[go: up one dir, main page]

RU2769023C1 - Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита - Google Patents

Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита Download PDF

Info

Publication number
RU2769023C1
RU2769023C1 RU2021114890A RU2021114890A RU2769023C1 RU 2769023 C1 RU2769023 C1 RU 2769023C1 RU 2021114890 A RU2021114890 A RU 2021114890A RU 2021114890 A RU2021114890 A RU 2021114890A RU 2769023 C1 RU2769023 C1 RU 2769023C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solder
lightning
copper
copper wire
mesh fabric
Prior art date
Application number
RU2021114890A
Other languages
English (en)
Inventor
Леон Романович Вишняков
Марк Евгеньевич Казаков
Наталья Викторовна Овчинникова
Анатолий Георгиевич Бураев
Андрей Владимирович Рассказов
Татьяна Петровна Сахарова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Углеродные волокна и композиты" (ООО "НПЦ "УВИКОМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Углеродные волокна и композиты" (ООО "НПЦ "УВИКОМ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Углеродные волокна и композиты" (ООО "НПЦ "УВИКОМ")
Priority to RU2021114890A priority Critical patent/RU2769023C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2769023C1 publication Critical patent/RU2769023C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F27/00Making wire network, i.e. wire nets
    • B21F27/08Making wire network, i.e. wire nets with additional connecting elements or material at crossings
    • B21F27/10Making wire network, i.e. wire nets with additional connecting elements or material at crossings with soldered or welded crossings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/02Lightning protectors; Static dischargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)

