Как уже отмечалось, в конденсаторостроении в качестве диэлектрика применяют слюду, в основном сорта мусковит, обладающую высокими электрическими и механическими свойствами, и слюду сорта флагопит для изготовления конденсаторов, работающих при температуре до 500°С. Окраска слюды зависит от присутствия в ней окислов хрома, железа и титана.

Содержание слюды мусковит в основной породе 1,5-3%. Добытую на рудниках слюду сырец направляют на слюдяные фабрики, где из нее изготовляют прямоугольные пластинки, которые в производстве конденсаторов называют шаблонкой. Из общего количества сырца выход шаблонки составляет около 0,4%, что сказывается на ее стоимости.

В слюде мусковит чрезвычайно удачно сочетаются высокие электроизоляционные качества с хорошими физическими свойствами. Электрические свойства слюды мусковит: диэлектрическая проницаемость 6-7; температурный коэффициент диэлектрической проницаемости (1020) • 10"* 1/°С; тангенс угла диэлектрических потерь (К1,5) 10""; удельное объемное сопротивление Ю-Ю* Ом/см; пробивная напряженность (в масле) образца толщиной 0,025 мм при частоте переменного тока 50 Гц до 125-130 кВ/мм.

Слюда вьдерживает нагрев до 600° С беэ каких-либо внешних изменений. Рабочий интервал температур слюдяных конденсаторов значительно ниже.

Слюда относится к числу химически стойких электроизоляционных, материалов и обладает весьма малой гигроскопичностью. Однако слоистость строения позволяет влаге проникать между слоями слюды, значительно снижая ее электрические свойства. Поэтому при производстве конденсаторов в некоторых случаях необходима сушка слюды и герметизация пакетов слюдяных конденсаторов.

Применяемые в конденсаторостроении пластинки слюды (шаблонки) имеют различные геометрические размеры: от 4X9 до 50X60 мм; толщина пластинки от 0,02 до 0,06 мм. Пластинки слюды для обеспечения механической прочности секций имеют толщину от 0,08 до 0,3 мм.

Выпускают слюду нескольких марок. Слюду марки СО (образцовая) применяют для изготовления образцовых конденсаторов с особо высокой стабильностью емкости и малым значением tg о при высоких и низких частотах; марки СФ (фильтровая) - для фильтровых конденсаторов проводной связи; марки СЫЧ (низкочастотная) - для радиоконденсаторов, используемая в контурах низкой частоты; марки СВЧ (высокочастотная) - для высокочастотных конденсаторов; марки СЗ (защитная) - для изоляции пакетов от обжимок и корпусов.

На слюде СО допускается не более 2% площади пластинки, занятой пятнами или воздушными включениями, на слюде СФ - 3%, а наличие этих дефектов на слюде других марок не оговаривается. Проколы и включения, пронизьвающие слюду и проводящие ток, а также горбины не допускаются.

Электрическая прочность слюды зависит от вида приложенного напряжения. При переменном напряжении повышенной частоты электрическая прочность несколько снижается по сравнению с ее значениями при технической частоте, а при постоянном напряжении повышается в 1,5-2 раза. 100

Учитывая, что в реальном слюдяном конденсаторе неоднородность электрического поля резко выражена, а рабочая площадь слюды велика (до 500-600 см), следовательно, велика вероятность наличия в слюде мест пониженной электрической прочности. Допустимая напряженность электрического поля с уменьшением толщины диэлектрика в реальных конденсаторах снижается.

Наличие в слюде воздушных, газовых и иных включений может вызвать местное искажение электрического поля, влекущее за собой возникновение тангенциальной составляющей напряженности поля, направленной параллельно плоскости слоев слюды. Это явление вызывает ухудшение электрических свойств и, в первую очередь, yxjmenne tg5 на низких частотах из-за повышенной проводимости по поверхности раздела слоев слюды.

Развивающаяся при высоком напряжении ионизация тоже ухудшает tg5. Воздушные включения понижают стабильность емкости слюдяных конденсаторов.

Пятнистость также в ряде случаев сказывается отрицательно на электрических свойствах слюды.

