Клеевые соединения в электронных и электронно-механических приборах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Захарян, Роберт Артушевич

• Захарян, Роберт Артушевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Захарян, Роберт Артушевич

Содержание

1. Введение

2. Обзор литературы

2.¡.Технические требования к внутренним клеевым соединениям

электронных и электронно-механических приборов

2.2. Механическая прочность клеевых соединений

2.3. Газовыделение из клея в вакууме

2.4. Характеристики некоторых типов клеев с малым газовыделением

2.5. Газопоглотители для электронных и электронно-механических приборов

2.6. Методы исследования состава выделяющихся газов

2.7. Выводы из обзора литературы и постановка задачи

3. Вибрационная и ударная прочность клеевых соединений

3.1. Исследование вибрационной и ударной прочности клеевого соединения

3.2. Результаты испытаний вибрационно-ударной прочности цилиндрических клеевых соединений

4. Метод уменьшения внутренних нормальных напряжений в клеевых соединениях

4.1. Исследование процесса полимеризации клея

методом дифференциально-термического анализа

4.2. Уменьшение напряжений в клеевых соединениях по результатам ДТА

5. Газовыделение из отвериеденных клеев

5.1. Методика подготовки клеевых образцов

5.2. Определение удельной скорости выделения летучих компонентов масс-спектральным методом

5.3. Определение удельной скорости выделения летучих компонентов оптико-акустическим методом

5.4. Разработка метода обезгаживания отвержденных клеев

5.5. Моделирование внутренней атмосферы вакуумных

приборов с клеевыми соединениями

6. Разработка серии газоанализаторов «Мегакон»

Выводы

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Клеевые соединения в электронных и электронно-механических приборах»

1. ВВЕДЕНИЕ

В последнее десятилетие электронные вакуумные приборы получили новый импульс развития - появился новый класс приборов - электронно-механические приборы (ЭМП), включающие в себя различные механические элементы и предназначенные для работы в качестве сенсоров угловых перемещений и акселерометров. Принцип действия этих приборов связан не с протеканием электронных потоков между электродами, а с поведением механических осцилляторов при воздействии ускорений и угловых перемещений. Требования к уровню вакуума в ЭМП ниже, чем в радиолампах, однако при их производстве необходимо соединять детали, изготовленные из различных материалов (металл, стекло, кристаллы, керамика и др.), что является непростой задачей для традиционных технологий. Применение клея при сборке вакуумных электронно-механических приборов существенно упрощают производственную технологию и снижают себестоимость продукции [1-92]. Соединение деталей из металлов, стекла, керамики с помощью клея исключает риск их термического повреждения, характерный для паяных или сварных швов. Кроме того, клеевые соединения обеспечивают равномерное распределение механических напряжений на пятне склейки, благодаря чему повышается надежность соединения в целом.

Основным недостатком клеевых соединений является повышенное газоотделение в вакууме, которое связано с диффузией и десорбцией растворенных летучих компонент и продуктов реакций, протекающих в клее [59]. Поэтому низкое газоотделение является одним из основных требований, предъявляемым к клею, используемому при сборке вакуумных приборов.

Хотя в настоящее время в мире выпускается большое число клеев с низким газоотделением (так, например, приведенный в базе данных NASA список таких клеев, отвечающих требованиям стандарта США ASTM Е595,

насчитывает около 1000 наименований [74]), выбор подходящего клея затруднен тем, что производители обычно не указывают состав выделяемых летучих компонент клея и скорость удельного газовыделения. Это не дает возможность хотя бы оценить количество и состав летучих компонент клея, которые выделятся во внутренний объем прибора в течение срока службы. Для обеспечения необходимого уровня вакуума используют разнообразные встроенные газопоглотители (геттеры). Однако это решение эффективно лишь в том случае, если геттер способен поглотить все выделяющиеся летучие компоненты, то есть необходим комплексный подход к выбору как клея, так и геттера, который в свою очередь требует знания как скоростей удельного газовыделения примесей из клеев, так и сорбционных характеристик геттеров.

Другой аспект этой проблемы связан с тем, что рекомендуемый производителем режим сушки клея не гарантирует минимальное газовыделение. Проводя дополнительное обезгаживание клеевых швов, можно значительно уменьшить выход летучих примесей. Эта задача до сих пор решалась путем эмпирического подбора условий обезгаживания, но наилучший результат может быть получен лишь после количественного изучения кинетики десорбции летучих примесей при разных температурах и построения модели газовыделения из клея [20].

Следует отметить, что электронные и электронно-механические приборы при эксплуатации должны выдерживать значительные вибрационные и ударные нагрузки, соответственно, этим требованиям должны отвечать и внутренние клеевые соединения. В то же время производители промышленных клеев не приводят сведения о вибрационной и ударной стойкости соединений, ограничиваясь в технической документации сведениями о прочности клеевого соединения на отрыв при медленном нагружении. Это обстоятельство также ограничивает использование промышленных клеев в этих приборах.

