Диссертация (Метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к возникновению ЭСР), страница 12

Вцелом можно выделить несколько характерных систем, которые отличаютсяпо реализующимся в них механизмам проводимости и характеризуются:- плотными контактами, сопротивление которых представляет собойсопротивление растекания (система I);- контактами через тонкие прослойки или зазоры, когда реализуетсятуннельный механизм проводимости (система II);-проводящимичастицами,разделеннымидиэлектрическимипрослойками толщиной более 2 нм и образующими внутреннюю емкостькомпозиционного проводника (система III)[77] .При уменьшении удельного объема проводящих частиц удельныйобъем систем II и III увеличивается, а системы I уменьшается.3.4Исходныедиэлектрикакомпонентыдляизготовлениямодельного71В настоящей диссертационной работе в лабораторных условияхпроводилось изготовление композитного диэлектрического материала наосновенасыщенногоуглеводорода(парафинаилицерезина)инаноразмерного проводящего порошка графитированной сажи с выбраннойоптимальной величиной удельной объемной электропроводности дляпроведения исследований в тестовых экспериментах.3.4.1 Диэлектрик парафин нефтянойПарафиннефтянойкристаллическогоэто воскоподобное веществостроения,смолекулярноймассойбелогоцвета300-450,врасплавленном состоянии обладает малой вязкостью.

Величина и формакристаллов парафина зависят от условий его выделения: из нефти парафинвыделяется в виде мелких тонких кристаллов, а из нефтяных дистиллятов идистиллятных рафинатов селективной очистки – в виде крупных кристаллов.При быстром охлаждении выделяемые кристаллы мельче, чем примедленном.Химическая формула: смесь предельных углеводородов (алканов)состава от С 18 Н 38 до С 35 Н 72 .Парафин инертен к большинству химических реагентов. Он окисляетсяазотной кислотой, кислородом воздуха (при 140°С) и некоторыми другимиокислителями с образованием различных жирных кислот, аналогичныхжирным кислотам, содержащимся в жирах растительного и животногопроисхождения.Получают парафин преимущественно путем депарафинизации иобезмасливания дистиллятного масляного сырья с использованием кетонароматических растворителей. В меньших масштабах твердый парафинпроизводят обезмасливанием без растворителей – фильтр-прессованиемохлажденного сырья с последующим потением полученного газа.

Для72получения товарных продуктов обезмасленные парафин подвергают очистке:сернокислотной, контактной, перколяционной, гицрогенизационной.По степени очистки твердые нефтяные парафины подразделяют навысокоочищенные и очищенные [78] П-1 - высокоочищенный парафин,применяется при изготовлении тары и упаковочных материалов жесткойконструкции, клеев и расплавов, имеющих соприкосновение с пищевымипродуктамиизготовлениииприменяемыхкосметическихприповышенныхпрепаратовитемпературах,вприфармацевтическойпромышленности.П-2 - высокоочищенный парафин, применяется для покрытия ипропитки гибкой упаковки пищевых продуктов, сохраняющей эластичностьпри пониженных температурах, а также в качестве компонентов сплавов дляпокрытия деревянных, бетонных, металлических емкостей, предназначенныхдля хранения пищевых продуктов; в производстве различных восковыхсоставов, изделий медицинской техники и косметических препаратов.В2, В3, В4, В5 - высокоочищенные парафины, предназначены дляиспользования в различных отраслях промышленности, предъявляющихособые требования к чистоте изделий, в частности марка В2 можетприменяться для изготовления резинотехнических изделий.Т-1, Т-2, Т-3, С - очищенные парафины технического назначения,предназначены для использования, как правило, в качестве сырьевыхматериалов в различных отраслях промышленности:Т-1 - применяется для изготовления товаров бытовой химии, вчастности свечей, и в других отраслях народного хозяйства;Т-2 - применяется для использования в химической, нефтехимическойпромышленности и в других отраслях народного хозяйства;Т-3 - применяется для пропитки и покрытий технических сортовбумаги, картона, текстиля, деревянных и металлических поверхностей;допускается применение в нефтехимической промышленности;73С-применяетсявнефтехимическойпромышленностидляпроизводства синтетических жирных кислот.Физические свойства очищенных твердых нефтяных парафинов П-2, Т1, Т-2 и Т-3 ГОСТ 23683-89 приведены в таблице 3.2.Таблица 3.2НаименованиепоказателяЗначение для маркиП-2Т-1Т-2Т-3Внешний видКристаллическаямасса белого цветаКристаллическая массабелого цвета, допускаютсяоттенки серого или желтогоТемпература плавления,°С, не ниже52,052,058,052,056,050,056,0Массовая доля масла, %не более0,801,802,303,00Электропроводность,Ом-1м-110-18…10-14---ЗапахОтсутствие---Содержание бензапирена Отсутствие---Массовая доля серы, %,не болееОтсутствие---Массовая доля воды, неболееОтсутствие--0,2Содержаниемеханических примесейОтсутствиеСодержание фенолаОтсутствие---Содержание фурфуролаОтсутствие---Содержаниеводорастворимых кислоти щелочейОтсутствие743.4.2 Проводящий наполнитель технический углеродТехнический углерод (сажа) - дисперсный углеродный продуктнеполного сгорания или термического разложения углеводородов, состоящийиз сферических частиц чёрного цвета.