Механические повреждения резко снижают электрическую прочность/ слюды, поэтому важно, чтобы ее пластинки имели как можно меньше естественных дефектов и дефектов обработки. Царапины, краевое расслоение, заломы, отколы углов пластин и другие дефекты обработки должны быть сведены к минимуму. Грязь на поверхности слюды, отпечатки пальцев и другие поверхностные загрязнения ухудшают электрические параметры слюды и, в первую очередь, повышают tg5.

§ 40. ПОДГОТОВКА СЛЮДЫ К СБОРКЕ

Слюда, поставляемая фабриками, иногда недостаточно точно раскалибрована по толщине. Толщина пластин слюды в партии находится в пределах от 20 до 70 мкм и применять их в таком виде невозможно. Поэтому вся получаемая слюда в конденсаторном производстве проходит повторную тщательную рассортировку по толщине.

Раскалибровку пластин слюды всех размером вьполняют на автоматах АРС нескольких модификаций, с помощью которых пластины толщиной от 18 до 55 мкм измеряются с погрешностью 1 мкм и сортируются на 13 допусковых групп. Допустимое содержание пластин любой другой толщины в определенной группе - не более 2%. Производительность автоматов 1800 пластин в час.

Автомат состоит из подставки и блока раскалибровки, в который входят кран, электропневмоклапан, комбинированный блок, сортировочное устройство, редуктор, механизмы перемещения, устройства управления и транспортирующее, механизм очистки, датчик, каркас и радиусная кассета.

При работе автомата столбик подлежащих раскалибровке пластин слюды загружают пинцетом в радиусную кассету, откуда они поштучно транспортирующим устройством (диском и барабаном с вакуумным присосом) передаются на измерительную позицию датчика для определения толщины. Сигнал, соответствующий толщине пластины, поступает через комбинированный блок на реле сортировочного устройства, в результате

чего открывается канал определенной размерной группы, и пластина слюды, сбиваемая толкателем с измерительной позиции, попадает в соответствующую коробку. Чтобы сократить отходы дорогостоящей слюды, для ее раскалибровки применяют автомат АРКС, на котором пластины толщиной от 45 до 55 мкм расщепляют на две толщиной от 18 до 45 мкм.

После раскалибровки по толщине пластины слюды проходят перед сборкой в пакеты ряд подготовительных операций: промывку или прокаливание, разбраковку на светоточке по внешнему виду, укладку в кассеты, а затем передаются на сборку (если слюда предназначена для сборки пакетов фольговых конденсаторов) или на операцию серебрения.

Промывка в 20%-ном аммиачном растворе, а затем в дистиллированной воде и сушка в термостате снимают со слюды случайные загрязнения и обезжиривают ее.

Разбраковку по внешнему виду выполняют на специальном приспособлении, которое представляет собой ящик с прямоугольным отверстием. Внутри ящика имеются электрические лампочки, а отверстие закрыто стеклом, покрытым черной краской. В середине черного стекла имеется белый матовый светящийся прямоугольник. Перед началом работы поверхность стекла протирают ватой, смоченной спиртобензиновой смесью, на указательный и средний пальцы обеих рук надевают резиновые напальчники и также протирают их спиртобензиновой смесью.

Выкладьвают пинцетом часть слюды из тары на стекло и просматривают каждую слюдинку на зачерненной поверхности стекла, чтобы выявить и отбраковать имеющиеся трещины, надломы углов, краевые расслоения, проколы и другие механические повреждения, а также воздушные включения. Эти дефекты лучше всего видны на черной поверхности. Далее каждую слюдинку просматривают на светлой - матовой части стекла, чтобы отбраковать слюдинки с инородными включениями, пятнами минерального происхождения и различными загрязнениями.

Разбраковку ведут в соответствии с утвержденными образцами и передают годную слюду для укладки в переносные кассеты. В настоящее время разработаны и начинают применяться автоматы оценки качества слюды. Укладку слюды в кассеты выполняют с помощью виброустановки.

§ 41. СЕРЕБРЕНИЕ СЛЮДЫ МЕТОДОМ ВАКУУМНОГО ИСПАРЕНИЯ

Вакуумное испарение серебра вьполняют на полуавтоматической установке (рис. 77), которая состоит из камеры вакуумного испарения 2 (одной или двух), пульта управления 1 и вакуумных насосов 6 и 5.

