Стартовая >> Архив >> Технология керамических диэлектриков

Керамические пьезоэлектрические и электроизоляционные материалы - Технология керамических диэлектриков

Оглавление
Керамические конденсаторы
Керамические пьезоэлектрические и электроизоляционные материалы
Способы изготовления
Компоненты для керамических диэлектриков
Обезвоживание и сушка, измельчение
Гранулирование и прессование
Обжиг
Режим подъема температуры при обжиге
Гранулирование и прессование порошков исходных компонентов
Гранулирование порошков

КЕРАМИЧЕСКИЕ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Как было указано в § 1-3, сегнетоэлектрическая керамика, прошедшая поляризацию, может быть использована в качестве пьезоэлектрического элемента. В отличие от сегнетовой соли керамика не растворяется в воде, обладает высокой водо- и нагревостойкостью: кроме того, керамике легко может быть придана желаемая форма.
Особенно бурное развитие работ, направленных на использование сегнетокерамики в качестве пьезоэлектрического материала, началось после появления керамики ЦТС. Эта керамика представляет собой твердый раствор сегнетоэлектрика титаната свинца и антисегнетоэлектрика циркопата свинца PbZrО3 (234СС). В частности, нашла применение керамика состава PbО3, близкого к тетрагонально-ромбоэдрическому переходу (см. подпараграф 8-2-2): у этой керамики наблюдаются максимальные значения диэлектрической проницаемости е8 и коэффициента электромеханической связи к. Если у керамики ВаТiO3 k равен лишь 30—35%, то у керамики ЦТС может быть почти в 2 раза больше и области применения значительно шире. Стабильность характеристик в широком интервале температур, от —50 до 200°С, также является достоинством керамики ЦТС. В последнее время привлекла внимание разработанная фирмой «Мацусита дэнки» керамика РСМ состава Pb(Mg1/3Nb2/3)03 — РbТiO3 — PbZrO3, конкурентоспособная по характеристикам с керамикой ЦТС (см. подпараграф 8-2-3).
Промышленность освоила выпуск многих изделий из пьезокерамики: датчики, ультразвуковые вибраторы, составные вибраторы, электромеханические фильтры, элементы для газовых зажигалок. Пьезокерамические элементы для зажигательных устройств, которые в последнее время стали широко использоваться для газовой аппаратуры, представляют собой столбик из керамики ЦТС высотой примерно 20 мм. При механическом ударе возникает высокое напряжение, примерно 20 кВ, при этом происходит искровой разряд, осуществляющий зажигание. Таким образом, привилась такая область применения пьезокерамики,
о которой раньше даже не предполагали (см. подпараграф 8-4-3). В настоящее время изучается возможность применения пьезокерамики в фильтрах, и если изготовление таких фильтров промышленность освоит, то будет заменена большая часть старых LC-фильтров, составленных из емкостей и индуктивностей. Возможно, что современная техника изготовления индуктивностей, заключающаяся в наматывании проволоки на сердечник, в недалеком будущем окажется устаревшей.

КЕРАМИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Электроизоляционные материалы должны иметь большое удельное сопротивление р, высокую электрическую прочность f\Enp, малый тангенс угла диэлектрических потерь tg δ и низкую диэлектрическую проницаемость. Для высокочастотных электроизоляционных материалов особенно важно, чтобы был мал коэффициент потерь
(1-4-2)
определяющий нагрев изоляционного материала при приложении высокочастотного напряжения.
В качестве электроизоляционных материалов давно используют стеатитовую, форстеритовую и глиноземистую керамику. Эти материалы до сих пор сохраняют свое значение (см. § 9-3). В последнее время появился, по-видимому, перспективный, электроизоляционный материал— закристаллизованное стекло (ситаллы).
Полевошпатовая керамика, состоящая главным образом из глины ), ортоклаза () и кремнезема (S1O2), идет в больших количествах на изготовление изоляторов самого различного назначения: от высоковольтных для линий электропередач до установочных деталей в бытовой сети. По объему производства электроизоляционные керамические материалы занимают главное место среди керамических диэлектриков. Однако tgδ у этих электроизоляционных материалов довольно большой и на высоких частотах они как изоляторы не применимы, а пригодны лишь для работы на промышленной частоте. Полевошпатовой керамике посвящено много других, специальных работ, поэтому в данной книге она не рассматривается.



 
« Техническое перевооружение и реконструкция предприятий электроэнергетики   Типовые модели тепловизоров »
электрические сети