книги из ГПНТБ / Бабаянц, С. С. Микропроволочные элементы радиоустройств учебное пособие для подготовки рабочих на производстве

ритных высокоомных сопротивлений изготавливаются манганино­ вые провода диаметром 5—10 мкм в стеклянной изоляции. Эти микропровода классифицируют по величине активного сопротивле­ ния (табл. 3-7).

В табл. 3-8 показан расход проволоки для изготовления сопро­ тивления номиналом 1 Мом. Для сравнения взята проволока, имеющая самые наименьшие размеры в эмалевой и в стеклянной изоляции.

изоляции

Медные микропровода в стеклянной изоляции могут использо­ ваться в элементах, работающих в условиях высоких температур. Пробивное напряжение этих проводов с номинальным диаметром от 5 до 200 мкм колеблется в пределах от 2 до 4,5 кв. Допустимая плотность тока до 100 а!мм2, т, е. в пять раз выше по сравнению с эмалированными проводами. Это достигается за счет высокой теплостойкости (до 300—400 С) проводов в стеклянной изоляции.

40

По всей длине провода отсутствуют точечные повреждения изоля­ ции. Элементы с обмоткой, выполненной из медного провода в сплош­ ной стеклянной изоляции, устойчиво работают в вакуумной среде. Недостаток этих проводов заключается в малой эластичности и хрупкости стеклянной изоляции. Провода в сплошной стеклянной изоляции — единственный вид намоточных изделий, имеющих миниатюрные размеры. Метод их производства позволяет получать диаметры от десятых долей микрона до нескольких сотен микрон, что приближает их к пленочным изделиям и покрытиям.

3-7. Монтажные провода

Для выполнения выводов и отводов в обмотках намоточных изделий приме­ няются монтажные провода. По конструкции монтажные провода разделяются на одножильные и многожильные, состоящие из отдельных тонких проволочек; скрученных в жилу. По роду изоляции применяются провода с волокнистой лаки­ рованной оплеткой и провода с полихлорвиниловой изоляцией, поверх которой обычно накладывается лакированная оплетка. Ниже приведены обозначения и характеристика основных конструкций монтажных проводов. Размеры монтаж­ ных проводов характеризуются величиной наружного диаметра и суммарным сече­ нием проволоки, составляющей жилу провода.

Монтажные провода с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией могут применяться в элементах с напряжением до 380 в переменного тока и до 500 в постоянного тока. Большинство проводов с волокнистой (хлопчатобумажной, шелковой и др.) изоляцией может применяться при напряжениях до 60— 100 в

переменного тока, а некоторые из них только до 20 в переменного тока (М ГШ ,

МГШД).

Наибольшей гибкостью обладают многопроволочные провода, жила которых состоит из большого числа тонких луженых проволок. Это облегчает пайку концов обмоток элементов.

Кпроводам с полихлорвиниловой и полиэтиленовой изоляцией относятся следующие: МВ — провод однопроволочный в полихлорвиниловой изоляции; МВЭ — то же, экранированный; МОВ — провод однопроволочный с обмоткой жилы волокнистыми материалами в полихлорвиниловой изоляции; МШВ — провод однопроволочный с двойной обмоткой шелком в полихлорвиниловой изо­ ляции; МП — провод однопроволочный в полиэтиленовой изоляции; МГВ — про­ вод многопроволочный в полихлорвиниловой изоляции; МГОВ — провод много­ проволочный с обмоткой волокнистыми материалами в полихлорвиниловой изо­ ляции; МГШВ — провод многопроволочный с двойной изоляцией обмоткой шел­ ком в полихлорвиниловой изоляции.

Кпроводам с волокнистой изоляцией относятся: М11ЩЛ — провод однопро­ волочный с двойной обмоткой шелком лакированный; МГШ — провод многопро­ волочный в оплетке шелком; МГШД — провод многопроволочный с двойной

обмоткой шелком; МГШДО — провод многопроволочный с двойной обмоткой и оплеткой шелком, подклеенной лаком.

