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电介质陶瓷的生产特点和应用

来源:内蒙古自治区科普之窗 作者: 发布时间:2021-01-18 17:32:16 浏览次数: 【字体:

电绝缘陶瓷的生产特点

电绝缘陶瓷的性能,主要强调三个方面,即高体积电阻率、低介电常熟和低介电损耗。除此之外,还要求具有一定的机械强度。

陶瓷材料是晶相、玻璃相及气相组成的多相系统,其电学性能主要取决于晶相和玻璃相的组成和结构,尤其是晶界玻璃相中的杂质浓度较高,且在组织结构形成连续相,所以陶瓷的电绝缘性和介电损耗性主要受玻璃相的影响。

通常陶瓷材料的导电机制为离子导电。离子导电又可分为本征离子导电、杂质离子导电和玻璃离子导电。要获得高体积电阻率的陶瓷材料,必须在工艺上考虑以下几点;

① 选择体积电阻率高的晶体材料为主要相。② 严格控制配方,避免杂质离子,尤其是碱金属和碱土金属离子的引入,在必须引入金属离子时,充分利用中和效应和压抑效应,以降低材料中玻璃相的电导率。③ 由于玻璃的电导活化能小,因此应尽可能控制玻璃相的数量,甚至达到无玻璃相烧结。④ 避免引入变价金属离子,以免产生自由电子和空穴,引起电子式导电,使电性能恶化。⑤ 严格控制温度和气氛,以免产生氧化还原反应而出现自由电子可空穴。⑥ 当材料中已引入了产生自由电子或空穴的离子时,可引入另一种产生空穴或自由电子的不等价杂质离子,以消除自由电子和空穴,提高体积电阻率这种方法称作杂质补偿。

另外,对于绝缘陶瓷还要求低介电损耗,陶瓷损耗的主要来源是漏导损耗、松弛质点的极化损耗及结构损耗。因此,降低材料的介电损耗主要从降低漏导损耗和极化损耗入手:

① 选择合适的主晶相。② 在改善主晶相性质时尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体,最好形成连续固溶体。③ 尽量减小玻璃相含量。④ 防止产生多晶转换,因为多晶转变时晶格缺陷多,电性能下降,损耗增加。⑤ 注意烧结气氛,尤其对含有变价离子的陶瓷的烧结。⑥ 控制好最终烧结温度,使产品“正烧”。

电介质陶瓷的应用

电介质陶瓷已在能源开发、空间技术、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等领域得到广泛的应用。

终审:甘肃省科协信息中心采编部
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