Исследовали пропиточный состав СПВ-20 в виде покрытий толщиной 0,05-0,07 мм, нанесенных на металлические подложки, или дисков диаметром 50 мм, толщиной 2—3 мм для определения электрических свойств, брусков размерами 25x40x2 и 10х15х2 мм для определения механических свойств и пучков провода для определения цементирующей способности.
На рис. 3.7 приведена зависимость р состава СПВ-20 от времени старения при температурах 250, 350 и 600 °С, на рис. 3.8 - температурная зависимость р тех же образцов после 3000 ч старения при 350 и 600 °С. Испытания проводили без напыления платинового приэлектродного слоя. Исходным значением р при определении временных зависимостей в процессе старения при разных температурах принято значение, определенное при 100 или 200 °С, после удаления основной массы адсорбированной влаги. Из рис. 3.7 видно, что в процессе старения при 250 °С значение р практически не изменяется, что объясняется отсутствием существенных изменений в полимере при этой температуре. В процессе старения при 350 °С, когда структурирование олигометилсилоксана приводит к химическим изменениям в композиции полимер—наполнитель, значение р уменьшается на порядок. В процессе старения при 600 °С, когда в основном сформировался неорганический материал с более плотной и механически более прочной структурой, р при 20 °С не изменяется (или даже несколько возрастает) во времени вплоть до 6000 ч. После 3000 ч старения р при 600 °С сохраняется на достаточно высоком уровне.
Рис. 3.7. Зависимость р пропиточного состава СПВ-20 от времени старения при 250 (а), 350 (б) и 6005 С (в):
1 - измерения при 100 °С; 2 - при температуре старения
Рис. 3.8. Температурная зависимость р пропиточного состава СПВ-20 после 3000 ч старения:
1 - при 350 °С; 2 - при 600 °С
В табл. 3.12—3-14 приведена зависимость Епр, δуд и цементирующей способности состава СПВ-20 от времени старения при температурах 250, 350 и 600° С.
В процессе старения при 250 °С, где полимер еще не претерпевает структурных изменений, значение Епр максимально, мало зависит от температуры и времени ее воздействия. В процессе старения при более высоких температурах Еnp несколько уменьшается, но уровень его сохраняется высоким во времени вплоть до 6000 ч.
При воздействии температур 250 и 350 °С цементирующая способность состава СПВ-20 мало зависит от температуры и времени ее воздействия.
Изменение свойств пропиточного состава СПВ-20 при длительном воздействии более высокой температуры (850 °С) в разных средах показано в табл. 3.15 и 3.16.
Ударная вязкость с ростом температуры и времени ее воздействия растет вплоть до 3000 ч, затем снижается до исходного значения.
учетом разброса показателей за счет неоднородности материала электрические свойства пропиточного состава СПВ-20 в процессе старения в вакууме при 850 °С практически не изменяются. После 1000 ч старения при этой температуре в воздушной среде вследствие окисления подложек из нержавеющей стали покрытия разрушились.
Таблица 3.12. Зависимость Епр, МВ/м, пропиточного состава СПВ-20 от времени старения при разных температурах
* Толщина 0,035 мм вместо 0,05-0,07 мм.
Таблица 3.13. Зависимость δуд, кДж/м2, пропиточного состава СПВ-20 от времени старения при разных температурах
Таблица 3.14. Зависимость цементирующей способности, Н, пропиточного состава СПВ-20 от времени старения при разных температурах
Так же как и при исследовании покрытий, значение Епр дисков состава СПВ-20 стабильно во времени старения при 850 °С.
Таблица 3.15. Зависимость электрических свойств покрытий состава СПВ-20 от времени старения при 850 °С в вакууме
Примечание. Значения в числителе - при температуре испытания в вакууме 20 °С, в знаменателе - при 850 °С.
Таблица 3.16. Зависимость свойств пропиточного состава СПВ-20 от времени старения в разных средах при 850 °С
* Испытания в воздушной среде; в остальных случаях - испытания в среде старения.
Примечание. Значение в числителе - при температуре испытания 20 °С, в знаменателе - при 850 °С.
Рис. 3.9. Зависимость электрических свойств пленок пропиточного состава СПВ-20 от времени увлажнения:
Таблица 3.17. Зависимость механических свойств пропиточного состава СПВ-20 от времени увлажнения
Примечание. Относительная влажность 93 %, температура 20 С.
Таблица 3.18. Зависимость λ, Вт/(м · °С), пропиточного состава СПВ-20 от температуры
*При 50 °С.
1 -Р ’2-Епр
Значение электрической прочности стабильно как в воздушной среде, так и в вакууме, причем уровень Епр в вакууме выше за счет влияния окружающей среды. Механические свойства состава СПВ-20 мало различаются в результате старения в разных средах, сохраняя стабильность вплоть до 8000 ч. Постоянство свойств во времени при воздействии температуры 850 °С в разных средах объясняется стабильностью химического состава и структуры материала СПВ-20, спеканием при этих температурах аморфного кремнезема, увеличением плотности и механической прочности состава.
На рис. 3.9 и в табл. 3.17 приведена зависимость электрических и механических свойств пропиточного состава СПВ-20 от времени выдержки в среде с относительной влажностью 93% при температуре 20 °С.
Значение р пропиточного состава СПВ-20 после 120 ч увлажнения снижается на два порядка, стабилизируясь на этом уровне; значение Е за то же время снижается на 30%.
Механические свойства в процессе увлажнения практически не изменяются.
Электрические свойства состава СПВ-20 легко восстанавливаются после 24 ч выдержки при 120 °С или после нагревания его до 600 °С.
Коэффициенты теплопроводности состава СПВ-20, определенные разными методами, по своим значениям близки и незначительно изменяются при нагревании (табл. 3.18).
Таким образом, исследование химических и структурных превращений, а также электрических, механических и теплофизических свойств пропиточных составов показало, что они могут работать длительно при температуре до 850 °С в разных средах (воздухе, аргоне, вакууме).