Выбор сечения монтажных проводов производится в зависимости от вели­ чины проходящего по ним тока (табл. 3-9), а выбор изоляции — и соответствии с условиями эксплуатации аппаратуры и в зависимости от напряжения, под кото­ рым находится изоляция.

Провода с полихлорвиниловой и полиэтиленовой изоляцией имеют сечение свыше 0,1 мм1, наружный диаметр по изоляции свыше 1 мм. Сечение проводов с волокнистой изоляцией до 0,05 мм2, наружный диаметр свыше 0,6 мм.

Минимальное сечение — 0,03 мм1 и наибольший размер наружного диамет­ ра — 0,4 мм имеет монтажный провод ГФ-100 (ГФ-100 м) с медной или серебряной жилой с изоляцией из фторопласта. Для жестких выводов изделий применяется проволока ММ — медная мягкая с номинальным диаметром от 0,03 до 10 мм в го­ лом, луженом состоянии или изолируемая трубками. Для выводов высоковольт-

41

ных обмоток применяются провода марки ПВЛ с медной гибкой жилой и резиновой изоляцией в лакированной оплетке из хлопчатобумажной пряжи или провода марки ПВС с резиновой изоляцией.

Провода ПВЛ и ПВС предназначены для работы при температурах от —60 до + 5 0 ° С и выдерживают испытательное напряжение 18—25 кв.

Монтажные провода с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией приме­ няются в устройствах с напряжением до 380 в переменного тока и до 500 в постоян­ ного тока. Большинство проводов с волокнистой изоляцией может применяться при напряжениях до 60— 100 в переменного тока, а некоторые из них только до 20 в переменного тока. Более теплостойкими являются высоковольтные монтажные провода марок ПМРВ, ПМКЭ- 3, ПМКЭ- 6, ПМКЭ-10, ПМКЭ-12, рассчитанные на эксплуатацию при температурах от —60 до + 200° С. Токопроводящая жила таких проводов скручена из медных латунированных или никелированных проволок. Изоляция — кремний органическая резина. В проводах марки ПМРВС поверх изоляции наложена оплетка из стеклонитей, пропитанных кремнийорганической эмалью. Сечение таких проводов от 0,35 до 2,5 мм2. Рабочее электрическое напря­ жение от 10 до 70 кв (в зависимости от частоты, напряжения, тока и толщины изо­ ляции провода). В проводах типа ПМКЭ на изоляцию наложен экран в виде оплетки из медных латунированных проволок диаметром 0,12—0,15 мм. Экран заключен в пленочную изоляцию из фторопласта-4. Такой провод может быть использован в качестве выводов элементов, работающих на высоких частотах.

Для лучшего распознавания монтажных проводов их изоляционные оболочки раскрашиваются в процессе производства в различные цвета: красный, синий, белый, желтый и зеленый.

3-8. Электроизоляционные материалы

Волокнистые и слюдяные электроизоляционные материалы (бу­ мага, картон, лакоткань, лента, трубки) применяются для межслое­ вой и межобмоточной изоляции, для изоляции выводов обмоток, бандажа обмоток и изоляции всего изделия. Ниже приводятся сведения о наиболее употребительных электроизоляционных мате­ риалах. В табл. 3-10 даны сведения об их электрической прочности.

В чертежах изделий приняты следующие обозначения электро­ изоляционных материалов: бумага конденсаторная толщиною 0,007 мм — бумага КОН 7 ГОСТ 1908—66; бумага кабельная — бумага К-080 ГОСТ 645—67; бумага телефонная (желтая, красная, зеленая, синяя) - бумага КТН, КТК, КТЗ, КТС ГОСТ 3553-60; бумага пропиточная — бумага ЭИП-50 ГОСТ 3441—63; бумага

