Полимеры, применяемые в электрических соединениях

1) Фторопласт

Наиболее широко в вакуумной технике применяют фгоропласт-4 (ПТФЭ), обладающий исключительной стойкостью по отношению к химическим активным реагентам. При температуре до 250°С его механические свойства почти не меняются; при этой температуре его можно длительно эксплуатировать. ПТФЭ негигроскопичен и практически не смачивается водой и является одним из лучших диэлектриков (особенно в полях высоких и сверхвысоких частот).

Прокладки из фторопласта, помимо вакуумно-плотного соединения трубопроводов и других элементов вакуумных систем, могут использоваться в уплотнениях для передачи в вакуум поступательного и вращательного движения. При этом вакуумные системы с целью дегазации могут быть подвергнуты длительному прогреву (в течение нескольких часов) до температуры 200°С и кратковременному прогреву до 300-350°С. ПТФЭ имеет очень низкий коэффициент трения по стали (/= 0,04). который не зависит от температуры в диапазоне, рекомендуемом для эксплуатации (до 350°С). Недостатками ПТФЭ являются малая упругость, хладотекучестьпод нагрузкой и выделение токсичного фтора при высокой температуре (200 С).

2) Капролон(полиамид-6)

Капролонявляется прекрасным диэлектриком, который не уступает, а по механической и тепловой стойкости превосходит такие изоляторы, как полистирол, поливинилхлорид и другие. Хорошо обрабатывается фрезерованием, точением, сверлением и шлифованием.

Устойчив к воздействиюуглеводов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей и слабых кислот. Растворяется в крезолах, фенолах, концентрированных неорганических кислотах, муравьиной и уксусной кислотах, во фторированных и хлорированных спиртах и кетонах. Детали из полиамида-6 отлично поглощают ударные нагрузки, долговечны, имеют низкий коэффициент трения и могут работать без смазки в узлах трения

Используется в небольших непрогреваемыхсистемах

3) Органическое стекло

Органическое стекло хорошо обрабатывается резанием, склеивается и сваривается. В непрогреваемыхвакуумных системах из органического стекла часто изготавливают изоляционные эле-менты.

Основные преимущества:

малая теплопроводность (0.2-0.3 Вт/(м·К))

устойчиво к действию влаги

экологически чистое, при горении не выделяет никаких ядовитых газов;

возможность придавать разнообразные формы при помощи термоформования

механическая обработка осуществляется почти с такой же лёгкостью, как и обработка дерева;устойчивость во внешней среде, морозостойкость;

пропускает 73 % ультрафиолетовых лучей, при этом УФ-лучи не вызывают пожелтения и деградации акрилового стекла;

устойчивость в химических средах;электроизоляционные свойства;подлежит утилизации.

Недостатки:

склонность к поверхностным повреждениям (твёрдость 180—190 Н/мм²)

появление внутренних напряжений в местах сгиба при формовке, что ведёт к последующему появлению микротрещин

легковоспламеняющийся материал (температура воспламенения +260 °C)

3) текстолит, стеклотекстолит

Они применяются для герметизации и электроизоляцииэлементов вакуумных систем, выдерживают длительный нагрев вплоть до температур 130 -140°С, теряют прочность при длительном воздействии теплой воды.

Применение резины в вакуумно-плазменных системах. Типы резин, применяемых в вакуумных системах. Их основные свойства.

Резина – продукт вулканизации каучука. В отличие от простой резины, которая в разреженной среде, моментально изменяет свои первоначальные свойства и активно выделяет газы, вакуумная ведет себя весьма стабильно. Однако это вовсе не означает, что газопроницаемость вакуумной технической резины равна нулю. В зависимости от сорта она может составлять от 1,3*10-7 (см2/атм*с) до 4,2*10-8 (см2/атм*с). Что характерно, черная резина марки 9024 при увеличении температуры становится менее газопроницаемой, а белая марки 7889 наоборот - более. Вместе с тем, было замечено, что период интенсивного выделения газов у вакуумной технической резины составляет до двух суток. В связи с этим перед установкой в разреженную среду любую резину нужно дегазифицировать. Если ее еще и нагреть, то период дегазификации составит до 15 часов.Ее газовыделениезначительно меньше, чем у обычной резины, но все же много больше, чем у фторопласта. Кроме того, резина имеет большую, чем фторопласт, газопроницаемость.

Термостойкость резины мала, но самые термостойкие сорта имеют рабочую температуру около 300°С. Вакуумныерезины делятся на обычные,термостойкиеи маслобензостойкие.

Наиболее используемые вакуумные резины:

БЕЛАЯ немаслостойкаявакуумнаярезина 7889 очень эластичная с малой газопроницаемостью. Диапазон рабочих температур от +90 до -10°С.

ЧЕРНАЯМаслостойкая резина 9024, ИРП-1015 имеет худшую эластичность, но меньшую газопроницаемость по сравнению с резиной 7889. Сорт ИРП-1015 более маслостоек, но менее прочен.

Термостойкие и маслостойкие резины (ИРП-1368, ИРГ1-2043) с рабочей температурой 250°С перед употреблением должны обезгаживатьсяв вакууме в течение 24 ч при максимальной рабочей температуре.

Торговые марки резины с примесями:

Фторкаучук (VitonTM, FPM, FKM)

Фторкаучук (VitonTM, FPM, FKM) -имеет высокую химической стойкостью, а также стойкость к повышенной температуре. Обладает отличными механическими и физическими свойствами, содержание в резиновой смеси фтора обеспечивает негорючесть данного материала. Пригоден для вакуума до 10-7торр, диапазон рабочих температур -20 –200 ^о С

Устойчив к:

горючему

старению

агрессивным химическим соединениям

минеральным маслам и жирам

силиконовым маслам и жирам

маслам с серой и высоко ароматическим маслам

биологически разлогающимсягидравлическим жидкостям

озону

алифатическим углеводородам (пропан, бутан, бензины)

ароматическим углеводородам (бензин, толуол)

хлорированымуглеводородам

ультрафиолетовому излучению

Не устойчив к:

эфирам

тормозным жидкостям на гликолевой основе

органическим кислотам, напримероктовойи муравьиной

флюсовой кислоте

хлорносульфоноваякислота

кетонам (ацетон, ацетофенон)

раскаленному водяному пару

аммиаку

аминам

раскаленный водяной пар

полярным растворителям (ацетон, метилэтилкетон, диоксан)

Силиконо-каучуковая резина (силикон, кремнийорганика)

Обладает высокой химической стабильностью и пригодны для использования в морской и пресной воде (в т.ч. кипящей), солях, спиртах, фенолах, маслах, слабых кислотах и щелочах, перекиси водорода. Устойчивость к вакууму, радиации, озону, электрическим полям, электрической короне и дуге (при сгорании силиконовой резины остается слой SiO2, обеспечивающий электрическую изоляцию). Силиконовая резина обладает физиологической инертностью, нетоксична. Не меняет своих свойств при изменении температуры, высокая прочность и долговечность.

Недостатком является излишняя пластичность.

Пригодна для вакуума до 10^-7торр, диапазон рабочих температур

-30 –180 ^о С (дорогие до 480 ^о С).

Бутадиен-нитрильный каучук и бутадиен-стирольный каучук

Пригодны для неглубокого вакуума до 10^-4торр, диапазон рабочих температур -30 –80 ^о С.

Достоинства: дешевизна, обеспечение допустимого уровня масло-и бензостойкости.

Недостатки: низкие рабочие температуры, низкий вакуум