Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.111.1967 (P 119 469) 25. IX. 1968 KI. 21 g, 10/02 MKP H 01 g CZYTELNIA! hH»| lew*' ^ ' 1 Twórca wynalazku: mgr inz. Józef Medowski Wlasciciel patentu: Zaklady Podzespolów Radiowych „Miflex" Przedsie¬ biorstwo Panstwowe Wyodrebnione, Kutno (Polska) Sposób obróbki termicznej zwijek kondensatorów elektrycznych Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki ter¬ micznej zwijek kondensatorów elektrycznych z di¬ elektrykiem z orientowanej poprzecznie i wzdluznie albo poprzecznie lub wzdluznie folii polistyreno¬ wej.Dotychczas powszechnie stosowane sposoby ob¬ róbki termicznej zwijek kondensatorów nawinie¬ tych z orientowanej folii polistyrenowej polegaja na nagrzaniu zwijek do temperatury przy której zaglebienie igly stalowej o przekroju 1 mm2 obcia¬ zonej sila 5 kg wynosi 1 mm, lub do temperatury .przy której obrzeza zwijki stapiaja sie w szklisto- -przezroczysta mase.Sposoby te sa malo dokladne i nie zapewniaja uzyskania wysokiej stabilnosci czasowej parame¬ trów elektrycznych kondensatora, a szczególnie je¬ go pojemnosci. Jest to wazne dla precyzyjnych kondensatorów, które maja byc uzyte w aparatu¬ rze pomiarowo-kontrolnej lub filtrach elektrycz¬ nych badz obwodach rezonansowych.Dielektrykiem kondensatorów polistyrenowych jest zorientowana folia polistyrenowa. Wskutek znacznej róznicy w stanie naprezen mechanicznych wystepujacych w folii polistyrenowej, dielektryk ten jest anizotropowy. Naprezenia te powstaja w procesie wytwarzania folii polistyrenowej oraz w procesie obróbki termicznej zwijki.W wyniku procesu wytwarzania folia polistyre¬ nowa uzyskuje utajona skurczliwosc. Po podgrza¬ niu powyzej pewnej temperatury zwanej tempera- 10 25 80 tura miekniecia, nastepuje skurcz pierwotnie zo¬ rientowanej folii. Temperatura miekniecia folii jest zalezna od wlasnosci polimeru z którego jest wy¬ tworzona, oraz od stopnia jej zorientowania.Folia moze byc zorientowana wzdluz jak i w po¬ przek, a stopien zorientowania w kazdym kierun¬ ku moze byc rózny.Stwarza to trudnosci w wyznaczaniu wlasciwej temperatury miekniecia.W zwiazku z tym dotychczas, jako temperature miekniecia przyjmuje sie temperature przy której zaglebienie igly stalowej o przekroju 1 mm2 obcia¬ zonej sila 5 kg wynosi 1 mm, lub taka temperatu¬ re, poczawszy od której w sposób widoczny (mie¬ rzalny) zmienia sie dlugosc próbki folii, na przy¬ klad o dlugosci 200 mm. Kondensatory z folii po¬ listyrenowej poddane obróbce termicznej w tempe¬ raturze miekniecia okreslonej wymienionymi spo¬ sobami, charakteryzuja sie znaczna nierównomier- noscia naprezen mechanicznych.Zostalo stwierdzone, ze stabilnosc pojemnosci w czasie, takich kondensatorów wynosi przecietnie ±0,5% rocznie.Dla wielu ukladów lub urzadzen, wartosci tego rzedu sa niewystarczajace i wymagana jest wyzsza stabilnosc.Celem wynalazku jest unikniecie niedogodnosci i wad wyzej podanych sposobów obróbki termicz¬ nej kondensatorów z folii polistyrenowej.