Клеи на основе неорганических соединений. Часть 3

Клей марки Керамабонд 503, сделанный на основе окиси алюминия, представляет собой однокомпонентную композицию, которая отверждается при температуре 120 градусов Цельсия. Клей имеет ряд положительных свойств: хорошие диэлектрические свойства, стойкость к окислителям, а верхний предел рабочих температур равен 1430 градусов. Клеем можно без труда соединить графитовые детали, металлические вставки с графитовыми деталями. Помимо этого, клей может использоваться и в качестве покрытия.

Клеящий материал Д-65 содержит фосфаты, негорючие соединения бора, которые получены в полиуретане. Материал вспенивается при высоких температурах с образованием керамикоподобной массы, которая выдерживает действие очень высоких температур (12630 градусов Цельсия).

Если добавить в неорганические клеевые композиции немного порошкообразных металлов (5 %): меди, никеля, кремния, алюминия и карбонила железа, то прочность при повышенных температурах будет от этого только выше.

Клеящие материалы, которые состоят их металлов и их окислов, обладающих способностью к экзотермическим реакциям при сплавлении, представляют сейчас немалый интерес. К примеру, сюда относится композиция, основанная на стекловидной смеси (45 %) и меди (55 %).

Такие соединения зачастую превосходят по прочности уже известные клеи, тем самым, приближаясь по свойствам к спаянным соединениям.

Клеи, которые применяются для авиационных панелей из нержавеющей стали при температуре 205-508 градусов, наносятся как водные суспензии, фритта стекловидной эмали которой содержится  в размере 60-70 вес. ч., коллоидальная окись кремния – 1-2 вес. ч., порошкообразный алюминий – 5-20 вес. ч., также в состав входит кремний, никель, железо, медь, алюминий и вода в размере 32 вес. ч. Клеи обжигаются после высыхания при температуре 538-1093 градуса.

Термический коэффициент расширения клеев примерно должен быть равен коэффициенту расширения нержавеющей стали.

Если использовать фритту I, то прочность клеевого соединения при сдвиге (температура комнатная) или при температуре 315 градусов равна примерно 84 кгс/см2, причем все это не зависит от содержащегося металла. Если порошка железа содержится примерно 5-20 %, то при комнатной температуре прочность составит 161-217 кгс/см2, а при 538 градусах – 42 кгс/см2. В том случае, если железо не было введено в состав фритты, то разрушающее напряжение при сдвиге будет равно 70 кгс/см2. В процессе применения фритты II (без порошка железа) напряжение при сдвиге было равно примерно 91 кгс/см2 при комнатной температуре, при 315 градусах – 105 кгс/см2, а при 427 градусах – 140-189 кгс/см2. В случае с применением железа при температуре 538 градусов разрушающее напряжение составляло 63-112 кгс/см2.

Клей, используемый для металлических деталей самолетов, а также ракет имеет следующий состав: SiO2 – 38 %. Na2O – 5 % и B2O3 – 57 %. В процессе нанесения клея на поверхности из металла в окисляющей атмосфере (применяется тепло для его расплавления) образуется прочное соединение при затвердевании. На металле клей плавится при температуре 955 градусов. Рекомендуют этот клей для производства панелей, в составе которых находится 2 разнородных металла.

Разработаны на данный момент 3 стеклянных клея-цемента «Пирокерам Бран-цемент» с соответствующими номерами 45, 89, 95. Данные клеи состоят из тончайшего стеклянного порошка, который диспергируется в связующем с достаточно низкой вязкостью и большим количеством окиси свинца. Клеи наносятся как кистью, так и погружением, поливом. Затем вся обработанная поверхность подвергается обжигу. Поярка 700 градусов Цельсия составляет рабочая температура 45-го клея-цемента. Он склеивает стекло, молибден, вольфрам, стеатит. 425 градусов – максимальная рабочая температура 89-го клея-цемента. Склеивает он керметы, основанные на окиси алюминия, никелевый сплав, платину, ванадий, стеатит, стекло и др. Такую же рабочую температуру имеет 95-ый клей-цемент. В список склеиваемых им изделий входят: бериллий, торий, никелевый сплав, щелочные стекла, стеатит, хромистая нержавеющая сталь.

Не рекомендуют применять клеи-цементы, если существует вероятность длительного воздействия азотной кислоты, кипящей воды и едкого натра.

Фирмой “Melpar” (США) был разработан керамический клей “Метлбонд СА-100”, который отверждается при температуре 120 градусов. Обладает клей высокой механической прочностью, а также хорошими электрическими свойствами. Используют его для склеивания тугоплавких материалов, к примеру, керамических. Эксплуатируют клей при температурах, достигающих 1430 градусов Цельсия.

Также был разработан высокотеплостойкий керамический клей “Астро-керам”, основывающийся на окислах или силикатах элементов IV группы. Данный клей не растворяется при комнатной температуре в фосфорной, серной, соляной и азотной кислотах. Растворить его можно только в кипящей серной, а также в плавиковой кислотах. Теплостойкость клея неимоверно высока: он остается невредим даже при расплавлении склеенного им алюминия.

Чтобы скрепить уплотнительные полосы из серебра, используемые в статорах компрессоров турбовинтовых двигателей, был разработан клей, представляющий собой неорганическую пасту с добавлением измельченного алюминиевого порошка. Клеевая паста закладывается в пазы статора двигателя, после чего в них вставляют серебряные полосы. При этом образовывается фланец из выдавленной части клея. Клей застывает только после сушки на воздухе и последующем нагревании до температуры 300 градусов, тем самым прочно удерживая серебряные полосы. Воздействию авиационных топлив, масел клей также не подвержен. Долговечность такого клея составляет 6000 часов.

Боро-силикатный клей используется для соединения деталей из теплостойких материалов, а также высокоплавких металлов.