Подготовка установки к работе начинается с того, что за 20-30 мин до начала напыления необходимо включить форвакуумный насос 6 и открыть вакуумный вентиль 5 выхлопа паромасляного насоса 8, соединив его с форвакуумным насосом, затем пустить воду для охлаждения паромасляного насоса и включить его подогрев. Всасывающая линия паромасляного насоса и вентиль 4, соединяющий камеру серебрения с вакуумным насосом, должны быть закрыты.

Поступившую для серебрения в рамках пластинки слюды вставляют в держатели (обычно по две). Заготовленные заранее отрезки серебряной 102

Рис. 77. Установка вакуумного серебрения: 1 - пульт управления, 2 - камера вакуумного испарения с откидной крышкой, 3 - штурвал поворота рамок, 4, 5 - вентили, 6, 8 - форвакуумный и паромасляный насосы, 7 - электродвигатель

проволоки необходимой длины укладывают на ленточный корытообразный танталовый или молибденовый испаритель установки, а затем укрепляют в механизме вращения установки держатели с рамками. Правильность их крепления и плавность поворота проверяют, вращая по часовой стрелке штурвал 3, расположенный снаружи камеры. Закрывают крышку камеры вакуумного испарения и спускной кран и включают на пульте управления контрольные приборы для измерения давления. Вентиль выхлопа паромасляного насоса закрывают, а вентиль, соединяющий камеру серебрения с форвакуумным насосом, открывают. Когда в камере серебрения давление составит 66,6 Па, необходимо открыть вентиль выхлопа паромасляного насоса, чтобы подготовить его к последующей работе.

Следует отметить, что при эксплуатации установки надо стремиться к тому, чтобы паромасляный насос без откачки из него воздуха форвакуумным насосом работал как можно меньше времени (не более 2-3 мин). Это необходимо, чтобы предотвратить преждевременный пережог масла. Соединить выхлоп или всасывающую линию паромасляного насоса с атмосферой при разогретом масле вообще нельзя. Когда в камере испарения остаточное давление достигнет 19,9 Па, вентиль, соединяющий камеру с форвакуумным насосом, закрывают и открывают вентиль паромасляного насоса. При давлении 1,9 Па можно приступить к серебрению.

Рубильником на щите управления вторичную обмотку накального трансформатора переключают на правую или левую камеру испарения. Кнопкой пускателя включают накал и прогревают электрод в течение 2-3 с. После отключения тока накала следует повторно нажать кнопку и посеребрить слюду с одной стороны первый раз при одном из положений штурвала. Время накала электродов при прогреве и серебрении задается специальным

реле. Далее следует посеребрить слюду при различных положениях штурвала, при каждом повороте которого вновь нажимают кнопку.

Ориентировочный режим вакуумного серебрения: напряжение накала 10-14 В при молибденовом электроде и 10-16 В при танталовом; ток накала 140-200 А; время выдержки 40 с. Оптимальный режим вакуумного серебрения подбирают опытным путем.

Окончив вакуумное серебрение, закрывают вентиль, соединяющий камеру с паромасляным насосом, выключают рубильник накала и открывают кран, соединяющий камеру с атмосферой. Кран открывают не раньше, чем через 5-10 с после окончания цикла серебрения, чтобы не сокращался срок службы испарителя и не ухудшалось качество серебрения слюды. Когда давление в камере будет равно атмосферному, кнопку камеры открывают, держатели рамок с посеребренной слюдой вынимают, а повторяют процесс на следующем, заранее подготовленном, комплекте держателей с уложенными в них рамками со слюдой.

Рамки серебренной слюды вынимают из держателей и загружают последние следующей партией рамок. Посеребренную слюду передают на сортировку. Использовать можно только исправные рамки, иначе происходит некачественное серебрение слюды. Так, из-за неплотного прилегания верхней и нижней частей рамок получаются расплывчатые кромки краев серебренной поверхности. Некомплектная или неисправная рамка может привести к смещению серебряного слоя. Перекос серебряного слоя может также произойти из-за неправильной укладки слюды. По этой же причине края слюды могут сминаться.

