Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.
Скачать (прямая ссылка):
Оценка работоспособности изделий только по внутренним напряжениям в компаунде оказывается совершенно недостаточной в тех случаях, когда наблюдается растрескивание компаунда или разрушение других элементов. В общем случае это происходит тогда, когда длительная механическая прочность компаунда или элемента конструкции в условиях сложного напряженного состояния становится сравнимой с уровнем внутренних напряжений.
Поэтому в [5, 9, 59—61] предлагается использовать в качестве критерия величину запаса прочности при одноосном растяжении, т. е. отношение длительной прочности к о0, определяемой из терморелаксационных кривых. Однако применение этого критерия требует трудоемкого определения длительной прочности, что не всегда возможно. Кроме того, в реальных условиях компаунд разрушается в условиях сложного напряженно-деформационного состояния, при котором не обязательно должны соблюдаться те же закономерности, что и при одноосном растяжении. Теми же авторами предлагалось при отсутствии данных по длительной прочности использовать в качестве критерия отношение прочности, определяемой по стандартной методике, к значению внутренних напряжений. При этом в неявной форме допускается, что для всех компаундов соотношения кратковременной и длительной прочности одинаковы, что маловероятно. Поэтому в настоящее время применение подобных критериев работоспособности ограничено, и вопрос о выборе оптимальных компаундов для определенных конструкций, и, следовательно, о разработке оптимальных конструкций для существующих компаундов нельзя считать решенным. В тех случаях, когда происходит разрушение других элементов (например, изоляции проводов, покрытий или малопрочных деталей),
174
ложно таким же образом сравнивать внутренние напряжения в деталях с их длительной или кратковременной прочностью.
Механическое взаимодействие компаунда и залитых элементов, рассмотренное выше, является частным случаем проблемы совместимости компаундов и защитных элементов. Механическое взаимодействие описано более подробно потому, что оно больше исследовано и наблюдается практически всегда. Однако во многих случаях не меньшее значение имеют и другие взаимодействия: например, некоторые компоненты компаундов или примеси в них могут взаимодействовать с поверхностью заливаемых деталей, изменяя их характеристики. Это особенно явно проявляется при использовании компаундов для герметизации полупроводниковых приборов, в микроэлектронике при заливке катушек из проводов с эмалевой изоляцией и др. В некоторых случаях работоспособность определяется адгезией, отсутствием газовыделения, водостойкостью, термостойкостью и т. д. Методы оценки совместимости компаундов с залитыми элементами практически не разработаны, и эта проблема остается наиболее сложной и важной для эффективного применения этих материалов. Некоторые данные имеются только для систем пропиточный компаунд — эмалированны!! провод [1, 3, 8, 63, 64]. В частности, в [63, с. 71] приведены сравнительные данные о влиянии различных компаундов на время жизни провода при повышенной температуре, когда разрушение изоляции происходит под действием внутренних напряжений в компаунде. Эпоксидные компаунды значительно в большей степени снижают срок службы изоляции, чем другие компаунды, что объясняется именно высокой адгезией, хорошими механическими свойствами и сравнительно высоким уровнем внутренних напряжений в эпоксидных компаундах: благодаря этому раньше происходит разрушение пленки эмаль-лака, а не компаунда или адгезионной связи на границе раздела. Таким образом, при выборе эпоксидных компаундов дли подобных систем необходимо помнить, что они могут значительно ухудшать работоспособность системы.
Роль внутренних напряжений в компаундах особенно проявляется после старения, которое, как правило, приводит к увеличению напряжений. При термическом старении повышаются и модуль, и Тс полимера; это вызывает резкий рост произведения ЕАТ и, соответственно, внутренних напряжений. Уменьшение ТКР, обычно наблюдающееся при термостарении, не может полностью компенсировать рост А7 и Е. Физико-химическое взаимодействие, напротив, проявляется наиболее интенсивно на стадии отверждения компаундов и при поверхностном взаимодействии компаунда с заливаемыми элементами, что может привести к изменению поверхностных характеристик полупроводников, разрушению полимерных изоляционных покрытий в ходе отверждения компаунда и другим нежелательным явлениям.
175
ЛИТЕРАТУРА
1. Фридман Е. И. Герметизация радиоэлектронной аппаратуры. М., Энергия 1978. 360 с.
2. Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций/Под ред. В. К. Князева. М., Советское радио, 1976. 520 с.
3. Ли X., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. Пер, с англ./Под ред. Н. В. Александрова. М., Энергия, 1973. 415 с.
4. Черняк К. И. Эпоксидные компаунды и их применение. Л., Судострое-
ние, 1967. 400 с.
5. Кан К. Я, Николаевич А. Ф., Шанников В. Al Механическая прочность
эпоксидной изоляции. Л., Энергия, 1973. 143 с.
6. Кацнельсон Al Ю., Балаев Г. А. Пластические массы. Справочник. Л., Химия, 1978. 460 с.
