Способ склеивания разнородных электропроводящих материалов

 

Использование: может быть использовано в химической, электротехнической отраслях промышленности, черной и цветной металлургии. Сущность изобретения: приготавливают два электропроводящих клея с и КЛТР соответственно 8 7-10б 15.8-10е . Затем на зачищенные по.- верхности пластин из графита и меди наносят клеи: на поверхность графитовой пластины наносят клей, имеющий КЛТР, равный или больше 8,7- 106 град , а на медную пластину-клей с КЛТР 15,8-10° . Склеивание поверхностей (1,0-1,5 см2) производят внахлест при небольшом давлении сжатия, Затем образц ы высушивают на воздухе в течение 10 сут, последнего их подвергают термообработке до 150°С со скоростью подъема температуры 20°/ч. Часть образцов медленно охлаждают для определения свойств клеевого шва/другую часть термообрабатывают последовательно до 200- 300°С. Характерист-ики клеевого шва: перепад напряжения при токе 250 кА, после 12, 100 и 180 сут эксплуатации; мВ - соответственно 3,7; 9,5 и 19,7. Прочность При сдвиге клеевого шва - 4 МПа при 150°С. 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

Ж „1784611 А1 (st)s С 04 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 - ": - .. 2 (21)4803338/33..., КЛТР соотвлетствейнно 8,7.106 град и (22) 09.01.90 " .. :: .. 15,8 10 град, Затем на зачищенные по(46)30.12.92, Бюл. N- 48 верхностипластикйз графитаи меди нано. (71) Белорусский технологический институт " сят клеи . на поверхйоость трафитовой им. С.М. Кирова " " . ":.. : пластины наносят клей, импеющий КЛТР. (72)Д.И. Медведев, Н.П. Шишко, И.Б. Суров- равный или больше 8,7 10 град, а на медб цева йС.В, Плышевский : " ную пластину — клей с КЛТР 15,8 10 град". (56) Патент Японии ¹ 62-36077,: - : . Склеивайие поверхностей (1,0 — 1,5 см2) прокл. С 04 В 37/02, 1977.: . изводят вйахлелст лп рио ктеЪольшам-давлейии

Патент Японии № 62-36078,:: . сжатия, Затем"образць(высушивают на возкл. С 04 В 37/02. 1977.. духе в течение 10 сут, nocne Чего их подверБогданов А.С. — Машиностроитель, гаюттермообработкедо150 Ссо скоростью

1968, N - 7, с.57-58. " . : -: подъема- темпаратлуры 20 /ч. Часть образПетрова А.П. Термостойкие клеи. М,: Хи- цов медлвнноаотхлаждтают для определения мия, 1977. ...: . ; .. ....: . свойств клеевого шва, другую часть термо(Б4) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЙ РДЭНОРтОД- . обоабатыва ет последооеательно до 200—

НЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ MATEPMA- 300 С. Характеристики клеевого -шва:

ЛОВ:;:.: -: ::.,::. :: . .. — перепад напряжения приттоке 250 хА, после (57) Йспольэование: может быть использо-, 12, 100 и 180 сут эксплуатации; м — соотвэйо в химической, электротехнической от- " ветственно 3,7; 9,5 и 19,7, Прочность Нри раслях йромышлейности, черной и цветной сдвиге клеевого шва — 4 МПа при 150 С. металлургии. Сущность изобретения: приго- 1 табл. тавливают два электропроводящих клея с

l ч:т

ОО

>

Изобретение относится к технологии Недостатком рассмотренного способа склеивания различных материалов и может, сочленения разнороднь1хлматериалов явля- О быть использовано в химической, электро- .. ется технологическая сложность йроцесса технической отраслях промышленности; соединения материалов," нестабильность черной и цветной металлургии.. - .: свойств сварного соединения ввиду ло-