При недостаточном покрытии слюды слоем серебра в нем наблюдаются просветы, если рассматривать серебренную слюдинку на свет. Совершенно недопустимы разрывы слюды в местах воздушных включений, которые могут произойти под воздействием вакуума и температуры, а также царапины, отсекающие часть серебряного слоя, механические повреждения слюды (трещины и отломы углов). Слюдяные пластинки с такими дефектами для сборки пакетов конденсаторов непригодны и должны быть отбракованы. Годные серебренные пластинки слюды имеют толщину слоя около 1 мкм.

Пластинки слюды, имеющие недостаточную толщину серебряного слоя, серебрят повторно. Толщину слоя определяют, просматривая слюдинки на свет, а более точно - в химической лаборатории. Недостаточная толщина слоя, нанесенного на слюду серебра, может получиться, если электрод испарителя заплавлен серебром, преждевременно сброшен вакуум, на испаритель уложено недостаточное количество серебра или неправильно расположены в установке держатели с рамками.

§ 42. СБОРКА ПАКЕТОВ

Сборка пакетов - одна из основных технологических операций изготовления слюдяных конденсаторов - заключается в под6ope определенной комбинации пластин слюды и фольговых обкладок при производстве фольговых конденсаторов, в которых обкладки одновременно служат выводами, или пластин серебренной слюды и выводов при изготовлении конденсаторов из серебренной слюды. 104

Рис. 78. Схема автомата АСП сборки пакетов слюдяных конденсаторов: 1 - поворотный стол, 2, 3 - нижняя и верхняя платы, 4, 5 - присосы слюды и фольгового вывода, б - корпус для пакета, 7 - штампы подачи и резки фольги, 8 - пневмоцилиндр со съемником, 9 - контактные губки, 10 - сортирующее устройство, 11 - кассета со слюдой, 12 - лоток, 13 -вибробункер

13 12 ii 10

в настоящее время вручную собирают только пакеты маленьких партий конденсаторов. Большую часть пакетов слюдяных конденсаторов собирают с помощью полуавтоматов или автоматов, наиболее распространенным из которых является автомат АСП (рис. 78).

Автомат состоит из каркаса, редуктора, привода, сортировочного устройства и механизма перемещения присосов. Каркас выполнен в виде коробки, внутри которой размещены электродвигатели и системы распределения вакуума и сжатого воздуха в присосах. На каркасе крепятся нижняя и верхняя платы. На верхней плате расположены присосы 4 с закрепленными на них тарелками для взятия слюды, а на нижней - присосы 5 для взятия фольги. Под нижней платой находится поворотный стол i с 25 корпусами, равномерно расположенными по окружности. Под столом (также по окружности) поочередно расположены 22 кассеты 11 со слюдой и 21 штамп 7 подачи и резки фольги. Расстояние между кассетами и штампами равно расстоянию между корпусами стола или одному шагу поворота, т.е. 0,5 шага стола.

Над поворотным столом на кронштейне установлен пневмоцилиндр 8 со съемником, предназначенным для выборки собранных годных пакетов из корпусов и обжатия их на матрице, а также контактные губки 9 для снятия с матриц отжатого пакета, подключения его к прибору контроля отклонения емкости и сброса в сортирующее устройство 10. От вибробункера 11 вплотную к матрице примыкает лоток 12, снабженный двумя канавками для перемещения по ним сжатым воздухом выводов.

При работе автомата тарелки с закрепленными на них присосами перемещаются вверх и вниз. За один оборот все присосы последовательно совершают большой ход для взятия слюды, останов в верхнем положении, малый ход для укладки фольги и останов в верхнем положении. Останов всех присосов в верхнем положении происходит одновременно, и его продолжительность равна времени поворота стола на 0,5 шага. Так, при повороте стола на один шаг все присосы слюды и фольги захватят и уложат по одному элементу в каждый корпус. Поскольку все элементы пакета (защитная и рабочая слюда и фольга) расположены под поворотным столом в определенной последовательности и в необходимом для данного номинала количестве, каждый корпус, прошедший от первой кассеты до последней, получает весь набор элементов в заданной последовательности.

Таким образом, через каждый шаг поворота стола к контактодержателю поступает корпус с собранным пакетом и замеряется отклонение емкости собранного пакета от номинальной сравнением с емкостью образцового.