Решение этих вопросов позволяет значительно расширить использование клеев при производстве электронных и электронно-механических приборов,

существенно снизить их себестоимость и улучшить характеристики.

4

Таким образом, актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью количественного изучения кинетики десорбции летучих примесей при разных температурах и построения модели газовыделения из клея, а также знаний вибрационной и ударной стойкости клеевых соединений, используемых в ЭМП.

Цель работы

Усовершенствование технологических основ создания внутренних клеевых соединений в электронных и электронно-механических приборах, обеспечивающих низкое газовыделение в вакууме и высокую механическую прочность.

Объект исследований: внутренние клеевые соединения в электронных и электронно-механических приборах.

Задачи исследований

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

- анализ характеристик лучших отечественных и зарубежных промышленных клеев с точки зрения применения их при производстве электронных и электронно-механических приборов;

- экспериментальное исследование вибрационной и ударной прочности на примере типового внутриприборного клеевого соединения;

- исследование причин формирования внутренних напряжений при отверждении клеев методом дифференциально-термического анализа;

- разработка аппаратуры и методики определения скорости газовыделения поверхностью клея;

- экспериментальное определение скорости газовыделения из различных типов промышленных клеев, наиболее подходящих для соединения деталей электронных и электронно-механических приборов;

- разработка метода обезгаживания клеевых швов на примере наиболее перспективных промышленных клеев;

- моделирование внутриприборной газовой среды с учетом наличия в приборе встроенного геттера, способного поглощать летучие компоненты.

Научная новизна

В итоге проведенных исследований достигнут ряд новых результатов: - предложен метод снижения внутренних напряжений в клеевых соединениях на основе данных дифференциально-термического анализа, экспериментально подтвержденный на примере вибрационной и ударной прочности цилиндрических соединений;

- разработана аппаратура и методика оптико-акустического (ОА) газового анализа в широком диапазоне концентраций летучих компонент;

- двумя различными методами (ОА-метод и масс-спектральный анализ) экспериментально определено удельное газовыделение из ряда наиболее перспективных отечественных и зарубежных промышленных клеев различных типов и отобраны клеи с наименьшим газовыделением;

- на примере керамического и эпоксидного клеев разработан метод оптимизации обезгаживания клеевых швов;

- предложена модель внутриприборной газовой среды, позволяющая рассчитать состав и давление газов, выделившихся из клеевых швов в ходе эксплуатации с учетом использования встроенного геттера.

Практическая ценность работы

Полученные экспериментальные данные по удельной скорости газовыделения позволяют рассчитать количество летучих соединений, которое выделится во внутренний объем ЭМП в течение срока службы из клеевых соединений, выбрать подходящий промышленный клей и газопоглотитель, совершенствуя тем самым технологические основы создания ЭМП.

Моделирование внутриприборной газовой среды позволяет определять временную зависимость парциального давления летучих компонент в приборе и прогнозировать срок службы вакуумных приборов с клеевыми соединениями для различных условий эксплуатации. При необходимости обеспечения более высокого вакуума в таких приборах, внутренние клеевые швы могут быть

дополнительно обезгажены по разработанному методу, существенно уменьшающему скорость газовыделения из клея.

Результаты этих исследований использованы арзамасским научно-производственным предприятием «ТЕМП-АВИА» для разработки вибрационных гироскопов общего применения, а также на химическом факультете МГУ при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе.

Разработанный автором ОА-газоанализатор сертифицирован и внесен в реестр средств измерений (сертификат Госстандарта РФ 1Ш.С.31.004.А №15522).

Основная часть исследований выполнена лично автором, в том числе подготовка образцов и исследование их различными методами, обработка результатов измерений, систематизация и обобщение полученных результатов.

Отдельные результаты получены либо под руководством автора (разработка, изготовление и сертификация экспериментальной аппаратуры), либо при непосредственном участии автора (масс-спектральные исследования образцов). Статьи, вошедшие в диссертацию, написаны совместно с соавторами. Положения, выносимые на защиту

• метод снижения внутренних напряжений в цилиндрических клеевых соединениях, основанный на результатах дифференциально-термического анализа, экспериментально подтвержденный исследованием вибрационной и ударной прочности таких соединений;

• результаты определения двумя различными методами (ОА-метод и масс-спектральный анализ) удельного газовыделения из ряда наиболее перспективных отечественных и зарубежных промышленных клеев различных типов;

• метод оптимизации обезгаживания клеевых швов на примере керамического и эпоксидного клеев;

• результаты моделирования внутриприборной газовой среды, сформированной газовыделением из клеевых швов в ходе эксплуатации с учетом использования встроенного геттерного насоса.

Методы исследования, достоверность и обоснованность

В работе использованы надежные экспериментальные методы, в том числе масс-спектральный и оптико-акустический газовый анализ, дифференциально-термический анализ, поляриметрический метод. Механические испытания проводились на промышленном испытательном оборудовании. Результаты экспериментов обрабатывались по известным методикам и сопоставлялись с данными, приведенными в отечественных и зарубежных печатных работах. Теоретическая часть основана на использовании известной теории диффузии в твердом теле, сделанные выводы хорошо согласуются с известными данными других исследователей.

Апробация работы

Результаты работы доложены и обсуждены на международной конференции «Современные проблемы химической физики» (Ереван, 2012 г.) и на Пятой Международной Конференции по возобновляемым и чистым источникам энергии (Ереван, 2013 г.).

Разработанный газоанализатор демонстрировался и был удостоен золотой медали на III специализированной выставке с международным участием «Отходы 2002: Индустрия переработки и утилизация». Прибор также демонстрировался и был удостоен серебряной медали VI Международного салона промышленной собственности «Архимед-2003».

Публикации

Материалы диссертации изложены в 8 научных работах, включая 4 статьи, 1 депонированную рукопись и 3 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы 173 страниц, включая 53 таблицы, 73 рисунка, список цитируемой литературы из 92 наименований и 4 страницы приложения.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Хорошо известно, что сведения, приводимые в технической документации поставщиков, касаются главным образом прочностных параметров клеев (особенно это относится к импортной продукции), при этом прочность указывается лишь для случая медленного нагружения соединения, тогда как в большинстве современных приборов соединения подвергаются значительной вибрационной и ударной нагрузке. Более того, ряд параметров, влияющих на выбор клея для внутренних соединений электронных вакуумных приборов является сложной задачей, требующей комплексного подхода для ее решения. В разделе рассмотрены технические требования к внутренним клеевым соединениям ЭМП и имеющиеся в литературе данные, касающиеся свойств промышленных клеев различных типов, потенциально пригодных для сборки ЭМП. Клеевые соединения разделяют на ряд типов [31], причем в пределах одного типа основные характеристики клеев достаточно близкие. Это позволяет ограничиться исследованием сравнительно небольшого количества отобранных клеев различных типов для выяснения вопроса их пригодности для соединения деталей ЭМП.

Рассмотрение свойств промышленных клеев различных типов позволяет выбрать наиболее подходящие клеевые системы, потенциально пригодные в технологии ЭМП.

Основой большинства клеев являются полимеры или соединения, превращающиеся в полимеры при склеивании. Структура полимерной основы клея в целом определяет его основные характеристики. В качестве основы клеевой композиции используют органические и неорганические мономеры и полимеры, а также их комбинации. Отверждение клея протекает в результате реакций полимеризации или поликонденсации и, как правило, сопровождается выделением побочных газообразных продуктов. Если в основе клея лежит

смесь полимеров, то отверждение клея протекает в несколько стадий. Клеевые соединения разделяют на ряд типов [31], причем в пределах одного типа основные характеристики клеев достаточно близкие. Это позволяет ограничиться исследованием сравнительно небольшого количества отобранных клеев различных типов для выяснения вопроса их пригодности для соединения деталей вакуумных приборов электронной техники.

2.1.Технические требования к внутренним клеевым соединениям электронных и электронно-механических приборов

К внутренним клеевым соединениям вакуумных электронных приборов предъявляется ряд требований [31]:

- механическая прочность;

- термическая устойчивость;

- низкое газоотделение;

- технологичность;

- длительный срок службы.

В процессе эксплуатации приборы подвергаются различным механическим

воздействиям, главным образом, вибрации и ударам. При механических

испытаниях приборы общего применения обычно подвергают вибрации с

частотой 20 Гц...20 кГц и перегрузкой до 20-50g, а также ударам с перегрузкой

200-3 00§ и длительностью порядка единиц миллисекунд. Прочность клеевых

соединений должна обеспечивать в этих условиях нормальную работу прибора.

Требование термической устойчивости связано с тем, что внутренние

клеевые соединения вакуумных приборов в большинстве случаев должны

работать в диапазоне температур -60...+100°С. Учитывая, что приборы перед

отпайкой проходят стадию обезгаживания, клеевые соединения должны

длительно выдерживать повышенную температуру ( + 200°С).

Низкое газоотделение является одним из основных требований,

предъявляемым к клеевым швам. В электронных вакуумных приборах

ю

ухудшение вакуума в корпусе выше 10"7 мм рт.ст. приводит к рассеянию электронного потока молекулами остаточного газа и к резкому ухудшению их характеристик. В ЭМП остаточный газ вызывает дополнительное демпфирование колебаний резонаторов и также нарушает их работу. Для

нормальной работы точных ЭМП давление остаточного газа должно быть на

6 2 уровне 10" мм рт.ст. [22], в грубых ЭМП допустимо давление порядка 10" мм

рт.ст. [17]. Количество газа а молекулярной массой М, выделившееся из клея в объем прибора V в течение времени t, связано с газовыделением соотношением:

аКТ/М = угБ, (1)

где 5 - площадь открытой поверхности отвержденного клея, V - удельная скорость газовыделения. Давление, создаваемое этим газом в приборе, составит