Abstract

Изобретение относится к самолетостроению и ветроэнергетике, где применяются полимерные композиционные материалы, которые при эксплуатации требуют защиты от прямых ударов молнии. Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита выполнено трикотажным переплетением из одиночной медной проволоки, покрытой припоем, при этом используют легкоплавкий припой на основе олова, содержащий серебро 3,0 – 5,0 мас.% и медь 0,5 – 1,0 мас.%. Причем среднее удельное круговое поверхностное электросопротивление сетки составляет 2,0-3,3 мОм. Кроме того, угол смачивания меди припоем при 250°С составляет 22,5°, а диаметр одиночной медной проволоки составляет 0,08-0,12 мм. Технический результат при использовании изобретения заключается в предупреждении разрушения композита путем эффективного испарения легкоплавкого припоя и распайки проволок сетчатого полотна в молниезащитном покрытии после удара молнии. 1 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к самолетостроению и ветроэнергетике, где применяются полимерные композиционные материалы, которые при эксплуатации требуют защиты от прямых ударов молнии.
Из уровня техники известно молниезащитное покрытие, содержащее проводящий слой из металлического трикотажного сетчатого полотна, изготовленного из одиночной тонкой медной проволоки, покрытой легкоплавким припоем (патент UA 64651, МПК - B64D 45/02, B21D 53/92, 15.09.2005).
Из уровня техники известны легкоплавкие припои, которые используются для покрытий на медных проволоках и пайки из них вязаных сеток, например, оловянно-свинцовые сплавы ПОС-61, которыми паяют молниезащитные вязано-паяные сетки (патент UA №50188, МПК B64D 45/00, B21D 53/92, H05F 1/02 15.09.2005).
Одним из главных недостатков упомянутых изобретений является использование для пайки сетки припоя, содержащего свинец, на основе олова, марки ПОС-61, в котором содержится 39 масс % свинца. Наличие в припое свинца и его вредное влияние на организм человека делают применение сплава ПОС-61 для пайки молниезащитных сеток нежелательным.
В технологии пайки известно применение бессвинцовых припоев на основе олова. В состав таких сплавов для пайки входят медь и серебро, а также такие элементы, как висмут, никель, германий, фосфор и др. Кроме того, используют и порошковые композиции, куда добавляют карбиды, нитриды, оксиды металлов (см. патент RU №2627822, МПК В23К 35/30, В23К 35/26, В23К 1/00, В23К 35/40, 11.08.2017).
Сложные составы и конкретное сочетание различных химических элементов, дополнительно легирующих эвтектический сплав олово-медь-серебро, придает ему особые свойства, которые реализуются при производстве изделий микроэлектроники, например, печатных плат. Применяемые бессвинцовые составы являются прецизионными и обеспечивают достижение весьма точных значений электропроводности, воздействия электромагнитных полей и других факторов.
В свою очередь, сложные составы припойных сплавов существенно усложняют технологию их изготовления и многократно увеличивают стоимость, что экономически оправданно при массовом производстве печатных плат, микросхем, резисторов и других изделий, где используется пайка.
В случае производства бессвинцовых вязано-паяных сеток из технико-экономических соображений не требуется применять сложнолегированные сплавы. Даже пайка оловом была бы пригодной для производства вязано-паяных сеток, однако высокое электросопротивление олова является нежелательным для вязано-паяной сетки, служащей токоотводом в молниезащитном покрытии композита.
Таким образом, применение сложнолегированных припоев на основе олова и, в частности, порошковых припоев не может быть полезно использовано в составах и технологиях получения молниезащитных вязано-паяных сеток.
Из уровня техники известно молниезащитное покрытие в виде сеток, полученных из медных проволок диаметром 0,08-0,12 мм, покрытых этим же припоем олова и свинца (ПОС-61), связанных на плосковязальных трикотажных машинах переплетением ластик 1+1, и пропаянных в смежных петлях тем же припоем (патент UA №95424, МПК B21F 15/00, В23К 1/00, B64D 45/00, 25.07.2011).
Недостатком известного покрытия является использование оловянно-свинцового припоя ПОС-61 не только из-за наличия вредного свинца, ухудшающего производственные условия и технику безопасности, но и по другим причинам, к которым, в частности, относятся повышенное удельное электросопротивление сплава ПОС-61 и худшие условия смачивания этим припоем медной проволоки сетки. Указанные особенности припоя ПОС-61 не способствуют хорошей текучести припоя по месту пайки, что способствует увеличению веса сетки, а также повышению электросопротивления паяного узла из-за того, что удельное электросопротивление припоя существенно выше, чем у медной проволоки.
Задачей заявленного изобретения является улучшение производственных условий и повышение техники безопасности при изготовлении сетчатого полотна.
Технический результат при использовании изобретения заключается в предупреждении разрушения композита путем эффективного испарения легкоплавкого припоя и распайки проволок сетчатого полотна в молниезащитном покрытии после удара молнии при одновременном снижении удельного поверхностного электросопротивления.
Указанный технический результат достигается тем, что сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита выполнено трикотажным переплетением из одиночной медной проволоки, покрытой припоем, при этом используют легкоплавкий припой на основе олова, содержащий серебро и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
серебро 3,0-5,0
медь 0,5-1,0
олово остальное,
причем среднее удельное круговое поверхностное электросопротивление сетки составляет 2,0-3,3 мОм.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что угол смачивания меди припоем при 250°С составляет 22,5°; диаметр одиночной медной проволоки составляет 0,08-0,12 мм.
В заявленном изобретении используют припой для пайки вязаной медной сетки на основе олова, который содержит в своем составе серебро (3.0-5.0 мас.%) и медь (0,5-1.0 мас.%). Такой припой обладает температурой плавления - 217°С - 221°С, он лишен свинца, имеет удельное электросопротивление 0,099 мкОм⋅м, угол смачивания меди этим припоем при 250°С составляет 22,5°. Достоинствами применения этого припоя являются пригодность для пайки им медной проволоки тех же промышленных флюсов, которые применяются при пайке меди припоем ПОС-61.
Суть предлагаемого изобретения состоит в том, что в сетчатом вязаном полотне, изготовленном из одиночной медной проволоки диаметром 0,08-0,12 мм переплетением «ластик 1+1» и входящем в молниезащитное покрытие, реализующее эффект распайки смежных петель сетки и испарение припоя при нагреве от действия молнии, пайка сетки произведена легкоплавким припоем на основе олова, содержащим серебро и медь при соотношении элементов: серебро - 3-5 мас.%, медь - 0,5-1.0 мас.%, олово - остальное. Использование этого припоя позволяет применять в конструкциях более тонкую медную проволоку, например, диаметра 0,1 мм вместо диаметра 0,12 мм и получить при этом величину среднего кругового удельного поверхностного электросопротивления 2,0-3,3 мОм.
Примеры реализации предложенного изобретения.
Пример 1. Из медной проволоки диаметром 0,1 мм на плосковязальной машине была изготовлена вязаная сетка трикотажного переплетения со следующими параметрами: переплетение ластик 1+1, количество петель на длине 10 см по вертикали (в петельных столбиках) - 58, количество петель на длине 10 см по горизонтали (в петельных рядах) - 35, поверхностная плотность - 126 г/м2. Ширина полотна- 300 мм.
Пример 2. Из медной проволоки диаметром 0,12 мм на плосковязальной машине была изготовлена сетка трикотажного переплетения со следующими параметрами: переплетение ластик 1+1, количество петель на длине 10 см по вертикали (в петельных столбиках) - 60, количество петель на длине 10 см по горизонтали (в петельных рядах) - 36, поверхностная плотность 132 г/м2. Ширина полотна - 300 мм.
Пример 3. Из медной проволоки диаметром 0,08 мм на плосковязальной машине была изготовлена сетка трикотажного переплетения со следующими параметрами: переплетение ластик 1+1, количество петель на длине 10 см по вертикали (в петельных столбиках) - 54, количество петель на длине 10 см по горизонтали (в петельных рядах) - 32, поверхностная плотность - 80 г/м2. Ширина полотна - 300 мм.
Полученные образцы сеточного полотна подвергали пайке бессвинцовым припоем состава: серебро - 3,0-5,0 мас.%, медь - 0,5-1,0 мас.%, олово-остальное с использованием метода термокомпрессионной пайки.
Для сравнения такие же образцы вязаных сеток подвергали пайке с использованием припоя ПОС-61, как по прототипу (патент UA №50188).
После изготовления образцов вязано-паяных сеточных полотен определяли их поверхностную плотность. Удельное круговое поверхностное электросопротивление образцов измеряли по 4-х электродной методике на специальном приспособлении методом неразрушающего контроля.
В данном приспособлении на диэлектрическом основании из текстолитового диска расположены токоподводы токовых и потенциальных электродов в виде трех концентрических проводящих колец вокруг осевого токового электрода в виде медного стержня.
Текстолитовый диск приспособления укладывается на образец сетчатого полотна (без разрушения полотна) и своим весом обеспечивает плотный контакт электродов с вязано-паяной сеткой. Токоотводы от токовых и потенциальных электродов в приспособлении выведены на цифровой прибор - миллиомметр марки SEW 4338 mO, заводской номер №1922505. Класс точности прибора в режиме измерения сопротивления составляет 0,1.
Результаты проведенного определения характеристик образцов представлены в таблице: Свойства образцов вязано-паяных сеток, полученных с использованием бессвинцового припоя и по прототипу (патент UA №50188).
Figure 00000001
Как видно из таблицы, поверхностная плотность образцов сеток из проволок диаметра 0,12 мм, пропаянных припоем ПОС-61 (№6), оказалась выше, чем пропаянных предлагаемым припоем (образцы №№7-10). На образцах сеток.
Из проволоки диаметра 0,10 мм (образцы №№2, 3, 4, 5) при меньшей поверхностной плотности, чем у сеток из проволоки 0,12 мм, было определено близкое удельное поверхностное электросопротивление. Это говорит о том, что при пайке безсвинцовым припоем появляется возможность заменить более тяжелую сетку из проволоки 0,12 мм на более легкую сетку из проволоки диаметра 0,10 мм. Образцы вязано-паяных сеток из проволоки диаметром 0,08 мм (№№11 и 12) вследствие меньшего диаметра проволоки при полученных характеристиках поверхностной плотности и среднего кругового удельного электросопротивления оказались менее прочными по сравнению с образцами сеток из проволоки диаметрами 0,1 и 0,12 мм, что необходимо учитывать в условиях производства молниезвщитных покрытий.
Полученное весовое преимущество молниезащитных вязано-паяных сеток, обработанных безсвинцовым припоем, основано на комплексном влиянии угла смачивания припоем медной проволоки и снижения удельного поверхностного электросопротивления в образованных неразъемных соединениях. При проектировании элементов конструкций появляется возможность рекомендовать вместо более тяжелых сеток из проволоки 0,12 мм молниезащитные сетки из проволоки меньшего диаметра - 0,1 мм.
Отметим также лучшую экологию операции пайки при производстве бессвинцовых молниезащитных вязано-паяных сеток, которая позволит улучшить условия труда и техники безопасности.