42

электроизоляционная намоточная — бумага намоточная 70 ГОСТ 3441—63; микалентная бумага толщиной 0,01 мм — бумага микалентная 10 ГОСТ 6500—64; картон электроизоляционный марки ЭВ — картон ЭВ, лист 0,1 мм ГОСТ 2824—60; прессшпан марки А — прессшпан А, лист 0,5 ГОСТ 6983—54; лакоткань изоляцион­ ная хлопчатобумажная — лакоткань ЛХС 0,15 ГОСТ 2214—70; лакоткань электроизоляционная шелковая — лакоткань ЛШС 0,915 ГОСТ 2214—70; стеклолакоткань — стеклолакоткань ЛСК 0,11 ГОСТ 10156—70; лента стеклянная электроизоляционная бесщелочная — лента стеклянная 0,08 X 10 ГОСТ 5937—68; стеклоткань — стеклоткани ЛСТГ СПТ-3, ЛСС; линоксиновая электроизоляцион­ ная трубка — трубка ТЛВ ГОСТ 9614—61; лента полихлорвиниловая — лента ПХЛ-20, электроизоляционная трубка на стекло­ волокне — трубка ТКС-3; микалента — микалента ЛМС-1 0,1 ГОСТ 4268—65; трубка полихлорвиниловая диаметром 2 мм — трубка ПХВ; нитки хлопчатобумажные швейные — нитки хлопчатобу­ мажные, матовые № 20, зеленые, белые ГОСТ 6309—59; бязь —

43

выпускается в рулонах шириною 500 мм и толщиною 0,04 (КТ-0,4) и 0,05 мм (КТ-0,5) с разными расцветками. Механические свойства телефонных бумаг ниже, чем у кабельных. Пропиточная бумага — ЭИП-50, ЭИП-63А и ЭИП-63Б имеет толщину 0,09, 0,11 и 0,13 мм. Электрическая прочность 5 кв/мм. Намоточная бумага имеет тол­ щину 0,05 и 0,07 мм. Электрическая прочность 5 кв/мм. Обладает большей плотностью, чем пропиточная бумага. Микалентная бу­

Выпускается в рулонах шириной 450 и 900 мм. Толщина 0,015— 0,03 мм.

Электроизоляционные картоны имеют толщину от 0,1 до 3,00 мм.

Плотные электрокартоны ЭВТ, ЭВ и ЭВС выпускаются в рулонах и листах шириною до 1000 мм. Электрическая прочность их изме­ няется от 8 до 13 кв/мм в'зависимости от их толщины. Электрокар­ тоны мягкие ЭМ и тряпичные ЭМТ толщиною 0,1—3,5 мм выпу­ скаются как в рулонах, так и в листах. Для повышения электроизо­ ляционных свойств картоны пропитывают в растворе фенолальдегидной смолы. Пропитанные электрокартоны имеют электрическую прочность до 62 кв/мм. Электрокартоны применяются для изготовле­ ния гильз, каркасов и электроизоляционных прокладок. Все виды бумаг и электроизоляционные картоны рассчитаны на температуры

80-100° С.

Лакоткани представляют собою тканевую основу (хлопчатобу­ мажную или шелковую), пропитанную электроизоляционным ла­ ком, который после затвердевания образует гибкую пленку, обес­ печивающую материалу электроизоляционные свойства. Светлые лакоткани пропитаны масляными, а черные — масляно-битумными лаками. Последние обладают лучшими электроизолирующими свой­ ствами (табл. 3-12).

Стеклолакоткани получают пропиткой стеклянных тканей ла­ ками на сснове битума, а также кремнийорганическими или эскапоновыми лаками.