Р = д = у18 (2)

Сделаем простую оценку. Пусть внутренний объем прибора равен 0.1 л, срок его службы составляет 15 лет, а общая площадь поверхности клея внутри прибора составляет 1 мм . Считая скорость газовыделения постоянной, для предельно допустимого давления 10"6 мм рт.ст. в конце срока службы,

10 3

количество выделившегося газа не должно превышать 1,34-10" Пам , а удельная скорость газовыделения должна быть не выше 2,8-10"11 Па-м/с. Это очень низкое значение, откуда понятно, что обеспечить высокий вакуум в течение длительного срока службы без встроенного газопоглотителя (геттера) очень трудно. Поэтому с одной стороны, необходимо использовать клей с минимальной скоростью удельного газовыделения, а с другой - использовать встроенный геттер, способный поглощать выделяющиеся газовые компоненты.

Большое значение имеют и технологические аспекты использования клея. Как следует из (1) открытая площадь клея должна быть минимальной, это значит, что клеевые швы должны иметь малую толщину. Это требование сравнительно просто выполнить при склейке плоских деталей и трудно - при необходимости заполнять клеем тонкие зазоры. Введение в них высоковязкого

состава представляет сложную задачу и в таком клеевом соединении возможны воздушные включения. С другой стороны низковязкий состав в большом зазоре не будет удерживаться и вытечет еще до отверждения. В табл. 1 приведена допустимая вязкость клея, позволяющая заполнить зазор определенной величины [31]. Необходимо отметить, что практически все клеи с малым термическим коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) содержат большое количество наполнителя с размером гранул до 200 мкм и имеют пастообразную консистенцию. Это обстоятельство также должно учитываться при выборе клея.

Таблица -1 Допустимая вязкость клея в зависимости от величины зазора [31]

Зазор, мкм ДО 70 100-150 50-200 60-250 10-350 100-450 250-600

Вязкость, мПа-с 10-40 200-300 300-600 1000-1600 2000-6000 6000-10000 >10000

Важным требованием к клеевым соединениям является и длительный срок службы (15-25 лет). Старение клея и ухудшение его свойств происходит из-за разрушения адгезионных связей, при этом считается, что основной вклад в процесс старения клея вносится химическим взаимодействием клея с атмосферной водой. С этой точки зрения внутриприборное клеевое соединение вакуумного электронного прибора находится в отличных эксплуатационных условиях. Что касается влияния температуры, то повышенная температура не вызывает значительного снижения прочности, а иногда прочность шва даже повышается. Это вызвано тем, что структурная деструкция клея при тепловом старении связана с диффузией кислорода и паров воды в клеевой шов, а в вакууме такой эффект отсутствует. Вместе с тем скачки температуры приводят к изменениям нормальных и касательных термоупругих напряжений и к старению клея.

При склеивании упругих элементов ЭМП необходимо принимать во

внимание значительное внутреннее трение в клеевых швах. При приклеивании,

12

например, пьезоэлектрического датчика, это может привести к запаздыванию между фазами колебаний подложки и сигналом пьезодатчика. Тангенс угла запаздывания фазы деформации датчика пропорционален частоте колебаний и времени релаксации деформации в отвержденном клее, это значит, что фазовая погрешность датчика будет зависеть как от частоты, так и от температуры.

Свойства клеев и методы их испытаний приведены в ряде ГОСТов, ОСТов, ТУ и отраслевых методик, их перечень приведен в [31].

2.2. Механическая прочность клеевых соединений

Прочность клеевых соединений зависит от многих факторов: конструкции клеевого соединения, прочности клея и его адгезии к поверхности соединяемых материалов и т.п. Тем не менее, для оценки требований прочности к клеевым швам, целесообразно рассмотреть типовые внутриприборные клеевые соединения и выявить основные факторы, влияющие на их прочность [21].

На рис.1 приведены широко распространенные клеевые соединения, используемые в вакуумных ЭМП: цилиндрическое клеевое соединение стойка-основание (рис. 1а) и склейка двух плоских деталей (рис. 16) [21]. На рис.1 У 12,з и 0(1,2,з ~ модуль Юнга и ТКЛР соединяемых деталей и клея. При вибрации и ударах возникают механические напряжения, вызванные действием сил инерции. В общем случае задача определения касательных и нормальных напряжений в клеевом шве является сложной и требующей знания многих параметров [11], но задача существенно упрощается, если считать, что изгибающие моменты, приложенные к стержню, а также перерезывающие силы отсутствуют [21]. Тогда внешнее механическое воздействие сводится к действию силы Т7 на вклеиваемую стойку (рис. 1а). Максимальная величина этой силы (-/^тах) определяется произведением массы стержня на максимальную эксплуатационную перегрузку. При этом создается касательное напряжение, средняя величина которого равна [21]

а) б)

Рисунок 1-Цилиндрическое (а) и плоское клеевые соединения (б) [21]

Для клеев с низким модулем упругости механические напряжения в соединении распределены равномерно, и величина среднего касательного напряжения соответствует максимальному напряжению. В клеях с высоким модулем упругости касательные напряжения распределены неравномерно, максимальное напряжение будет выше, чем это следует из (3), и для расчета о'ттах следует использовать формулы [40; 16]:

где Л=1-^--(4)

Гтах 2 яЯ2 + ^ 3)

где /из - коэффициент Пуассона для клея.