Средний размер сажевых частиц 30—350 нм. Частицы сажи образованы из слоев углеродных атомов, подобныхслоям в графите. Эти слои состоят из шестиугольников, в вершинах которыхнаходятся атомы углерода (расстояния между ними 1,42 Ангстрем), но, вотличие от графита, слои в саже не плоские, а изогнутые, что иобусловливает сферическую поверхность частиц. Плотность сажевых частицоколо 2 г/см3. Насыпная плотность 0,05—0,5 г/см3, зависит от степениуплотнения сажи.Сырьём для производства сажи служат природный газ, ацетилен,жидкиеуглеводороды,каменноугольныеатакжесмолы,остаткиотсодержащиеперегонкибольшоенефтииколичествоконденсированных ароматических соединений. По способу производствасажи делят на три группы: канальные, печные и термические.Канальные (диффузионные) сажи получают при неполном сжиганииприродного газа или его смеси с маслом (например, антраценовым) в такназываемых горелочных камерах, снабженных щелевыми горелками.

Внутрикамеррасположеныохладительныеповерхности,накоторыхсажаосаждается из диффузионного пламени.Печные сажи получают при неполном сжигании масла, природногогаза или их смеси в факеле, создаваемом специальным устройством вреакторах (печах). Сажа в виде аэрозоля выносится из реактора продуктамисгорания и улавливается специальными фильтрами.Термическиесажиполучаютвспециальныхреакторахпритермическом разложении природного газа без доступа воздуха.Выходсажизависитотвидасырьяиеёдисперсности(выходтонкодисперсной сажи меньше, чем грубодисперсной). Промышленные сажи75содержат обычно более 98% углерода; 0,2—0,5% водорода; небольшиепримеси минеральных веществ и серы; в некоторые специальные сортавходит хемосорбированный кислород (до 10% по массе).

Сажа широкоприменяется во многих отраслях техники. Более 90% всей производимойсажи потребляет резиновая и прежде всего шинная промышленность.Используется в производстве чёрных лаков и эмалей и чёрных печатныхкрасок для полиграфии, употребляется как наполнитель для полученияразличных изделий из пластмасс, для изготовления копировальной бумаги,крема для обуви, грима, косметических красок и др. В производстве сухихэлектрических элементов применяется так называемая ацетиленовая сажа(получается при термическом или взрывном разложении ацетилена); онаотличаетсянаиболееразвитойвторичнойструктуройивысокойэлектропроводностью.

Технические требования для технического углеродаП-803 по ГОСТ 7885-86 приведены в таблице 3.376Таблица 3.3 Углерод технический П-803 по ГОСТ 7885-86. Техническиетребования.Наименование показателейУдельная условная поверхность, м2/гАдсорбция дибутилфталата, см3/100 гНормы по ГОСТу14 - 1886 - 1007,5 - 9,5РН водной суспензии в пределахПотери при нагревании при 105oС, %, не более 0,5Зольность %, не более0,2Массовая доля остатка после просева через ситос сеткой не более:0045 по ГОСТ 6613-86 (%)0,0805 по ГОСТ 6613-86 (%)0,001014 по ГОСТ 6613-86 (%)0,013.5Отработкатехнологииизготовлениякомпозитногодиэлектрического материалаМодельныйсопротивлениемдиэлектриксзаданным109 Ом·мбылудельнымполученпутемэлектрическимсмешиваниявысокоочищенного парафина П-2 и технического углерода (сажи) П-803,размер частиц здесь составляет порядка 25-150 нм.

Такое сочетаниеобусловлено высокой технологичностью и вместе с тем, простотойприготовляемых образцов. Основной задачей такой системы было получитьмодельныеобразцысзаданнойповторяемостьюэлектрофизическихпараметров.Стакан с парафином помещался на подогреваемую магнитнуюмешалку.Послерасплавления,встаканпомещалсямагнитисоответствующая процентному отношению навеска технического углерода.В течение получаса происходило перемешивание. Следует отметить, что входе экспериментальных работ наилучшая повторяемость результатовэлектрофизических свойств полученных образцов была достигнута при77однократном первичном добавлении сажи, а не путем добавления навесок вуже приготовленный модельный диэлектрик.