Claims (4)

  1. Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита, выполненное трикотажным переплетением из одиночной медной проволоки, покрытой припоем, отличающееся тем, что угол смачивания меди припоем при 250°С составляет 22,5°, при этом используют легкоплавкий припой на основе олова, содержащий серебро и медь,
  2. - при диаметре медной проволоки 0,1 мм и 0,12 мм соотношение компонентов, мас.%:
  3. 95,6 Sn/ 3,7 Ag/0,7 Cu или 94,7 Sn/4,8 Ag/0,5 Cu или 96,0 Sn/3,0 Ag/1,0 Cu или 94,3 Sn/5,0 Ag/0,7 Cu, причем среднее удельное круговое поверхностное электросопротивление сетки при диаметре медной проволоки 0,1 мм составляет 3,25 мОм, а при диаметре проволоки 0,12 мм составляет 3,435 мОм;
  4. - при диаметре медной проволоки 0,08 мм и соотношении компонентов, мас.%: 95,6 Sn/3,7 Ag/0,7 Cu, удельное круговое поверхностное электросопротивление сетки составляет 2,4 мОм.
RU2021114890A 2021-05-26 2021-05-26 Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита RU2769023C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114890A RU2769023C1 (ru) 2021-05-26 2021-05-26 Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114890A RU2769023C1 (ru) 2021-05-26 2021-05-26 Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769023C1 true RU2769023C1 (ru) 2022-03-28