Для оценки интенсивности касательного напряжения в табл. 2 приведены рассчитанные по (4) значения сгТ и сгт тах в цилиндрическом клеевом соединении, выполненном отечественным клеем К-400, для различных величин радиуса стойки, толщины основания и клеевого зазора. Материал соединяемых деталей - кварцевое стекло с У = 7-1010 Па и а = 4-10"7 °С"\ В расчете также принято Уз = 1980 МПа, /Лз=0А, ¥тах = 50 Н. Из полученных оценок видно, что

максимальное касательное напряжение в рассмотренном клеевом соединении, в общем невелико.

Таблица- 2 Касательные напряжения в цилиндрическом клеевом соединении

(МПа) [21]

ММ (1о=20 мкм й?о=100 мкм

Н=2 мм Н= 5 мм Н= 2 мм Н= 5 мм

От &Ттах СТт тах От &Ттах оу &Ттах

1 4 8.1 1.7 7.8 4 4.9 1.7 3.6

2,5 1.6 2.3 0.6 2 1.6 1.7 0.6 1

В плоском клеевом соединении при действии силы Р возникает нормальное напряжение, равное ом = Р/^, где 51 - площадь склейки. Как и для

цилиндрического соединения, при Етах = 50 Н нормальное напряжение достаточно мало, и необходимая прочность обеспечивается подавляющим большинством клеев.

Кроме механических напряжений клеевые соединения также испытывают термоупругие напряжения - нормальное и касательное - связанные с различием ТКЛР клея и соединяемых деталей.

Нормальное термоупругое напряжение (сжимающее или растягивающее) возникает из-за расширения или сжатия клея при изменении температуры. Этот вид напряжений характерен главным образом для цилиндрических соединений, когда клей вводится в узкий зазор между деталями. Пусть в нормальных условиях клеевое цилиндрическое соединение типа стойка-основание не напряжено, тогда при изменении температуры на величину АТ возникает сжимающее или растягивающее нормальное напряжение, равное в общем случае [40; 16]:

В табл. 3 приведены оценки этих напряжений для клеев с различными параметрами: а) для высокомодульного клея с а3=5-10"6 °С-1 и Уз=2000 МПа; б) для низкомодульного клея с <2з=2-10"4 °С~' и У3=2 МПа. Размер зазора принят равным 20 мкм, радиус стержня - 2,5 мм, ЛТ = 75°С. Материал соединяемых деталей: кварцевое стекло и инвар (для инвара: 7 = 16-1010 Па, а= 1,5-10"6 0С-1). Эта оценка показывает, что при склеивании деталей с различным ТКЛР высокомодульным клеем, в цилиндрическом клеевом шве возникает значительное нормальное термоупругое напряжение.

Таблица- 3 Нормальное термоупругое напряжение в цилиндрическом клеевом

соединении (МПа) [21]

Материал соединяемых деталей Тип клея Зазор, мкм

20 40 60 80 100

Кварцевое стекло - кварцевое стекло Высокомодульный 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

Низкомодульный 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

Кварцевое стекло-инвар Высокомодульный 21,3 11,0 7,6 5,9 4,9

Низкомодульный 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03

В этом случае наилучший результат может быть получен при использовании низкомодульного клея, причем величина нормального термоупругого напряжения практически не зависит от толщины зазора.

Касательное термоупругое напряжение возникает только при склеивании разнородных материалов с неодинаковым ТКЛР. Для цилиндрического клеевого соединения касательное термоупругое напряжение может быть рассчитано по формуле [40; 16]:

а^ = А71°з(«2-«.) + (! _ . (6)

с10Л

Как видно из (6), для склеиваемых однородных материалов разность ТКЛР ос/ и а2 равна 0 и, соответственно, касательное термоупругое напряжение также равно 0. В противном случае стгг может достигать значительных величин. В качестве примера в табл. 4 приведены величины касательного термоупругого напряжения в цилиндрическом соединении кварцевое стекло - инвар, рассчитанные для различных значений толщины платы и величины зазора, при использовании высокомодульного (У3-2000 МПа) и низкомодульного клея (Гз=1,6 МПа) для ЛТ = 75°С. Эти оценки показывают, что использование низкомодульного клея снижает термоупругое касательное напряжение в цилиндрическом клеевом соединении на несколько порядков.

