低介装置陶瓷课件.pptVIP

第三章高介电容器瓷§3.1概述§3.2电容器瓷的介电特性§3.3高频电容器瓷的主要原料§3.4中高压陶瓷电容器瓷

1、对电容器瓷的一般要求：①、介电系数大，以制造小体积、重量轻的陶瓷电容器，ε↑→电容器体积↓→整机体积、重量↓②、介质损耗小，tgδ=（1~6）×10-4，保证回路的高Q值。高介电容器瓷工作在高频下时ω↑、tgδ↑。③、对I类瓷，介电系数的温度系数α要系列化。对IIε类瓷，则用ε随温度的变化率表示（非线性）。I类瓷II类瓷

④、体积电阻率ρ高（ρ1012Ω·cm）vv为保证高温时能有效工作，要求ρ高⑤、v抗电强度E要高pa、小型化，使Ε=V/d↑b、陶瓷材料的分散性，即使ΕE，可能p仍有击穿

2、电容器瓷分类：低介（ε10，tgδ小）装置瓷高频（I类瓷）中介（ε=12~50，tgδ小）高介（ε=60~200，tgδ小）低频：高ε，较大的tgδ强介陶瓷或称铁电陶瓷（II类瓷）半导体陶瓷III类瓷：超高ε

lⅠ类瓷是电容量随温度变化稳定度高的电容器瓷，主要用于高频谐振回路中。Ⅰ类瓷主要以钛、锆、锡的化合物及固溶体为主晶相。（主要用于：高频热稳定电容器瓷，高频热补偿电容器瓷）lⅡ类瓷以高介电常数为特征，为具有钙钛矿型结构的铁电强介瓷料，如BaTiO、Pb(MgNb)O。（主要用31/32/33于：低频高介电容器瓷）lⅢ类瓷：半导体陶瓷

§3-2-1高介电容器瓷的分类§3-2-2值不同的原因§3-2-3ε的对数混合法则§3-2-4产生高介电系数的原因§3-2-5含钛陶瓷的介质损耗

§3-2-1高介电容器瓷的分类金红石瓷：TiO2钛酸盐瓷：CaTiO、SrTiO、MgTiO333按主晶相分锡酸盐瓷：CaSnO、SrSnO33锆酸盐瓷：CaZrO3铌铋锌系：ZnO－BiO-NbO2325按a的值分温度每变化1℃时介电系数的相对变化率εa0：TiO、CaTiO、SrTiOe233a0：MgTiO、CaSnO、SrSnO、CaZrOe3333a?0BaO?4TiO：32

§3-2-2值不同的原因有正、负、零，取决于不同温度下质点的极化程度，也决定于相应温度下单位体积的质点数。la、TiO、CaTiO23lb、CaSnO、CaZrO33lc、BaO·4TiO2

μ极化强度:介电常数:--+++-+-+-+-+-+-+-+-+--+-+-+-+-+--+-+-+-+-++P电介质的极化

离子晶体中主要是电子位移极化与离子位移极化。E=0E2r+-+电子原子核极化前极化后电子位移极化

-+E=0E→-+离子位移极化

a、TiO、CaTiO以电子位移极化为主23[TiO]八面体，Ti4+高价、小半径→离6子位移极化→强大的局部内电场EiTi4+，O2-→极化率大→电子位移极化为主Ei金红石型晶体结构

b、CaSnO、CaZrO等以离子位移极化为主33T↑→n↓（距离↑）→ε↓T↑→V↑（热膨胀）→（r+-+r）↑→α（极化率）按（r++r-3a）↑↑→ε↑↑

c、BaO·4TiO2

§3-2-3ε的对数混合法则对于n相系统：

由以上法则，在生产实践中，可用具有不同ε、αi材料通过改变浓度比来获得满足各种温度系数要求i的材料。如：由α0+α0的瓷料获得α≈0的瓷料。εεε

§3-2-4产生高介电系数的原因l金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构，离子位移极化后，产生强大的局部内电场，并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化，使得作用在离子上的内电场得到显著加强，故ε大。l钛酸锶铋也是利用SrTiO钙钛矿型结构的内电场，3而加入钛酸铋等，使之产生锶离子空位，产生离子松弛极化，从而使ε增大。

§3-2-5含钛陶瓷的介质损耗l低温下高频电容器瓷的tgδ较小，但在一定的频率下，当温度超过某一临界温度后，由离子松弛极化和电子电导所引起的大量能量损耗，使材料的介质损耗急剧地增大。l另外：①TiO的二次再结晶，破坏晶粒的均匀度，2使材料的机械性能和介电性能恶化；②Ti4+→Ti3+→tgδ↑

§3-3-1热补偿电容器瓷§3-3-2热稳定电容器瓷§3-3-3温度系数系列化的电容器瓷

§3-3-1热补偿电容器瓷定义：α具有很大的负值，用来补偿振荡回路中电感的正温度系数，以使回路的谐振频率保持稳定。εl1、金红石瓷ε：80~90，α：-750~-850×10-6/℃εl2、钛酸钙瓷ε：150~160αε：-2300×10-6/℃(-60~120℃)-(1500~1600)×10-6/℃(+20~80℃