Конденсаторні керамічні матеріали
Технологія виготовлення керамічних конденсаторів значно простіше технології приготування слюдяних, плівкових і паперових конденсаторів, крім того керамічні конденсатори не потребують герметі- зації, так як керамічні матеріали в готовому вигляді не поглинають вологу.
Конденсаторні керамічні матеріали повинні володіти великою діелектричної проникністю, для цього в них повинні інтенсивно розвиватися процеси поляризації. Конденсаторні керамічні матері-али являють собою сполуки діоксиду титану TiO2. або діоксиду олова SnO2. або діоксиду цирконію ZrO2. з одного боку, і оксидів щелоч- них або лужноземельних металів СаО, MgO, SrO - з іншого. Матеріали, виготовлені на основі діоксиду титану, називають титанатами: наприклад, титанат магнію MgTiO3. титанат кальцію CaTiO3. титанат стронцію SrTiO3; на основі діоксиду олова - станату: наприклад, станат кальцію CaZrO3. станат стронцію SrSnO3; на основі діоксиду цирконію - цирконат: нап- Ример, цирконат кальцію CaZrO3. цирконат барію BaZrO3.
На їх поверхню методом вжигания наносять суцільні срібні електроди товщиною 15 - 20 мкм, до яких припаюють мідні провідники. Для захисту електродів від корозії всю поверхню конденсатора покривають шаром вологостійкої змали різних кольорів. Колір емалі вказує на температурну стабільність. Тітанатная кераміка, як правило, має від'ємне значення температурного коефіцієнта діелектричної проникності.
Характеристики конденсаторних керамічних матеріалів Таблиця 6.2
Діелектрі- чна проницае- ність при частоті 10 6 Гц
Тангенс кута діелелек- тричних втрат при частоті 10 6 Гц
Темпера- турний коеффі- циент діелект- річеская проницае- мість, 1 / ° С
Все конденсаторні керамічні матеріали мають більші зна-нями питомих об'ємних електричних опорів і електричної міцності: # 961; V≈ 10 11 ÷ 10 13 Ом · м; Епр = 20 ÷ 30 Мв / м. Характеристики конденсатор-раторних керамічних матеріалів наведені в таблиці 6.2.
Скло є аморфними термопластичними матеріалами неорг-ного або органічного походження. У РЕА найбільше застосування отримали скла неорганічного походження. Вони предста-вляют собою сплави спеціально підібраних оксидів: діоксид кремнію
SiO2. глинозем Al2 O3. лужні Na2 O і K2 O і лужноземельні оксиди CaO і BaO, свинцю PbO і цинку ZnO. Сировинними матеріалами для стекол служать кварцовий пісок, польовий шпат, борна кислота H3 BO3. кальці- лося сода Na2 CO3. доломіт і ін.
Сировинні матеріали подрібнюють і перемішують, потім отриману шихту плавлять в скловарної печі при 1300 - 1650 ° С, летючі частини СО2. SO3 видаляються з неї, залишилися оксиди вступають в складні реакції, про-разу рідку однорідну стеклообразную масу. З неї методами гарячого пресування, лиття і іншими способами отримують вироби різних форм і розмірів.
Найвищими електричними і фізико-хімічними характе-тиками має кварцове скло, воно відноситься до групи бесщелочного стекол і виходить з розплавленого природного кварцу (гірського хрускоту-ля). Вироби з кварцового скла абсолютно прозорі і мають високий рівень електричних характеристик: # 961; V = 10 14 ÷ 10 15 Ом · м; # 949; r = 3,2 ÷ 3,5; tg # 948; = 0,0002; Епр = 35 ÷ 40 Мв / м. Ці вироби мають найменшим зна-ням КТР = 5 · 10 -7 1 / ° С, що надає їм дуже високу термостійкість. Ква-рцевое скло відноситься до високочастотним діелектриків, але виготовлення з нього виробів обмежено через дуже високу температуру плавлення (вище 1713 ° С) і труднощі отримання з нього виробів складного профілю.
Найбільш легкоплавкими є лужні скла, які в своєму складі мають більше 10% лужних оксидів, але в цих стеклах спостерігається дуже помітна іонна електропровідність і великі діелектричні поті-ри. Найбільш широке застосування в якості електроізоляційних матері- алів мають малощелочние скла (не більше 5% лужних оксидів).
Це порівняно легкоплавкі стекла (1450 ° С) з цілком удовлетворі- тільними електричними характеристиками: щільність 2600 - 3500 кг / м 3; # 963; і = 250 МПа; # 961; V≈ 10 12 Ом · м; # 949; r = 4,2 ÷ 7,0; Епр = 20 ÷ 30 Мв / м; tg # 948; = 0,001 ÷ 0,008.
Скло застосовують для виготовлення скляних конденсаторів, прохідних ізоляторів, діелектричних підкладок для мікросхем.
Характерною особливістю ситаллов є те, що мікрокрісталлі- чна структура по всьому об'єму однорідна з рівномірним розподілом стеклофази. Це забезпечує високі механічні і електричні харак- теристики ситаллов і повна відсутність пористості, газопроникності і водопоглощаемости. За механічної міцності ситалли перевершують керамічні матеріали і навіть багато метали. Ситалли застосовуються в якості механічно міцних ізоляційних підстав (підкладок) для тонкоплівкових мікросхем.