Kerámia kondenzátorok - kerámia dielektrikumok technológiája
1-4. A KERAMI DIELECTRICS MODERN TERÜLETEI
1-4-1. KERÁMIAI KONDENZŐK
Általános rendelkezések.
A C, Ф lapos kondenzátor statikus kapacitása az A, m2 elektródák területével és a d, m dielektromos vastagsággal a következő képletből számítható ki:
(1-4-1)
ahol # 949; 0 = 8.854 · 1012, F / m.
Kis kapacitású kis méretű kondenzátor gyártásához szükséges, hogy a kondenzátor dielektrikuma nagy legyen # 949; és kis vastagságú d. Az utolsó feltétel akkor figyelhető meg, ha könnyű vékony lemezeket készíteni. Mint anyagok magasak # 949; kondenzátorok gyártásához:
- kerámia alapú TiO2-on (kondenzátorok a hőmérséklet-kompenzációhoz) a # 949; = 20 - = - 150;
- kerámia alapú BaTiO3 (magas dielektromos permittivitású kondenzátorok) # 949; s = 1000-15000.
Az alább felsorolt kondenzátoroknál nem kerámia anyagokat használnak, amelyek viszonylag könnyűek a vékony lemezek gyártására: 1) csillám, d = 0,01-0,05 mm; 2) papír, d = 0,008 -: - 0,1 mm;
- szerves filmek esetében, d = 0,01 mm; 4) elektrolitikus, d = 0,000010.001 mm (0,01-1 μm).
A termelés kerámia dielektrikumok alapuló TiO vagy BaTiO de a hagyományos kerámia technológiával kapott vastagság ilyen öntési eljárásokkal, mint például száraz préselés tűz üregelő, technológiailag korlátozódik körülbelül 0,1 mm (100 mikron). Ezért ha egy 10 mm átmérőjű lemezkondenzátor 10 000-es permittivitású anyagból készül, akkor a kondenzátor kondenzátor 0,05 μF lesz, és jelentős nehézségeket kell leküzdeni. Ahhoz, hogy csökkentsék a dielektromos vastagságát ismert használni köszörülés, ahol a vastagság határ 30 és 30 mikron. Azonban a speciális esetek mellett ez a módszer nem találja az alkalmazást. Is vizsgálták előállítására szolgáló eljárások kis dielektromos égetés vastagsága vékony rétegek alkalmazott elektrokémiai, vákuumos felvitel, lebontása szerves titánvegyületek. Azonban lehet érvelni, hogy az elért siker az ipari fejlődés ezen módszerek megszerzésének magas dielektromos. A legígéretesebbek a kondenzátorok, amelyek a félvezető-fém érintkező gátkapacitását használják. Különösen, a használata egy félvezető kerámia alapuló BaTiO lehetővé teszi, hogy azonos hatás eléréséhez a, mint a kialakulása hibamentes szigetelőréteg több mikron vastagságú. Ily módon, amelynek nagy jelentősége van, meg lehet tenni a kis méretű, nagy kapacitású kondenzátorok, amelyek nagy dielektromos állandója és alacsony vastagsága d. A BaTiO-ra épülő félvezetők a 9-1.
Végül a közelmúltban a Távközlési Intézet Baku Shigeru egy kitűnő kondenzátor kerámiát találhat fel egy akadályzónával, amelyet részletesen a 9-1-3. Jelenleg intenzív munka folyik annak érdekében, hogy megvizsgálja ennek a figyelemre méltó anyagnak a gyakorlati alkalmazását, amely a BaTiO alapú félvezető kerámia. amelyben a kristályosított szemcsék által alkotott szigetelőréteg 20 000-50 000 effektív dielektromos állandóval és körülbelül 45 V lebontási feszültséggel rendelkezik.
A titán-dioxidnak három kristályos módosítása van (rutil, anatáz és brookit), de gyakorlati szempontból a rutil a legfontosabb. Ennek a módosításnak a monokristályait lánggal (más néven Bernoulli-módszerrel) történő olvadással állítjuk elő. Nagyobb törésmutatóval rendelkeznek, mint a gyémánt, ami miatt mesterséges drágakövek gyártását eredményezte.
A rutilnek tetragonális szerkezete van. A térfogat közepén és a sejt nyolc sarkainál a titánatomok, az oxigénatomok úgy vannak elrendezve, hogy oktahedronot alkotnak a központi titán atomjával. Azok négy oxigénatom, hogy található az alsó és a felső arcok s távolságával a központi titánatom, a másik két oxigénatom található egy r távolság a központi Ti atom, m. P. amint az az ábrából látható, sokkal tovább. Az egyetlen kristály sűrűségét 4,249 g / cm3 értékre állítjuk be.
Ábra. 1-4-1. A rutil kristály szerkezete.
A olvadáspontja egykristályok rutil 1840 ± 10 ° C-on, dielektromos állandó szobahőmérsékleten 1 MHz egyenlő 173, de a c-tengely, és a merőleges irányban a tengelyével - 89.
A rutil monokristályok törésmutatója a látható fény tartományban (4000-7600 A) meglehetősen magas, és egyenlő 2,71 értékkel. A hővezetési együttható 61,9 W / (m-K), a Mohs keménysége 6,7.
Az anatáz a tetragonális szerkezet kristályaira is utal, a kristályrács elemi sejtét hat molekula TiO2 képezi; a = 0,378, c = 0,949 nm. A sűrűség 3,9, a törésmutató 2,55, a dielektromos állandó # 949; = 31. Az összes felsorolt anatáz állandók alacsonyabbak, mint a rutilé. A hővezetési együttható 180 W / (m-K), a Mohs-keménység 5,5-6 (TiO2 ipari termeléséhez lásd a 2-2-2 albekezdést).
Kondenzátorok a hőmérséklet-kompenzációhoz.
Kerámia kondenzátorok gyártása különböző vállalatoknál Japánban, ezer darab
1963 átlagos havi