За последние годы с целью достижения новых технических характеристик для различных областей применения было создано много керамических материалов разнообразных составов. Но особое значение в технике по-прежнему имеют окисные керамические материалы. На основе чистых окислов или их соединений удалось создать материалы с разнообразными физико-техническими свойствами. И сейчас еще имеются большие потенциальные возможности в части улучшения их механических, электрических, тепловых и вакуумных характеристик, а также широкого варьирования величины диэлектрических потерь и проницаемости, электропроводности и магнитных параметров.
Керамика из окислов и их соединений нашла широкое применение в различных областях техники как электроизоляционный и конденсаторный материал, как конструкционный механически прочный материал для широкого диапазона рабочих температур и т. д. В ряду окисных керамических материалов особое место заняла керамика, применяемая в электронных устройствах, в особенности в вакуумных приборах сверхвысоких частот.
Вакуумная техника и электронное приборостроение предъявляет к керамике чрезвычайно жесткие требования. Такого комплекса требований к керамическим диэлектрикам до этого не предъявляла ни одна отрасль техники.
В поисках путей повышения механической прочности, уменьшения диэлектрических потерь на сверхвысоких частотах, повышения теплопроводности и достижения необходимых вакуумных свойств, создания высокотемпературных вакуумно-плотных соединений с различными металлами и сплавами за сравнительно короткое время была исследована и разработана большая группа керамических материалов, объединяемая сейчас общим названием — вакуумно-плотная керамика.
Обобщенно новые требования к керамике, возникшие в связи с ее применением в электронных вакуумных приборах сводятся к следующему:
1. Низкая упругость паров и низкое газовыделение при температурах до 1600 °С и давлениях до 10-9…10-10 мм рт. ст.При этом необходимо иметь в виду, что особенно недопустимо испарение или выделение из керамики даже крайне незначительного количества веществ, могущие служить предпосылкой развития электрического пробоя между электродами, отравляюще действующих на катод или образующих при осаждении электропроводящие слои.
2. Низкая газопроницаемость в диапазоне температур до 800…1000 °С по отношению к воздуху, гелию, водороду, аргону, кислороду, азоту и др. При этом важна не только низкая скорость диффузии газов через вещество, но и очень ограниченное проникновение газов по дефектам структуры, по межзеренным границам и т. д.
3. Минимальные диэлектрические потери в диапазоне сверхвысоких частот (109…1011 Гц) при температуре до 500…700 °С.
4. Высокая электрическая прочность в различных средах (вакуум, воздух, жидкие диэлектрические среды) как при высоких постоянных, так и переменных напряжениях с большой длительностью импульсов.
5. Высокая механическая прочность при комнатной и повышенных температурах.
6. Высокая теплопроводность.
7. Способность выдерживать большие градиенты температуры (местные перегревы) и многократные термические удары (быстрые изменения температуры).
8. Комплекс химических и физических свойств керамики должен обеспечивать возможность вакуумно-плотного соединения ее с металлами и сплавами с использованием различных технологических приемов.
9. Инертность в отношении различных газообразных агентов — восстановительных и окислительных в диапазоне рабочих температур приборов, а применительно к газоразрядным приборам — устойчивость к воздействию плазмы.
10. Высокая химическая и радиационная стойкость и устойчивость воздействию различных климатических факторов — действию влаги, морского тумана, грибковой плесени и др.
Рабочие условия в электронных вакуумных приборах и конструкционные особенности приборов предопределяют специфические требования к деталям из вакуумно-плотной керамики.
Наиболее характерные из них — высокая степень точности размеров, формоустойчивость при температурах 600…1000 °С, а иногда и 1500…1700 °С, надежность при больших механических ударных и вибрационных нагрузках, однородность структуры и минимальное количество внутренних скрытых дефектов — пор, раковин, трещин, инородных включений и др.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.