Способ обработки пучка неорганических волокон
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Саеетсмих
С&циелистич&скнх
Р&спубюе (11962235 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 02. 03. 81 (21) 3257144/29-33
Р }М g> з
С 03 С 25/04 с присоединением заявки М(23) Приоритет
Государственный коинтет
СС.СР по делам нзобретенвй н открытнй (33} УДК666. 1. .056(088.8) Опубликовано 3009.82. Бюллетень Мо 36
Дате опубликования описвния30.09.82 (72) Авторы изобретения
F.A.Äîìðà÷åâ, Б.И.Петров и A.Ì.Cëóøêîâ (71) Заявитель
Институт химии АН СССР (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПУЧКА НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ВОЛОКОН
Ф
Изобретение относится к получению металлических покрытий на иэделиях, а именно к получению покрытий термическим разложением металлоорганического соединения на нагретых поверхностях сверхтонких волокон в пучке,и может быть использовано для получения микропроводов, применяемых в радиотехнике и радиоэлектронике в виде пучка, содержащего до 100 мнн. волокон диаметром до 50 мкм каждое, а также для получения композиционных наполнителей.
Современное развитие радиотехники и радиоэлектроники потребовало создания сверхтонких волокон, обладающих высокими физико-механическими свойствами, заданной электропроводностью и хорошими эксплуатационными характеристиками. Этим требованиям отвечают неорганические волокна, в частности стеклянные, базальтовые, кварцевые с нанесенными на них металлическими покрытиями.
Известен способ получения металлических покрытий на стеклянных и базальтовых волокнах иэ раствора металлоорганич еского соединения путем пропитывайия пучка волокон этим раствором на воздухе с последующим нагреванием ,его в вакуумной камере (13.
Однако этим способом нельзя получить равномерного по толщине покрытия на сверхтонких волокнах в пучке из-за трудности доступа металлоорганического соединения из раствора к поповерхности волокон, находящихся внутри пучка. Кроме того, работа с токсичным металлоорганическим соединением на воздухе делает невозможным применение этого способа в промышленных условиях.
Известен способ нанесения металлического покрытия на неорганическое волокно, в частности на стеклянное, методом термического разложения.металлсодержащего соединения на нагретой поверхности волокна в вакууме (23.
Однако указанные способы предназначены для IIDKpblTHH отдельного волокна и не обеспечат равномерного покрытия волокон в пучке.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки стеклянных волокон в газовой фазе путем металлизации их разложением металлорганического "оединения на нагретой поверхности ровницы (пуч962235
1 ка) из стеклянных волокон. Процесс ведут при поддерживаемой заданной температуре в вакууме. Для равномерного осаждения металла волокно подвергают вибрации (3 ).
Однако и этот способ не применим для равнотолщинной металлизации сверхтонких (диаметром до 50 мкм) волокон в пучке, включающем 10-100 млн. волокон. Вибрация при частоте колебаний менее 7 кГц не приводит к эффективно 10 му "расталкиванию" волокон и не обеспечивает доступ паров металлорганического соединения к поверхности волокон, находящихся внутри пучка. A при частоте более 7 кГц сверхтонкие волокна ломаются.
Цель изобретения — получение равнотолщинного металлического покрытия на волокнах диаметром до
50 мкм.
Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки пучка неорганических волокон, включающем термообработку, вибрацию и металлизацию их термическим разложением металлорганического соединения, одновременно с вибрацией к пучку волокон подводят отрицательный электростатичес-. кий заряд величиной 2.10 — 1 -10 Кл.
При величйне заряда меньше -30
2 .10 "Кл не происходит эффективного расталкивания волокон и вследствие этого равномерного покрытия отдельного волокна. При величине заряда больше 1 10" Кл происходит пробой 35 и слипание волокон.
Способ заключается в следующем.
Пучок сверхтонких волокон, каждое из которых диаметром 5-30 мкм, включающий 10-100 млн. нитей, закрепляют 40 на конце металлического стержня и помещают в цилиндрический вертикальный реактор так, чтобы волокна находились в подвеШенном состоянии.
Металлический стержень изолиРован от стенок реактора вакуумным диэлектрическим уплотнителем. Реактор вакуумнруют до температуры, достаточной для термораспада используемого металлорганического соединения. Стержень подвергают вибрации и одновременно подают отрицательный электростатический заряд 2-10 - 1.10 5 Кл от источника переменного тока через выпрямитель и конденсатор. Затем в реактор подают пары металлорганического соединения. При вибрации пучка
50 волокон происходит предварительное их расталкивание и металлизация. Частично металлизированные волокна, за- . ряжаясь, отталкиваются друг от друга,60 что обеспечивает равномерную толщину покрытия каждого волокна.
Время металлизации волокон в пучке определяется скоростью подачи металлорганического соединения и ско- 55 ростью откачки продуктов разложения, а также заданной толщиной покрытия и требуемыми электро-физическими свойствами. Толщину получаемого покрытия определяют на электронном микроскопе
УИВ-100К. Электросопротивление металлизированных волокон контролируют с поМощью омметра через ртутные контакты.
Пример 1. Пучок кварцевых волокон, состоящий иэ 15 млн отдельных волокон диаметром 10 мкм и длиной 50 мм помещают в камеру металлизации. Камеру вакуумируют до остаточного давления 13 Па. Волокна нагревают до 400 С. Затем пучок волокон подвергают воздействию вибрации при частоте колебаний 5 кГц и подводят к пучку отрицательный электростатический заряд величиной 2-10 Кл. В камеру подают пары бисэтилбензолхрома. Время металлизации 10 мин.
Толщина получаемого покрытия по всей длине волокон 0,4-0,5 мкм. Электросопротивление каждого волокна 20 Ом/см.
Пример 2. Пучок базальтовых волокон, состоящий из
100 млн отдельных волокон диаметром 12 мкм и длиной 50 мм помещают в камеру металлизации. Камеру вакуумируют до остаточного давления
13 Па. Волокна нагревают до 400 С.
Затем пучок волокон подвергают воздействию вибрации при частоте колебаний 7 кГц и подводят к пучку отрицательный электростатический заряд величиной 1-10 ьКл. В камеру подают пары ацетилацетоната меди ° Время металлизации 18 мин. Толщина получаемого покрытия по всей длине волокон 0,3-0,4 мкм. Электросопротивление каждого волокна 12 Ом/см.
Пример 3. Пучок кварцевых волокон, состоящий иэ 16 млн отдельных волокон диаметром 10 мкм и длиной 50 мм, помещают в камеру металлизации. Камеру вакуумируют до остаточного давления 13 Па. Волокна нагревают до 170ОС. Затем пучок волокон подвергают воздейстВию вибрации при частоте колебаний,4 кГц и подводят к нему отрицательный электростатический заряд величиной 1- 10 Кл. B камеру подают пары октакарбонилдикобальта. Время металлизации 5 мин. Толщина получаемого покрытия по всей длине волокон составляет 0,3-0,4 мкм.Электросопротивление каждого волокна
15 Ом/см.
Как видно из примеров, предлагае-. мый способ позволяет получить равномерное по толщине металлическое покрытие по всей длине на сверхтонких волокнах в пучке и хорошо воспроизводимые результаты, при этом возможно регулировать толщину, а следовательно, электропроводность покрытия.
962235
Составитель Г. Буровцева
Редактор Ю. Ковач Техред М«Надь Корректор Г. Решетник с
«4
Заказ 7418/34 Тираж 508 Подписное
BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
За базовый объект выбран используемый на практике способ покрытия базальтовых и стеклянных волокон диаметром 8-20 мкм. Данным способом металлиэацию неорганических волокон осуществляют путем разложения металл5 органического соединения на поверхности нагретого волокна, находящегося в камере при перемотке его с одной катушки на другую.
Преимуществом предлагаемого спосо- 10 ба по сравнению с базовым объектом является то, что предлагаемый способ позволяет получить равномерное металлическое покрытие на отдельных сверхтонких волокнах диаметром до 50 мкм, 15 которые находятся в пучке, содержащем до 100 млн. волокон.
Формула изобретения
Способ обработки пучка неорганических волокон, включающий термообработку, вибрацию и металлиэацию их термическим разложением металлорганического соединения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения равнотолщинного металлического покрытия на волокнах диаметром до 50 мкм, одновременно с вибрацией к пучку волокон подводят отрицательный электростатический заряд величиной 2 ° 10
1.10-5 Кл источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Сб. "Металлиэация тканей, пленок и других конс трукционных материалов".
М., "Звание", 1978, с. 14.
2. Патент ФРГ 9 1048116, кл.. 48 в 11/02, опублик. 1959.
3 ° Сб. "Методы получения металлизированных волокон". М., "Знание", 1964, с. 9-11 (прототип).
![Способ обработки пучка неорганических волокон](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/549/5499198-s.jpg)
![Способ обработки пучка неорганических волокон](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/549/5499199-s.jpg)
![Способ обработки пучка неорганических волокон](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/549/5499200-s.jpg)