Основные характеристики лакотканей и стеклолакотканей даны в табл. 3-12. '

Стеклолента изготавливается на основе стеклоткани путем про­ питки ее кремнийорганическим лаком. Для работы в условиях высоких температур применяется также липкая нагревостойкая стеклолента, поставляемая в кругах диаметром 150 ± 25 мм, ши­ риною 10, 15, 20 и 25 мм. С течением времени и под действием повы­ шенной температуры лакоткани и стеклоткани стареют, вследствие чего их механические и электрические свойства снижаются. К изо­ лирующим лентам и пленкам относятся ленты батистовые, митка­ левая марки ЛМС1, киперная лента из полихлорвинилового пла­ стиката, лента тафтяная, лента полихлорвиниловая (клеевая) и другие. Повышенными электроизоляционными свойствами обла­ дают фторопластовые конденсаторные пленки, выпускаемые в виде ленты толщиною от 0,005 до 0,04 мм и шириною от 10 до 90 мм,

44

а также пленки из фторопласта-4, выпускаемые также в виде лент шириною от 12 до 90 мм, толщиною от 0,02 до 0,2 мм.

Фторопластовые пленки и ленты имеют электрическую проч­ ность до 200 кв!мм, удельное объемное сопротивление не менее 1016 ом-см и работают в интервале рабочих температур от —60 до

+250° С.

Линоксиновые (эксцельсияровые) трубки изготавливаются из шелкового или хлопчатобумажного чулка, пропитанного влагостой­ ким лаком. Электрическая прочность изоляции этих трубок до 4 кв переменного тока частотой 50 гц. Полихлорвиниловые трубки изго­ тавливаются из хлорвиниловой пластмассы. Электрическая проч­ ность до 8 кв переменного тока. Теплостойкость линоксиновых и полихлорвиниловых трубок в пределах от —60 до +105° С.

Теплостойкий стеклолакочулок — лакированная трубка из пле­ теного стекловолокна. Пробивное напряжение до 5 кв. Высокая теплостойкость таких трубок позволяет применять их в качестве изоляции высоковалентных цепей, работающих при повышенной температуре. Основные размеры изоляционных трубок даны в табл. 3-13 (6 — толщина стенки, DB[i — внутренний диаметр трубки).

45

из шелка. Электрическая прочность до 16 кв/'мм2. Повышенными электроизоляционными свойствами — до 30 кв/мм и теплостойко­ стью до +180° С обладают слюдинита: формовочный, прокладоч­ ный, гибкий и другие. Для заделки выводов обмоток и закреп­ ленияизоляции применяются нитки: особо прочные хлопчато­ бумажные нитки № 00; 0,1,особопрочные № 6, 1-й сорт, цветные шелковые крученые нитки № 13 или капроновая нить. В тех слу­ чаях, когда ниточный бандаж подвергается пропитке клеями или лаками, применяются обычные швейные нитки № 10, 20, 30 и 40.

Для производства каркасов, гильз и других конструкционных деталей выбор материалов диктуется требованиями электроизоляции, антикоррозионных и антимагнитных требований к обмоткам, исходя из размеров, механической проч­ ности и жесткости, точности и технологии производства. В соответствии с этим используются различные диэлектрики, а также алюминиевые сплавы и алюминий, обеспечивающие повышенную точность производства элементов.

Для каркасов из диэлектриков применяются термореактивные пластмассы, фенолформальдегидные — такие как К-18-2, К-19-2, К-214-2, фенолокаучуковые ФКП-1, ФКП-10, а также термопластики полихлорвинил, оргстекло (полиметил­ метакрилат), слоистые пластики — волокнит.гетинакс, текстолит, стекловолокнит АГ-4,стеклотекстолит СТ и СТУ. Пластмассами называются высокомолекулярные соединения, способные при повышенном давлении и некоторой температуре при­ нимать любую заданную форму. Пластмассы характеризуются механической прочностью, электроизоляционными свойствами, химической стойкостью. Высо­ комолекулярные соединения характеризуются составом молекул, которые объеди­ няют десятки и сотни тысяч атомов, молекулярный вес которых выражается десятками и сотнями тысяч единиц. Термопластичные пластмассы при повторных нагреваниях обладают свойством размягчения и затвердевания при охлаждении. Термореактивные пластмассы необратимы, при повторных нагреваниях сохраняют свою твердость.