Таблица- 4 Касательное термоупругое напряжение в цилиндрическом соединении кварцевое стекло-инвар (МПа) [21]

ММ Высокомодульный клей Низкомодульный клей

с!о=20 мкм ¿/0=100 мкм йо~20 мкм £^0=100 мкм

Н= 2 мм Н= 5 мм Н= 2 мм Н= 5 мм Н= 2 мм Н= 5 мм Н=2 мм Н= 5 мм

1 2,22 2,92 0,55 1,061 2,4-10"6 5,9-10"ь 5-Ю"' 1,2-10"6

2,5 2,58 4,4 0,57 1,25 2,4-10"ь 5,9-10"ь 5-10"6 1,2-Ю-6

Плоский клеевой шов (рис. 16) также испытывает касательные термоупругие напряжения, вызванные разницей ТКЛР склеиваемых материалов. Чтобы оценить их величины можно воспользоваться следующей формулой [40;43]:

ат={ах-а2)ЬТ.Уъ--. (7)

/7 | + /7 2

Оценки, сделанные по (7) показывают, что эти напряжения малы. Даже при

использовании высокомодульного клея (пусть У3 = 2000 МПа - это значение

характерно для эпоксидной смолы и неорганических клеев) и ЛТ= 100°С,

получим, при Н[»Н2 и разности ТКЛР для пары, например, керамика-

17

дуралюмин, равной Ю"50С"1, величину касательного термоупругого напряжения От = 2 МПа. Эта величина гораздо меньше прочности на сдвиг большинства клеев (5-50 МПа), поэтому для плоских клеевых швов касательными термоупругими напряжениями можно пренебречь.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Захарян, Роберт Артушевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Астахов П.А., Войтенко Л.И. Клеи и компаунды на основе модифицированных эпоксидных смол //Клеи.Герметики.Технологии. 2005. №2. С. 12-15.

2 Боярина М.Ф. Сорбционные характеристики пористых нераспыляемых газопоглотителей СПН //Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1970. №11. С.124-132.

3 Боярина М.Ф. Сорбционные характеристики пористых нераспыляемых геттеров СПН //Электронная техника. Серия 1. Электроника СВЧ. 1970. No.ll. С.124-132.

4 Буренин A.B. Теоретический анализ газовой ячейки радиоспектроскопа с акустическим детектором //Известия вузов. Радиофизика. 1974. Т. 17. С. 1291.

5 Быков Д.В., Лясников В.Н., Филимонов С.А. Плазменные нераспыляемые газопоглотители в производстве изделий электронной техники // Обзоры по электронной технике. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. 1989. Вып. 1(1423). С.1-62.

6 Быков Д.В., Вислоух В.Е., Глебов Г.Д., Шугалей О.И. Низкотемпературный геттер //Вопросы атомной науки и техники. Сер. Общая и ядерная физика. 1978. №4. С.43-45.

7 Вейнгеров M.JI. Новый метод газового анализа, основанный на оптико-акустическом явлении Тиндаля-Рентгена //Доклады АН СССР.1938.Т.19.С.687.

8 Вилкин Е.Г., Видревич М.Г., Пашук A.B. Сравнение нераспыляемых геттеров, основанных на TiV с нагреваемым геттером «Эмитрон» ПНЕ-3// Вакуумная техника и технология. 2006. Т. 16. No.l. С.63-64.

9 Головастое Б.С. Характер и измерение потерь веса полимерных материалов в вакуум // Пластические массы. 1971. №10. С.33-35.

10 Гуров A.A. Анаэробные герметизирующие материалы «Анатерм» // Клеи. Герметики. Технологии. 2004. №5. С. 14-17.

11 Ивченко Н.К. Расчет клеевых соединений приборных конструкций. Дисс.

на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Тверь. 1999.

163

12 Коган B.C., Шулаев В.М. Адсорбционно-диффузионные вакуумные насосы (вакуумные насосы с нераспыляемым геттером). Обзор. М.: ЦНИИатоминформ. 1990. 67 с.

13 Козинцев В.И., Белов M.JL, Городничев В.А., Федотов В.И. Лазерный оптико-акустический анализ многокомпонентных газовых смесей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана. 2003.

14 Копейкин В.А., Петрова А.П., Рашкован И.Л. Материалы на основе метал-лофосфатов. М.: Химия. 1976.

15 Краснов A.A., Семенов A.M., Достовалов Р.В. Экспериментальное исследование неиспаряемого геттера системы ZrVFe //Вакуумная техника и технология. 2007. Т. 17. No.4. С.293-296.

16 Куковякин В.М., Скорый И.А. Оценка напряженности клеевых цилиндрических соединений //Вестник машиностроения. 1972. №4. С.41-44.

17 Кучерков С.Г. Определение необходимой степени вакуумирования рабочей полости осциллятора микромеханического гироскопа //Гироскопия и навигация. 2002. №1. С.52-56.

18 Лазерная аналитическая спектроскопия / В.С.Антонов, Г.И.Беков, М.А. Большое и др. - М.: Наука, 1986.

19 Левинок В.Е. Бездеформационное склеивание кварца с инваром // Оптический журнал. 1995. №10. С.69-72.