Иэвестен способ соединения углерод- кальногоразогревасоедийяемitx материаного композицтиоонного материала с жаро- лов. стойким .металлическим матерйалтом. " Известен способ "соединения разноСоединение проводят сваркой выслаококой- родных материалов путем сочеттайия двух цейтрированныма йсточйиком энергии, за- . клеев — эластичйого и хрупкого. Эластичполняя расплавом . металлическуа ный клей íàíопсятаввиде"подслоя на склеПОВЕрХНОСтЬ МИКрайОЛО2СТЬ В СТЫКЕ СОЕдИайЬ- ИВаЕМЫЕ ПОВЕрХНОСтИ И ПОСЛЕ ВЫдвржКИ ния материала;.дуговой, лаэерйой йли луче- клей термообрабатывают, не соединяя повой сваркой мощностью 10 Вт/см .: . верхностей. Затем на отвержденный клей

3 1784611 4 наносят другой клей, поверхности соединя- Совокупность этих признаков позволяют и проводят отверждение по рекомендуе- ет повысить эксплуатационные характеримому режиму.. стики клеевого шва ; т,к. прй склейвании

Недостатком рассмотренного способа двух разнородйых материалов с использосоедийения материалов является техноло- 5 ванием сочетания двух клеев создается так гическая сложность и продолжительность называемый промежуточный буферный процесса склеивания, заключающаяся в не- слой, который в значительной степени "гаобходимости нанесения и отверждения сит" термические деструкции, развиваемые при температуре первого слоя клея, а так- в клеевых соединениях вследствйе paanwin; ." же невозможность использования такого 10,в коэффициенте линейного термического способа при соединении разнородных ма- расширейия (КЛТР). териалов, работающих при повышенных В то >ке BðeMq на границах зон непос- температурах, т.к. эластичные клеи не явля- редственного склеивания:материалов стойются термостойкйми. - .:. кость к термической деструкции pesi

Наиболее близким по техническои сущ- 15 возрастает, ввиду ойтимизации КЛТР двух ности и достигаемому результату является клеев к каждой из подложек. способ соедийения разнородных электро- В этом случае йеорганический электйроводящих материалов путем использова- ропроводящий клей приобретает не оТания йеорганическйх клеей;"которые рые свойства эластичных клеев ; "т".к; наносятся при комнатной температуре на 20 каждая из пар, а. именно . склеиваемый"ма-" очищенные поверхности склеиваемых мате- териал — клей функционирует как -единая риалов, соединяются друг с другом", сушатся система. П рй" этом" адгйзйон н ые свойства в естественных условиях, затем термообра- возрастают. Следует отметить, что отлй- ; батываются по заданному режиму и мед- чительной способностью склеивания ленно охлаждаются.,,.. ..":" 25 электропроводящих материалов является со;, ".

Недостатком рассмотренного способа . хранение высоких злектрофизических соединения разнородных материалов яв- " свойств каждого из изделий, йапример ляется низкая стойкость к"воздействию электропроводности и т,д. Вследствие воз-: переменных температур в результате тер-" " растания адгезионной прочности : ввиду мических напряжений, возйикающих из-за >О "увеличения качества склеивания, сопро- " различия в КЛТР склеиваемых Материалов : тивление сйстемы склеиваемый материал

:и клея. Причем чем выше эта разница, тем в: (I) — клей (!) —: промежуточный слой клей (I) большей степени снижается прочность кле- +. клей (II) — клей (t!) — склеиваемый матери- . евых.соединений при эксплуатацйи. В свою an (I!) уменьшается; а электропроводность очередь это приводит к возрастанию элект- 35 возрастает. Последнее, а также увеличе-" росопротивления на границах материал - нйе силы сцепления при склеивании соче-" клей и нестабильности. электрических таййем" двух клеев приводит к увеличению характеристик в6 времени. ..-. . стабильности электрофизических характе -"

Целью изобрегения являетСя увеличе- ристик во времени; т. е; процессы старе- йие адгезионной прочности, улучшение 40 нйя; возникавщие -в клеях, резко электрических характеристик. и возраста- замедляются, ние их стабильности во время эксплуата- Последовательность технологии ции. :::, склеивания заключается в следуощем.