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie ob- 561643 56164 4 róbki termicznej polegajacej na nagrzewaniu zwi- jek podczas procesu obróbki termicznej, najpierw do temperatury skurczu wzdluznego folii, nastep¬ nie do temperatury skurczu poprzedniego folii, po czym do temperatury ekstremum objetosci folii.Szczególowy sposób prowadzenia procesu jest nastepujacy. Zwijki kondensatora wykonano z fo¬ lii polistyrenowej wzdluz i w poprzek zorientowa¬ nej, umieszcza sie w nienagrzanym termostacie, a nastepnie podgrzewa do temperatury odpowiada¬ jacej temperaturze rozpoczecia skurczu wzdluzne¬ go folii.W tej temperaturze przetrzymuje sie przez okres 10—600 minut. Nastepnie podwyzsza sie tempera¬ ture do temperatury skurczu poprzecznego i prze¬ trzymuje zwijki w tej temperaturze w czasie 10 — 400 minut. Po tym okresie podwyzsza sie tempera¬ ture do temperatury odpowiadajacej temperatu¬ rze ekstremum objetosci i w tej temperaturze prze¬ trzymac zwijki w czasie 10 sekund do 200 minut, zaleznie od wymiarów kondensatora. Po uplywie wymienionego czasu nalezy w czasie 2-i-4 minut obnizyc temperature w termostacie o 2-^4 stopni i rozpoczac wystudzanie zwijek z szybkoscia nie wieksza od 0,1 — 0,5°C na minute.' Szybkosc podwyzszania temperatury od tempe¬ ratury pokojowej do temperatury skurczu wzdluz¬ nego, a nastepnie poprzecznego i ekstremum obje¬ tosci powinna byc proporcjonalna do kwadratu promienia lub kwadratu polowy dlugosci zwijki zaleznie od tego, w którym kierunku zwijka wy¬ kazuje wieksza przewodnosc cieplna.Gdyby nastapila przerwa w prowadzeniu proce¬ su, jest konieczne, aby wznowienie procesu rozpo¬ czac od nagrzania zwijki do temperatury w jakiej nastapila przerwa i przytrzymanie w tej tempera¬ turze przez czas 10 — 400 minut, jezeli dotyczy to temperatury skurczu wzdluznego lub poprzecznego.Jezeli przerwa nastapila podczas wygrzewania w temperaturze ekstremum objetosci, czasy nalezy skrócic o 20—60°/o w stosunku do pierwotnie usta¬ lonych jezeli wykorzystano co najmniej 50% usta¬ lonego czasu.Temperatury skurczu wzdluznego, poprzecznego i ekstremum objetosci nalezy wyznaczyc ekspery¬ mentalnie poprzez pomiar wymiarów próbki folii polistyrenowej zanurzonej w kapieli wodnej lub glicerynowej. Jako kryterium oceny zakonczenia procesu obróbki w temperaturze ekstremum obje¬ tosci, przyjmuje sie zeszklenie obrzezy zwijki po¬ dobnie jak w dotychczas stosowanych sposobach.Sposób wedlug wynalazku zostal praktycznie sprawdzony dla folii polistyrenowej o temperatu¬ rze miekniecia wedlug Vicata — okolo 104°C i sto¬ pniu zorientowania okreslonego dwójlomnoscia 5 rzedu (1—10).10-3. Temperatura skurczu wzdluzne¬ go wynosila 90—96°C, temperatura skurczu po¬ przecznego wynosila 96—98°C, temperatura eks¬ tremum objetosci 103—104°C.Obróbce termicznej poddano partie kondensato¬ rów o pojemnosci 5Q.0O0 pF, promieniu 6 mm i dlu¬ gosci 27 mm. Czas nagrzewania do temperatury skurczu wzdluznego wynosil 400 minut, czas wy¬ grzewania w temperaturze skurczu wzdluznego 300 minut, czas nagrzewania do temperatury skur¬ czu poprzecznego 300 minut, czas wygrzewania w temperaturze skurczu poprzecznego 200 minut, czas nagrzewania do temperatury ekstremum ob¬ jetosci 150 minut a czas przetrzymania w tempera¬ turze ekstremum objetosci wynosil 150 minut. Wy- studzenie zwijek odbywalo sie z szybkoscia 0,2°C na minute. Po obróbce termicznej zwijki poddano dalszym przewidzianym przez tego typu kondensa¬ torów zabiegom technologicznym.Badanie kondensatorów starzonych przez 5000 godzin w temperaturze +70°C pod obciazeniem elektrycznym napieciem stalym równym dwukrot¬ nej wartosci napiecia znamionowego wykazaly, ze przecietnie zmiany pojemnosci wynosza ±0,02— 0,06°/o. PL