IV. Клеї, що використовуються в процесі наклеювання тензорезисторів
Як відомо, в основу принципу роботи тензорезистора покладено передавання деформацій від деталі до ниток сприймаючої ґратки через шар клею. Якість клейового з’єднання є одним з вирішальних чинників поведінки наклеєного тензорезистора. Такі характеристики, як тензочутливість, лінійність, опір ізоляції, зв’язок тензочутливості з температурою, “дрейф нуля” та час служіння наклеєного тензорезистора, прямо залежать від особливостей клейового з’єднання. Міцність з’єднання визначають дві основні властивості клею, а саме: адгезія – здатність злипання з’єднувального шару із склеюваними поверхнями; когезія – зщеплення частинок у середині клейового шару після затверднення.
4.1. Складові частини клейових композицій
В електротензометрії клеї застосовують для кріплення чутливої ґратки до основи датчика і цієї основи до поверхні деталі, для виготовлення самої основи, для герметизації наклеєного тензорезистора, а також для сполучення між собою різних матеріалів. Не всі клеї можна отримати в готовому вигляді, деякі з них готують перед використанням. Фасування клеїв проводиться в залежності від їх властивостей і призначення рис. 4.1.
Рис. 4.1. Види пакування рідких та пастоподібних клеїв і герметиків:
а – банка; б – флакон; в – шприц-дозатор; г – здвоєний шприц-дозатор;
д – аерозольний балон; е – тюбик.
Клей за своїм складом, в більшості випадків, є досить складна суміш, що містить такі компоненти:
Основні зв’язуючі матеріали - речовини, здатні утворювати стійке зчеплення з’єднуваних матеріалів.
Розчинники - речовини, які регулюють в’язкість маси клею.
Каталізатори - речовини, які використовують для пришвидшення полімеризації у клеях, в яких в’яжучим матеріалом є термореакційні смоли.
Пластифікатори - речовини, які надають клейовому з’єднанню гнучкості та пластичності.
Наповнювачі - порошки органічного чи неорганічного походження: крейда, графіт, фарфорова мука, алюмінієва пудра, ебонітовий порошок, портландський цемент, тальк, азбест і багато інших матеріалів. Основне призначення наповнювача - зменшити величину осідання клею після ствердненя. О крім того, наповнювачі дають змогу надати клею властивостей, близьких до особливостей з’єднаних матеріалів, що збільшують стійкість клейового з’єднання. За допомогою наповнювачів можна змінити такі характеристики, як в’язкість клейового розчину, модуль пружності, коефіцієнт термічного розширення, термостійкість, електропровідність та інші.
Стабілізатори - речовини, які сповільнюють процеси старіння. Їх присутність у складі клейової композиції попереджує раптове зниження тривкості клейового з’єднання при зміні температури.
4.2. Вимоги до клеючих матеріалів
Клеї, що використовуються в електротензометрії, повинні задовольняти таким вимогам:
- мати високу адгезію до матеріалу основи тензорезистора й матеріалу деталі;
- технологія виготовлення клею повинна бути простою, не вимагати термічної обробки наклеєних тензорезисторів;
- мати високу механічну тривкість в поєднанні з пластичністю, що дає змогу наклеювати тензорезистора на викривлені поверхні і деталі складної конфігурації;
- не містити великої кількості летких компонентів, давати мінімальне зсідання і зберігати свої властивості в межах робочих температур;
- температурні коефіцієнти розширення клейової плівки і деталі не повинні відчутно відрізнятися, щоб не спричинити великих внутрішніх напружень при охолодженні після термічної обробки;
- клейова плівка повинна мати високі електроізоляційні властивості в усьому діапазоні робочих температур і бути тривкою щодо бензини, олій, кислотних середовищ;
- клейовий матеріал повинен бути корозійно тривким і не містити токсичних речовин;
- клейові з’єднання повинні бути вібротривкими і добре витримувати навантаження.