20 Лукина Н.Ф., Петрова А.П. Свойства и применение клеев в приборной технике //Клеи.Герметики.Технологии. 2005. №11. С.11-15.

21 Лунин Б.С., Захарян P.A. Применение клеев для сборки вакуумных электронно-механических приборов //Деп. ВИНИТИ 18.01.2013. №18-В2013.

22 Матвеев В.А., Лунин Б.С., Басараб М.А. Навигационные системы на волновых твердотельных гироскопах. - М.: Физматлит, 2008.

23 Матвеев В.А., Лунин Б.С., Басараб М.А., Захарян P.A. Газопоглотители для вибрационных гироскопов // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Приборостроение. 2013. №2. С.90-99.

24 Мартынечева Г.Н., Щипачева З.М. Исследование газоотделения паст-припоев на основе галлия // Сб.: Научные проблемы соединения материалов галлиевыми пастами. Ред. Драновский М.Г. М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского. 1972.

25 Маханов В.И. Сорбционная активность высокопористого титана // Обзоры по электронной технике. Сер. Электроника СВЧ. 1987. №3. С.58-62.

26 Обуховская О.Ф., Хенкина Х.Г. Алюмофосфатный клей и его применение // Сб.: Клеи и клеевые соединения. Под ред. М.Г. Драновского. 1967. МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского. С.72-76.

27 Обуховская О.Ф. Клеи на основе алюмофосфатных связок // Машиностроитель. 1967. №12. С. 19-20.

28 Окабе X. Фотохимия малых молекул. М.: Мир, 1981.

29 Партон В.З. Механика разрушения: от теории к практике. М.: Наука, 1990.

30 Паспорт на полосовой интерференционный фильтр. Минск. СКТБ АН РБ.

31 Петрова А.П. Клеящие материалы. Справочник. М.: К и Р. 2002.

32 Петрова А.П., Рашкован И.Л. Влияние некоторых факторов на процессы отверждения алюмхромфосфатных клеев // Сб.: Новые клеи и технология склеивания. М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского. 1973. С.44-50.

33 Полякова A.A., Хмельницкий P.A. Масс-спектрометрия в органической химии. Л.: Химия, 1972.

34 Саксаганский Г.Л., Уколов С.И. Вакуумно-технологические характеристики нераспыляемых геттеров и средства откачки на их основе //Криогенное и вакуумное машиностроение. Сер. ХМ-6. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. 1991.

35 Сенченя Н.Г. Цианакрилатные клеи //Клеи.Герметики.Технологии. 2005. №6. С. 10-12.

36 Слободская П.В. Определение скорости перехода колебательной энергии молекул в энергию поступательного движения с помощью спектрофона // Известия АН СССР. 1948. Т.12. №5. С.656-662.

37 Смолянский Б.С. Оптико-акустический газоанализатор // A.c. СССР №201763.(1967).

38 Сычев М.М., Медведева И.Н., Богоявленская Г.А. Неорганические клеи и их свойства // Сб.: Новые клеи, технология склеивания и области применения. 1989. М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского. С.45-50.

39 Тихомирова О.И. Галлиевые пасты для вакуумноплотного соединения разнородных металлов // Сб.: Новые клеи и технология склеивания. М.: МДНТП им. Ф.Э.Дзержинского. 1973. С.87-91.

40 Фрейдин A.C. Прочность и долговечность клеевых соединений. М.: Химия, 1981.

41 Харитонов Н.П., Веселов П.А., Кузинец A.C. Вакуумплотные композиционные материалы на основе полиорганосилоксанов. Л.: Наука, 1976.

42 Чернавский П.А., Панкина Г.В., Захарян P.A., Лунин В.В. Размерные эффекты в катализаторах синтеза Фишера-Тропша //Тез. докл. межд. конф. «Современные проблемы химической физики». Ереван. 2012. С.36.

43 Шаблаков A.A., Рейтер Э.М., Москалев Е.В. Выбор клея для соединения керамика-металл // Сб.: Новые клеи, технология склеивания и области применения. 1989. М.: МДНТП. С.121-125.

44 Штепа В.И. Оптико-акустические исследования колебательно-поступательной релаксации высоковозбужденных молекул ряда фторорганических соединений. Дисс. на соис. уч. ст. канд. хим. наук. Москва. 1990.

45 Южин А.И., Андреева Л.И., Кокорина И.Л., Гусева О.В. Использование органических клеев при изготовлении электровакуумных приборов //Сб.: Клеи и соединения на их основе. М.:МДНТП им.Ф.Э.Дзержинского. 1970.4.2.С.85-88.

46 A multiple material ероху stem for electron tubes// Vacuum. 1967. V.17. No.3. P.159-160.

47 Adhesive Bonding. Ed. L-H. Lee. Plenum Press, NY. 1991.

48 Atlas of mass spectral data. Edited by E.Stenhagen, S.Abrahamsson, F.W.

McLafferty. NY-London: Interscience Publishers. Vol.1. 1969. 266 p.

