|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Продолжение табл. 6.1
требованиям наиболее полно удовлетворяют материалы из хромо-никелевых коррозионностойких сплавов 12X18Н9Т и 12Х18Н10Т и дисперсионно-твердеющих славов типа ЗбНХТЮ. Эти сплавы обладают еще рядом важных физико-механических и технологических свойств: стабильностью характеристик в широком температурном диапазоне, достаточной жесткостью и пластичностью, способностью к упрочнению, износостойкостью, кор-розионностойкостью, нейтральностью к измеряемой среде, пожаро-взрывобезопасностью в специальных средах, большим числом знакопеременных циклов нагружений, виброустойчивостью, стойкостью к циклическим изменениям температуры измеряемой и окружающей сред, вязкостью при низких температурах и герметичностью. Поэтому сплавы 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т получили широкое распространение в датчиках механических величин для изготовления корпусных деталей и некоторых механических преобразователей (мембран), а сплав ЗбНХТЮ - для изготовления как корпусных деталей, так и различных механических преобразователей. Очень часто в рабочих условиях датчик подвергается воздействию низких температур и ударных нагрузок. В этом случае основным требованием к конструкционным материалам является сохранение необходимой вязкости при низких температурах и устойчивости к ударам. Так, например, сталь ШХ15, несмотря на свои преимущества при применении в указанных выше условиях, оказывается совершенно неприемлемой для применения в условиях ударных нагрузок в силу своей хрупкости не только, при пониженных температурах, но и в нормальных температурных условиях. В сводной табл. 6.1 приведены основные характеристики конструкционных материалов, получивших наибольшее распространение в различного рода датчиках. Там же указаны ориентировочные области применения этих материалов. 6.2. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Одним из перспективных видов неметаллических материалов, которые могут быть применены для конструирования элементов механических преобразователей, следует считать композиционные материалы на основе тонких волокон и полимерных связующих. Широкое распространение в технике получили стеклопластики и углепластики, хотя в принципе в качестве армирующих волокон таких материалов с успехом могут быть применены асбест, монокристаллы железа, кремния и ряд других волокнистых материалов. Углепластики представляют собой материал, армированный нитевидными кристаллами углерода, и поэтому отличаются высокими температурными характеристиками при сравнительно невысоких абсолютных прочностных характеристиках. 138 д.МПа. 1000 800 BOO  ь,МПа 3D 20 10 1 1 3 if 5 о 7 Степень ориентированности Рис. 6.3. Зависимость предела прочности от степени ориентированности арматуры из различных материалов (степень ориентированности задается типом материала): / - полиэфирная смола (связующее); 2 - премикс; 3 - пре-прем; 4 - высоконапол-нениые композиции; 5 - стеклопластик; 6 - однонаправленный стеклопластик; 7 - стекловолокно 2 3 и 5 6 7 Степень ориентированности Рис. 6.4. Зависимость модуля упругости от степени ориентированности арматуры Практический интерес для создания датчиковой аппаратуры, несомненно, представляют стеклопластики в силу их высокой механической прочности, технологичности формообразования, высоких электроизоляционных и антикоррозионных качеств и дешевизны исходных материалов. Стеклопластики в зависимости от ориентации волокон подразделяют на следующие две категории: 1) стеклопластики с хаотическим расположением волокон (премиксы, пре-прем и высоконаполненные композиции), 2) стеклопластики с ориентированным расположением волокон (стеклотекстолиты и однонаправленные композиции). Поскольку механические характеристики существенно зависят от ориентации волокон, то с повышением уровня однонаправленности арматуры прочность и жесткость деталей существенно растут. На рис. 6.3 и 6.4 даны предел прочности и модуль упругости различных материалов и показана зависимость этих характеристик от степени ориентированности арматуры. При этом содержание армирующих волокон (диаметром 7-12 мкм) принималось равным оптимальному значению, т. е. величине порядка 50-60% от объема всего стеклопластика. В качестве связующих используют полиэфирные, эпоксидные, фенольные, меламиновые и кремнийорганические смолы с соот- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |