Г. Клеи па основе неорганических соединений

Неорганические соединения — основа наиболее теплостойких клеев. Растворителем в таких клеях являются растворы солей, кислот, щелочей, а растворимыми веществами — порошки или минералы. Наибольшее распространение получили фосфатные, керамические и силикатные клеи.

Фосфатные клеи ВК-21К, ВК-21Т имеют алюмофосфатное связующее, а наполнитель — корунд и диоксид титана соответственно. Клей АСФ-3 — продукт совмещения оксидов алюминия, кремния и хрома с фторофосфорной и хромовой кислотами. Клеи ВК-21К и ВК-21Т отвердевают при 20—250°С в течение 2—6 ч. При отвердении фосфатных клеев температуру в интервале 100—200°С рекомендуется поднимать медленно для исключения образования пористости и снижения прочности соединения. Разрушающее напряжение при равномерном отрыве для нержавеющей стали составляет 4 МПа, для меди — 7 МПа. Термостойкость клеев — до 1800 °C. Клеи ВК-21К и ВК-21Т предназначены для приклеивания тензорезисторов и контровки резьбовых соединений, работающих при 400 °C.

Керамические клеи (фритты) представляют собой суспензии измельченных оксидов магния, алюминия, кремния и оксидов щелочных металлов в воде. В ряде случаев клеи содержат добавки: селитру, борную кислоту, порошки металлов меди, алюминия, карбонильного железа. Наличие в составе клея этих металлов повышает их термостойкость.

Суспензии наносят на склеиваемые поверхности и выдерживают на воздухе для удаления воды. Склеивание производится при небольшом давлении 0,015—0,1 МПа и температуре плавления композиции в течение 15—20 мин. Так, получение соединений с помощью клеев КФ-550 и КФ-850 происходит при 550 и 850 °C соответственно. Разрушающее напряжение при сдвиге соединений на этих клеях составляет 9—10 МПа при температуре до 300 °C и 7−8 МПа — при 500 °C.

Клеи применяются для склеивания керамики, металлов, кварца, графита, стеклопластиков и других материалов. Клеи КФ-550 и КФ-850 теплостойки до 2630 °C.

Силикатные клеи изготавливаются на основе силиката натрия — жидкого стекла. Клеи в качестве наполнителя содержат глину, аэросил и другие вещества. Клеи на основе натрийборсиликатов в качестве добавок содержат карбонаты калия или бария, оксиды фосфора и ванадия.

Клеи отверждаются при 100—120°С за 1—2 ч. При этом прочность соединения металлов — 455—1000 МПа при сжатии и 50—150 МПа при растяжении. Клеи применяют для соединения разнообразных материалов — керамики, стекла, металлов, асбеста и др. Соединения на основе силикатных клеев способны работать при температурах до 1000 °C. К недостаткам силикатных клеев следует отнести их гигроскопичность.

Выбор клея для соединения материалов в изделии зависит от многих факторов. Универсального клея, способного склеивать любые материалы и поверхности, не существует. Для выбора клея из того многообразия, которое сложилось к настоящему времени, необходимо иметь четкое представление о природе и свойствах клеев и соединяющих материалах, условиях эксплуатации соединения (температурном режиме, характере и величине напряженного состояния, агрессивности окружающей среды). Во многих странах мира ведутся исследования по разработке новых клеевых композиций, изучению физико-химических особенностей образования клеевых соединений. Ширится ассортимент клеев и применение их в отраслях народного хозяйства.

Контрольные вопросы и задания

• 1. В чем заключаются преимущества и недостатки неметаллических материалов по сравнению с металлами?
• 2. Назовите особенности строения молекул полимеров.
• 3. Влияет ли форма макромолекул полимеров на их свойства?
• 4. Назовите признаки, но которым классифицируют полимеры. Приведите примеры классификации полимеров.
• 5. В чем состоит принципиальное отличие термопластических и термореактивных полимеров?
• 6. Что такое пластмассы? Укажите их состав и свойства.
• 7. Приведите примеры классификации пластмасс по связующему и наполнителю.
• 8. Опишите пластмассы с порошковыми наполнителями, их разновидности и свойства.
• 9. Опишите газонаполненные пластмассы, их разновидности и свойства.
• 10. Что такое резина? Опишите ее состав и назначение отдельных ингредиентов.
• 11. Каковы сущность процесса вулканизации и его влияние на свойства резины?
• 12. Назовите основные виды каучуков, их состав и свойства.