166

49 Barosi A., Giorgi T.A. A Non-evaporable Getter for Low Temperatures // Vacuum. 1973. V.23. No. 1. P. 15-19.

50 Boffito C., Ferrario B., Porta P., Rosai L. A nonevaporable low temperature activable material // Journal of Vacuum Science and Technology. 1981. V.18, No. 3. P. 1117-1120.

51 Boffito C., Sartorio E. Un update of non-evaporable getters in electron tubes // VAKUUM-Technik. 1986. V.35. No.7. P.212-217.

52 Boffito C., Sciabel A. Method to sorb residual gas inparticular gas nitrogen by non-evaporable barium getter alloy // Patent RU 2082249 (1992).

53 Bradshaw I., Rodgers M.O., Davis D. Single photon laser-induced detection in NO and SO2 for atmospheric conditions of composition and pressure // Appl. Opt. 1982. V.21. No.14. P.2493.

54 Cecchi J.L., Knise R.J. Pressure dependence of Zr-Al pumping speed for H2 // J.Vac. Sci.Technol. A. 1983. V.l. No. 2. P. 1276-1278.

55 Corazza A., Boffito C. Composition for low-temperature initiated of activation of getter materials and getters // Patent RU 2147386 (1997).

56 Crank J. The mathematics of diffusion. Oxford: Clarendon Press, 1956.

57 Doucette E.J. The characterization of Ceralloy 400 getter // Vacuum. 1961. V.l 1. No.2. P.100-108.

58 Ferrario B., Figini A., Borghi M. A new generation of porous non-evaporable getters // Vacuum. 1985. V.35. No. 1. P. 13-18.

59 Gerlach A., Keller W., Schulz J., Schumacher K. Gas permeability of adhesives and their application for hermetic packaging of microcomponents // Microsystem Technologies. 2001. V.7. P. 17-22.

60 Giorgi T.A., Ferrario B., Boffito C. High-porosity coated getter // Journal of Vacuum Science and Technology. 1989. V.7, No. 2. P. 218-222.

61 Giorgi E., Boffito C., Bolognesi M. A new Ti-based non-evaporable getter // Vacuum. 1990. V.41. No.7-9. P.1935-1937.

62 Hibino Y., Sakaguchi S., Tajima Y. Crack growth in vitreous silica under dynamic loading //Journal of Materials Science Letters. 1983. V.2. No.8. P.388-392.

63 Knise R.J., Cechi J.L., Dylla H.F. Measurement of H2, D2 Solubilities in Zr-Al // J.Vac. Sci. Technol. 1982. V.20. No. 4. P. 1135-1137.

64 Lafferty J.M., ed. Foundations of Vacuum Science and Technology. NY: Wiley-Interscience, 1998.

65 Lichtman D., Hebling A. Specific gas reactions of Ceralloy 400 getter // Vacuum. 1961. V. 11. No.2. P. 109-113.

66 Okamoto H., Murakami J., Manako К. Патент Англии. GIMB3V (C03C) No. 1037609 (1964).

67 Parcash S., Vijendran P. Sorption of Active Gases by Nonevaporable Getter // Vacuum. 1983. V.33. No. 5.P.295-299.

68 Roth A. Vacuum Technology. Elsevier, Science Publishers B.V.: Amsterdam, 1990.

69 Sciuccati F., Ferrario В., Gasparini G., Rosai L. In situ pumping with NEG (nonevaporable getters) during vacuum processing //Vacuum. 1988. V.38. No.8-10. P.765-769.

70 Smith D.B. Fixing method using polysiloxane-fluorocarbon blends as release agents//naTeHT США 4150181. НКИ 427/444 (1979).

71 Van Vucht J.H.N. The Ceto-getters its chemical structure and hydrogen gettering properties // Vacuum. 1960. V.10. No.1/2. P.170.

72 Verhoeven J., Doveren H. Interactions of residual gases with a barium getter film as measured by AES and XPS// J. Vac. Sci. Technol. 1982. V.20. No.l. P.64-74.

73 Verhoeven J., Doveren H. An XPS investigation of the interaction of CH4, C2H2, C2H4 and С2Нб with a barium surface//Surface Science. 1982.V.123.P.369-383.

74 Outgassing Data for Selecting Spacecraft Materials // outgassing.nasa.gov

75 www.epotek.com

76 www.mcmc-uk.com

77 www.emersoncuming.com

78 www.intertechnology.com

79 www.masterbond.com

80 www.cotronics.com

81 www.epotecny.com

82 www.bondmaster.com

83 www.panasol.com

84 www.parsonadhesives.com

85 www.mansnn.ru

86 www.itwpc.com

87 www.fortafix.com

88 www.aremco.com

89 www.nusil.com

90 www.dowcorning.com

91 www.gesilicones.com

92 SAES Technical Product Reports // www.saesgetters.com