Каркасы, к которым предъявляются особые требования высокой механической прочности, изготавливаются из преспорошков на бакелите и асбесте КФ-3, КФ-6

иКФ-9, а также из стекловолокнита АГ-4 из стекловолокна и резольной смолы. Слоистые пластики — гетинаксы марок А и Б, текстолиты, стеклотекстолиты

иполихлорвинилы состоят из правильно чередующихся слоев волокнистой основы

46

и связующего вещества — искусственной смолы, отвердевающей под действием повышенных температур и давления. Эти материалы выпускаются в форме листов, стержней и трубок.

Гетинакс изготавливается из бакелизированной сульфатной бумаги. С увели­ чением содержания смолы его электроизоляционные свойства улучшаются, но водопоглощаемость и механическая прочность уменьшаются. Водопоглощаемость гетинакса зависит от толщины листа и изменяется от 1% для толщины 10 мм и до 8% для толщины 1 мм.

Текстолит получают спрессовыванием хлопчатобумажных тканей с термореактивньйии смолами. Текстолит дороже гетинакса в пять раз.

он отличается высоким пределом рабочей температуры, большой механической прочностью, малой водопоглощаемостью и хорошими электроизолирующими свойствами.

Аналогично стеклотекстолиту изготавливают асбестотекстолит, который состоит из асбестового волокна и фенолформальдегидной смолы. Он характери­ зуется высоким сопротивлением трению.

Важным условием повышения надежности и точности производства таких элементов, как реле является чистота эксплуатационной среды, так как при загряз­ нении контактной группы реле выходит из строя, вследствие нагрева и органиче­ ских выделений пластмассовых каркасов. Каркасы высокоточных резисторов должны обеспечивать геометрические, физические и электрические параметры. Таким требованиям хорошо удовлетворяют металлические каркасы из алюминия и его сплавов. Изоляция каркасов кремнийорганическим лаком ПК -10 или аноди­ рование с той же целью обеспечивают хорошие электроизоляционные свойства.

Сплавы алюминиевые Д1 и Д 16 обрабатываются лучше, чем чистый алюминий, однако последний позволяет получить анодные изоляционные покрытия с более высоким качеством. Наиболее технологичным материалом, отвечающим предъяв­ ленным требованиям, является алюминиевый сплав АМГ.

Струнные резисторы наматываются на каркас из медной изолированной про­ волоки, обладающий постоянными размерами, гладкой поверхностью и хорошей теплопроводностью.

3-9. Ферромагнитные материалы

К ферромагнитным материалам относятся железо, кобальт и никель в технически чистом виде и многочисленные сплавы на их основе.

Каждая характеристика магнитных материалов выражается математической формулой. Напряженность магнитного поля обозна­ чается буквой Н. Численная ее величина выражается в амперах на метр (а/м) или в амперах на сантиметр (а/см). Магнитная индук­ ция обозначается буквой В и численно выражается произведением величины напряженности магнитного поля Н на величину магнит­ ной проницаемости р:

Я = рЯ.

Магнитная индукция измеряется в теслах (тл).

В результате намагничивания ферромагнитного материала в нем

(вб).

Если напряженность магнитного поля плавно увеличивать, то магнитная индукция В помещенного в это поле магнитного мате­

47

риала будет возрастать по кривой, называемой кривой намагни­ чивания. Величина р показывает способность материала намагни­ чиваться. Во всех магнитных материалах наблюдается явление магнитного гистерезиса. Если магнитный материал подвергнуть намагничиванию, то магнитная индукция В при возрастании напря­ женности Н будет возрастать по кривой из точки 0 (рис. 3-7) и заканчиваться в точке, соответствующей индукции насыщения Bs. При уменьшении напряженности Н значение индукции В будет понижаться. Однако прежние величины В будут меньше новых

магнитной проницаемости, малыми потерями на гистерезис, на вихревые токи, малую коэрцетивную силу Я6. и большую индукцию насыщения Bs . Петля гистерезиса узкая и высокая. Магнитнотвердые материалы, будучи один раз намагничены, сохраняют состояние намагниченности в течение ряда лет. Характерными для них являются большая коэрцетивная сила Нс и большая остаточная индукция Вг. Петля гистерезиса очень широкая.

