Тестирование силиконового геля типа C

Тестирование силиконового геля типа C

Введение
Силиконовые гели типа C представляют собой особый класс высокоэффективных полимерных материалов, известных прежде всего своими выдающимися диэлектрическими свойствами, стабильностью в широком температурном диапазоне и способностью защищать чувствительные электронные компоненты. Гарантировать их надежность и соответствие заявленным характеристикам возможно только через проведение всесторонних и стандартизированных испытаний. Данная статья освещает ключевые аспекты процесса тестирования силиконового геля типа C.

1. Объекты испытаний
Объектами испытаний являются образцы силиконового геля типа C в различных формах, необходимых для проведения конкретных тестов:

• Первичное сырье: Компоненты геля до смешивания и отверждения (базовые полимеры, наполнители, катализаторы, добавки) – для входного контроля качества.
• Неотвержденный гель: Гель в жидкой или пастообразной фазе до процесса вулканизации/отверждения – для оценки технологических свойств (вязкость, время жизни).
• Отвержденные образцы:
  • Пластины или диски стандартной толщины (обычно 1-2 мм) – для механических, термических, электрических испытаний.
  • Образцы специфической геометрии (например, "восьмерки" или стержни) – для испытаний на растяжение.
  • Образцы между электродами заданной конфигурации – для объемного и поверхностного электрического сопротивления, электрической прочности.
  • Микрообразцы – для некоторых видов термического анализа.
• Образцы после ускоренного старения: Образцы, подвергнутые воздействию повышенных температур, влажности или других факторов для оценки долгосрочной стабильности.

2. Область испытаний
Тестирование охватывает широкий спектр характеристик, критически важных для применения силиконового геля типа C, особенно в электронике и электротехнике:

• Физико-механические свойства:
  • Твердость (по Шору A)
  • Предел прочности при растяжении
  • Относительное удлинение при разрыве
  • Модуль упругости
  • Плотность
  • Вязкость (для неотвержденного геля)
  • Время жизни/гелеобразования (для неотвержденного геля)
• Термические свойства:
  • Температурная стабильность (термогравиметрический анализ - ТГА)
  • Температуры стеклования и кристаллизации (дифференциальная сканирующая калориметрия - ДСК)
  • Коэффициент теплового расширения (КТР)
  • Теплопроводность
  • Термостабильность при длительном воздействии высоких температур (термостарение)
  • Сопротивление тепловому удару
• Электрические свойства:
  • Объемное удельное сопротивление (ОВУС)
  • Поверхностное удельное сопротивление (ППУС)
  • Диэлектрическая проницаемость (ДП) и тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) на различных частотах
  • Электрическая прочность (пробивное напряжение)
  • Трекинг-стойкость (сопротивление образованию проводящих дорожек)
• Химические свойства и стойкость:
  • Стойкость к влаге (влагопоглощение, влияние на электрические свойства)
  • Стойкость к химическим реагентам (масла, топливо, растворители)
  • Склонность к миграции низкомолекулярных силоксанов (LMW)
• Эксплуатационные характеристики:
  • Адгезия к различным подложкам
  • Газовыделение (для вакуумных применений)
  • Степень чистоты (содержание ионов, коррозионная активность)

3. Методы испытаний
Испытания проводятся в строгом соответствии с признанными международными и отраслевыми стандартами, что обеспечивает воспроизводимость и объективность результатов:

• ISO (Международная организация по стандартизации): Например, ISO 37 (растяжение), ISO 48 (твердость по Шору), ISO 1818 (твердость тонких образцов), ISO 291 (условия кондиционирования), ISO 2878 (ОВУС и ППУС), ISO 2951 (электрическая прочность), ISO 11357 (ДСК), ISO 11358 (ТГА).
• ASTM International (Американское общество испытаний и материалов): Например, ASTM D412 (растяжение), ASTM D2240 (твердость по Шору), ASTM D257 (ОВУС и ППУС), ASTM D149 (электрическая прочность), ASTM D150 (ДП и tg δ), ASTM E831 (КТР), ASTM E1461 (теплопроводность), ASTM D789 (вязкость).
• IEC (Международная электротехническая комиссия): Например, IEC 60243 (электрическая прочность), IEC 60093 (ОВУС и ППУС), IEC 60250 (ДП и tg δ), IEC 60112 (трекинг-стойкость).
• Внутренние стандарты: Разработанные и валидированные методики для специфических параметров, не полностью охваченных общепринятыми стандартами.

Примечание: Для каждого свойства применяется конкретный стандарт, детально описывающий подготовку образцов, условия проведения испытаний (температура, влажность), процедуру и расчет результатов.

4. Испытательное оборудование
Для проведения всесторонних испытаний требуется широкий парк специализированного высокоточного оборудования:

• Универсальные испытательные машины: Для механических испытаний на растяжение, сжатие, изгиб с компьютерным управлением и регистрацией кривых "напряжение-деформация".
• Дюрометры (твердомеры): Для измерения твердости по Шору (шкала А).
• Реометры: Для измерения вязкости неотвержденного геля (ротационные, капиллярные).
• Анализаторы термических свойств:
  • Термогравиметрические анализаторы (ТГА)
  • Дифференциальные сканирующие калориметры (ДСК)
  • Анализаторы термического механического поведения (ТМА) для КТР.
  • Приборы для измерения теплопроводности (например, методом нагреваемой пластины).
• Электроизмерительное оборудование:
  • Высокоомметры (мегомметры, тераомметры) для ОВУС и ППУС.
  • Мосты измерения емкости и тангенса угла потерь (на различных частотах).
  • Установки для испытания на электрическую прочность (высоковольтные испытательные трансформаторы, защитные устройства).
  • Установки для трекинг-тестов.
• Климатические камеры: Камеры тепла, холода, тепла-влаги, термоциклирования для испытаний на термостабильность и стойкость к влаге.
• Аналитические приборы:
  • Хроматографы (ГХ-МС) для анализа состава, летучих веществ, LMW.
  • Спектрометры (ИК-Фурье, ICP-MS/OES) для идентификации материалов, анализа чистоты, содержания ионов.
  • Весы аналитические для определения плотности, влагопоглощения.
• Оборудование для пробоподготовки: Прессы для вулканизации, формы для литья образцов, микротомы для срезов.

Заключение
Тестирование силиконового геля типа C – это комплексный и строго регламентированный процесс, охватывающий все этапы жизненного цикла материала – от входного контроля сырья до оценки его долговечности в условиях эксплуатации. Использование стандартизированных методов и высокоточного оборудования позволяет достоверно оценить ключевые физико-механические, термические, электрические и химические свойства, гарантируя тем самым надежность и эффективность применения этого материала в ответственных областях, особенно там, где требуются высочайшие диэлектрические характеристики и устойчивость к агрессивным средам. Постоянная актуализация методов испытаний и внедрение нового оборудования являются залогом поддержания высоких стандартов качества.