Поставленная цельдостигаетсятем;что - Приготавливают- два неорганичеоких в способе соединейия разнородных элект- 45 электропроводящих клея и наносят их на . ропроводящих материалов, включающем склеиваемые материалы: графит-медь, грананесение клея на соединяемые поверхно- фит-сталь графит-алюминйй, таким обра-" сти склеиваемых материалов, соединение зом, чтобы КЛТР клея и склеиваЕмого " их друг с другом, выдержку в естественных . изделия были близки между Собой. -" условиях, термообработку и охлаждение, 50 Затем соединяют внахлест подготов- --" йспользуют два" айда электропроводящих ленные йодложки,. йрих<имают их так, чтобы. клеевсразличными КТРисоблюдаютнера- . толщина клеевого швa составляла 1 мм и венство K> < Кг < Кз < Ka, где К1, K4 — КТР ьыдержива!о гна воздухе втечение 10суток". первого и второго соединяемых материа- Затем склеенные образцы подвергают терлов; Кг, Кз — КТР клеев, наносимых на пер- 55 мообработке до 150 C è выше (до 300 С со вый и второй соединяемые материалы скорость о"подъема температуры 20 град./ч. соответственн<>. Отличительными призна- По дости>кейии заданных температур обками является использование двух клева, разцы медленно охлаждают и испытывают близких к подложке по КТР, на которые они их механические и электрические-свойства. наносятся. Перепад нап ряжения из меря к>т универсаль1784611

5 6 ным вольтметром В7-26 с помощью щупов, .фитовой пластины наносят клей, имеющий которые устанавливаются на произвольйых КЛТР, равный 8,7 10 град . а на медную.

8 точках поверхностей склеиваемых матери- . пластину — клей с КЛТР— 15.8.10" град . алов при подаче на них силы тока 250 кА, Склеивание поверхностей площадью 1,0:Адгезионную прочность определяют на 5 1,5см производятвнахлестподнебольшим

2 разрывной машине РМТ-250-2.., давлением сжатйя. Далее образцы высуши. Сущность изобретения поясняется при- : вают на воздухе в течение 10 сут, после чего мерами. . :: . -:;,:.. их подвергают термообработке до 150 С со

Пример 1, Приготавливают два влек- скоростью подьема температуры 20 град./ч, .тропроводящих клея с КЛТР соответствен- 10 Часть образцов медленно охлаждают для но 8,7 10 град и 15,8 l0 град ", Затем на определения свойств клеевого шва, другую зачищенныеповерхности пластин изграфи- . часть — термообрабатывают последовательта и меди наносят клей: на поверхность гра- но до 200 — 300 Ñ.

Сутки эксплуатации

12 100 180

3;7 9,5 19,7

4,0

Характеристики клеевого шва следующив:

Перепад напряжения при 250 кА, мВ .; Прочность при сдвиге клеевого шва при 150ОС, МПа I охлаждение,отлича ю щий с я тем, что, 25 с целью увеличения адгезионной прочности, улучшения электрических характери"стик и возрастания их стабильности во время эксплуатации, для склеивания используют два вида клеев с. различными

30 КТР, при этом соблюдают неравенство

K1 < К2 < Кз < К4, где К1, K4 — КТР. первого и второго соединяемых материалов, lQ, Кз—

КТР клеев, наносимых на первый и второй соединяемые материалы соответственно.

Остальнйе примеры способы склеивания разнородных материалов аналогйчны примеру 1. Примеры осуществления процесса Сведены в:таблицу.

Формула изобретения

Способ склеивания разнородных злек, .тропроводящих материалов, включающий нанесение клея на соединяемые поверхности, соединение:их одна с другой, выдержку в стественнь|х условиях, термообработку и

Характеристика склеиваемых материалов

Продолжение таблицы