Family

ID=81075868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114890A RU2769023C1 (ru) 2021-05-26 2021-05-26 Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769023C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2842497C1 (ru) * 2024-09-26 2025-06-27 Акционерное общество "Препрег - Современные Композиционные Материалы" Покрытие для молниезащиты изделий из полимерных композиционных материалов и изделие с этим покрытием

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA50188U (ru) * 2009-12-15 2010-05-25 Інститут Проблем Матеріалознавства Ім. І.М. Францевича Нан України Способ пайки петель трикотажной сетки из медной проволоки
US8474764B2 (en) * 2008-12-30 2013-07-02 Stephan Kieselstein Lightweight three-dimensional wire structure and method for the production thereof
US9301403B2 (en) * 2006-07-05 2016-03-29 Fuji Electric Co., Ltd. Method of soldering electronic part
RU2707113C1 (ru) * 2019-03-11 2019-11-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ получения неразъемного соединения пайкой детали из медного проволочного материала с деталью из меди

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9301403B2 (en) * 2006-07-05 2016-03-29 Fuji Electric Co., Ltd. Method of soldering electronic part
US8474764B2 (en) * 2008-12-30 2013-07-02 Stephan Kieselstein Lightweight three-dimensional wire structure and method for the production thereof
UA50188U (ru) * 2009-12-15 2010-05-25 Інститут Проблем Матеріалознавства Ім. І.М. Францевича Нан України Способ пайки петель трикотажной сетки из медной проволоки
RU2707113C1 (ru) * 2019-03-11 2019-11-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ получения неразъемного соединения пайкой детали из медного проволочного материала с деталью из меди

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2842497C1 (ru) * 2024-09-26 2025-06-27 Акционерное общество "Препрег - Современные Композиционные Материалы" Покрытие для молниезащиты изделий из полимерных композиционных материалов и изделие с этим покрытием

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9764430B2 (en) Lead-free solder alloy, solder material and joined structure
JP5722302B2 (ja) 鉛フリーはんだ合金と、これを用いたソルダペースト及び実装品
CN106660178B (zh) 无铅焊料合金组合物和用于制备无铅焊料合金的方法
JP7082995B2 (ja) 高温及び振動環境に適合した無鉛ソルダ合金組成物及びその製造方法
KR100726854B1 (ko) 땜납 합금 및 땜납 접합부
JP6828880B2 (ja) はんだペースト、はんだ合金粉
JP2009141292A (ja) 外部端子電極具備電子部品、その搭載電子用品及び外部端子電極具備電子部品の製造方法
Kim et al. Effects of aging treatment on mechanical properties of Sn-58Bi epoxy solder on ENEPIG-surface-finished PCB
RU2769023C1 (ru) Сетчатое полотно для молниезащитного покрытия полимерного композита
CN111230355B (zh) 无铅焊料合金
JP2012061491A (ja) 鉛フリーはんだ合金
Amli et al. Effect of surface finish on the wettability and electrical resistivity of Sn-3.0 Ag-0.5 Cu solder
Hadian et al. The dependence of the microstructure of SnAgCu/SnBiAg mixed assemblies on reflow temperature
Gharaibeh et al. Electrochemical migration investigation on SAC alloys incorporated by TiO 2 nanoparticles in NaCl solution
JP2003062688A (ja) 半田ごて用の半田
Jacob et al. (Sn-Ag) eut+ Cu soldering materials, part II: Electrical and mechanical studies
Aisha et al. Effect of reflow profile on intermetallic compound formation
Illés et al. Tin whisker growth from low Ag content micro-alloyed SAC solders
DE102004050441A1 (de) Lotmaterial
Gharaibeh et al. Effect of ge doping on electrochemical migration of sac alloys in 0.5 m nacl solution
Mostofizadeh et al. Corrosion behavior of Sn-Zn-Bi and Sn-Pb-Ag solders in a salt spray test
Illés et al. Relation between tin whiskering ability Sn/Ag/Cu solder alloys and current load
US9981348B2 (en) Solder alloy and mounted structure using same
CN101920406A (zh) Sn-Ag-Zn-Cr共晶无铅焊料
Bušek Dendritic Growth at Constant Voltage Between Electrodes Coated by SnBiAg, SAC, SnCu and SnPb Solder