 3. С. 321-324.
Финкельштейн С.Х. и др. Приборы и техника эксперимента. 1999. № 1. С. 142-144.
Кафедра технической химии и катализа
112
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2008 том 51 вып. 11
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
305 Кб
Теги
19269
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа