Технологические средства получения механических прочных клеевых соединений

Для повышения механической прочности клеевых соединений необходимо:

- использовать термореактивные клеи с функциональными поляр­ными группами;

- обеспечивать высокую удельную поверхность контактирования клея с поверхностью деталей;

- производить тщательную очистку и обезжиривание поверхностей склеиваемых деталей;

- обеспечивать технологическими средствами хорошее смачивание клеем поверхностей деталей.

Хорошее смачивание достигается применением давления на склеиваемые детали и (или) их термообработки, а также снижением вязкости клея при его нанесении. Применять высокие давления обычно нельзя из-за повреждения деталей, поэтому большой практический интерес представляет способ улучшения склеивания, за счет сниже­ния вязкости клеев.

Вязкость клеев можно снижать их разбавлением в растворителях и (или) нагревом. Однако применение растворов полимеров резко увеличивает время термообработки склеенных деталей, поскольку такие конструктивы (газо- и паронепроницаемые склеиваемые дета­ли) имеют низкие значения геометрического параметра испарения

где S_уд.л - геометрический параметр испарения; S_св.л - свобод­ная поверхность испарения летучих веществ из конструктива; V_л - объем полимера (клея), содержащего летучие вещества.

Использование растворов полимеров усложняет, решение проблемы остаточных растворителей в конструктивах при производстве на­дежной аппаратуры. Чтобы клей обладал требуемой жидкотекучестью и хорошо смачивал поверхность, на которую он наносится, его тем­пература должна быть не ниже некоторой критической T_кр. Коли­чество тепла, необходимое для нагрева деталей и клея до температуры T_кр , составляет

где c_кл , c_д1 , c_д2 - теплоемкость клея и деталей 1и 2; m_кл ,m_д1 , m_д2 - массы клея и деталей 1 и 2; Т_н - начальная (исходная) температура клея и детален; К - коэффициент, учитывающий потери тепла (К =1,2 - 1,3).

Однако нагревать клей не всегда удобно, так как в нагретом состоянии он быстро теряет жизнеспособность (технологичность) из-за ускорения реакции отверждения. Поэтому на практике целесообразно сначала нагревать детали, а затем наносить на них холодный клей. В этом случае нагревать детали следует до температуры T₂ > T_кр , поскольку нагрев их до T_кр обеспечивает прогрев клея (или его объема в зоне контакта с деталью) лишь до температуры T₁ < T_кр , недостаточной для необходимого снижения вязкости. При этом количество тепла для нагрева деталей и температура T₂ определяются как

Эти выражения приемлемы для анализа (и описания) процесса формирования таких клеевых соединений как полупроводник – металл, но недостаточно полно описывают, например соединение ситалл – полимер.

Лабораторное задание

1. Ознакомиться с описанием работы.

2. Составить план эксперимента.

3. Начертить необходимые таблицы.

4. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

5. Провести исследования зависимости адгезионной прочности клеевых соединений от технологических факторов процесса их формирования.

6. Выполнить обработку экспериментальных данных на ЭВМ ДВК-2М и получить распечатку.

7. Составить отчет.