Занимают промежуточное положение между стеклами и керамикой. Недостатком многих стекол является возможность расстеклования (местной кристаллизации). Если в состав такого стекла специально ввести добавки вещества, образующего зародыш кристаллизации, можно стимулировать кристаллизацию по всему объему и получить материал с микрокристаллической структурой (до 1 мкм). Для получения кристаллической фазы в ситаллах в качестве зародышей можно использовать частицы металлов: серебро, золото, медь, алюминий, которые выделяются из окислов под влиянием облучения. При термообработке начинается рост кристаллов вокруг зародышей, облученные области приобретают окраску. Полученный таким образом материал называется фотоситаллом. Также возможно создание термоситаллов – такой материал не нуждаются в дополнительной световой обработке. В качестве катализаторов при его получении используются элементы соединений с ограниченной растворимостью или легко кристаллизующиеся из расплавов.(TiO2, V2O5, фториды, фосфаты, щелочи).
Внешне ситалл это белый, светло-бежевый или коричневый плотный материал с высокой механической прочностью и теплопроводностью. Установочные ситаллы используют для подложек интегральных схем и дискретных элементов. Конденсаторы из ситаллов обладают повышенной электрической прочностью по сравнению с керамикой.
Керамические материалы – материалы с разнообразными свойствами (электрическими, механическими), состоящие из кристаллической и стекловидной фаз. Технология получения включает: измельчение, смешение компонентов, пластификацию массы и образование формовочного полуфабриката. Пластификатором может быть парафин или поливиниловый спирт. Формирование заготовок из пластифицированной массы происходит путем препарирования, литья, протяжки, выдавливания. Затем проводится спекание изделий (высокотемпературный отжиг) при котором происходит выжигание пластификатора и уменьшение размеров (усадка, может достигать 20%).
Керамика можно разделить на установочную и изоляторную.
Используется для создания изоляторов и конструкционных деталей.
Низкочастотная установочная керамика:
1) изоляторный фарфор - состоит из глины, кварцевого песка, полевого шпата, образующих в расплавленном состоянии стеклофазу и кристаллическую фазу -муллит (3Al2O3×2SiO2 ).tgδ~2·10-2 , используется на низких частотах.
2) радиофарфор: дополнительно в состав входят окиси Ba, снижающие диэлектрические потери. Материал занимает промежуточное положение между низко- и высокочастотной керамикой, обладает повышенной пластичностью, так как содержит более 40% глинозема.
3) ультрафарфор: содержит более 80% глинозема (Al2O3), обладает низкими потерями при добавлении бария.Часто используемые марки - УФ-46, УФ-53.
1) корундовая керамика (содержание глинозема до 99%). Обладает улучшенными электрическими свойствами, пониженной технологичностью, относится к ВЧ керамике, используется в качестве подложек микросхем, изоляторов в корпусах полупроводниковых приборов.
2) поликор - разновидность алюмосиликата с плотной структурой. Материал прозрачен, применяется для изготовления колб специальных источников света, а также для осаждения пассивных элементов интегральных схем.
3) брокерит – керамика на основе BeO (95-99%) с теплопроводностью в 200 раз выше, чем у стекол. ρ~1016 Ом×м, tgδ<3·10-4 на частоте ν=10-3 Гц. Используется для подложек интегральных схем. Ее недостатком является высокая токсичность.
4) целизиановая керамика – при получении образуется кристаллическая фаза цельзиана ( BaO×Al2O3×2SiO2 ) и бариевое алюмосиликатное стекло. Обладает низким коэффициентом линейного расширения и хорошей электрической прочностью.
7) Стеатитовая керамика (на основе талька 3MgO×4 SiO2×H2O) вследствии низкой усадки позволяет изготавливать мелкие детали с большой точностью.
8) Форстеритовая керамика (2 MgO×SiO2 ) используется для создания вакуумного согласующего слоя с металлом, имеющим повышенный температурный коэффициент линейого расширения (например -медью)
Обладает повышенным ε=10-230 и высокой ε≥900 диэлектрической проницаемостью. Используется для создания высоко- и низкочастотных конденсаторов. У ВЧ керамики tgδ<6·10-4 при ν=106 Гц, у НЧ керамики tgδ<25·10-4 на частоте ν=103 Гц
Для создания ВЧ конденсаторов используются тикоиды (TiO2, CaTiO3, SrTiO3). Они характеризуются пониженной электрической прочностью и подвержены электрическому старению при длительном нагреве. Для повышения термостабильности в состав вводят кристаллический компонент с положительным температурным коэффициентом диэлектрической проницаемости αε >0 (термокомпенсированные тикоиды – TiO2-ZrO2, CaTiO3-CaZrO3)
Низкочастотная конденсаторная керамика создается на основе BaTiO3 и его твердых растворов с сегнетоэлектрическими свойствами. Высокое значение ε связано с доменной поляризацией сегнетоэлектрика.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.