С увеличением температуры магнитные свойства материалов изменяются. Например, железо при температуре 770° С перестает быть ферромагнитным материалом. Эта температура называется температурой Кюри (в честь открывшего ее французского ученого Пьера Кюри.) Каждый материал имеет свою температуру Кюри.

К магнитно-мягким материалам относятся технически чистое железо, листовая электротехническая сталь, сплавы железа и никеля, получившие название пермаллоев, альсиферы — сплавы железа (85%), кремния (9,6%) и алюминия (5,4%), а также неме­ таллические материалы — ферриты — из смеси окислов железа (Fe.,03) с окислами других металлов — цинка (ZnO), марганца (МпО) и никеля (NiO).

48

Для трансформаторов и реле наибольшее применение получила электротехническая сталь: сплав железа с кремнием, содержание которого от 0,8—4,8%. Горячекатаные электротехнические стали марок Э41, Э42, Э43, Э44 выпускаются в листах с размерами сторон от 600 X 1500 мм до 1000 х 2000 мм. Холоднокатаные стали марок Э310 и др. имеют магнитную текстуру, т. е. преимущественность магнитных свойств в определенном направлении, именно вдоль направления проката. Это обеспечивает совпадение направлений магнитного потока и магнитной текстуры вдоль магнитной линии. Холоднокатаные стали выпускают в листах, рулонах или лентах, имеющих стандартные ширины от 5 до 100 мм. Буква Э означает «электротехническая сталь». Первые за буквой цифры (1, 2, 3 или 4) означают степень легирования стали кремнием. Вторые цифры после буквы Э характеризуют удельные потери при перемагничивании.

Для снижения потерь в магнитопроводе на вихревые токи вы­ бирают материал меньших толщин. В настоящее время находят применение материалы широкого диапазона значений толщины —, от 0,5 до 0,02 мм. Пермаллои различных марок (79 НМ, 80 НХС, 50 НХС), легированные различными примесями, применяются в соответствии с их свойствами в радиоэлектронных устройствах

вкачестве магнитных экранов, сердечников трансформаторов, реле

имагнитных усилителей.

Ферриты имеют относительно высокую магнитную проницае­ мость, высокое удельное электрическое сопротивление. Кроме того, они обладают малыми потерями на вихревые токи. Ферриты бывают магнитно-твердые и магнитно-мягкие. Магнитно-твердые ферриты получают из минерального магнезита. Известен, например, барие­ вый феррит BaFe120 13. Коэрцетивная сила этого материала очень высока и поэтому он применяется для постоянных магнитов. Маг­ нитно-мягкие ферриты представляют собой ферромагнитные окислы различных металлов: железа, цинка, никеля, меди, углекислого лития, марганца и магния. Промышленность выпускает ферриты четырех групп: никель-цинковые, литий-цинковые, марганец-цин- ковые и магний-цинковые, отличающиеся своими магнитными свой­ ствами. Никель-цинковые ферриты, например, различаются по маркам: Ф-20, Ф-100, Ф-250, Ф-400, Ф-600, Ф-1000 и Ф-2000. В этих обозначениях цифры 20, 100 и пр. выражают величины магнитной проницаемости ц. Наиболее широкое применение имеют марганеццинковые и никель-цинковые ферриты.

Магнитная проницаемость ферритов зависит от размеров их кристаллических зерен.

На свойства магнитных материалов оказывают большое влияние их химический состав, способ производства и режимы обработки.

3-10. Клеи

Выбор клеев и режимов склеивания должен производиться с учетом требова­ ний, предъявляемых к намоточному изделию и технологии склеивания. В резуль­ тате химических реакций, протекающих в пленке клея, последняя превращается

49