《高介電容器瓷》PPT課件

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1、§3.1概述§3.2電容器瓷的介電特性§3.3高頻電容器瓷的主要原料§3.4中高壓陶瓷電容器瓷第三章高介電容器瓷1、對電容器瓷的一般要求：①、介電系數(shù)大，以制造小體積、重量輕的陶瓷電容器，ε↑→電容器體積↓→整機(jī)體積、重量↓②、介質(zhì)損耗小，tgδ=（1~6）×10-4，保證回路的高Q值。高介電容器瓷工作在高頻下時(shí)ω↑、tgδ↑。③、對I類瓷，介電系數(shù)的溫度系數(shù)αε要系列化。對II類瓷，則用ε隨溫度的變化率表示（非線性）。I類瓷II類瓷§3-1概述④、體積電阻率ρv高（ρv>1012Ω·cm）為保證高溫時(shí)能有效工作，要求ρv高⑤、抗電強(qiáng)度Ep要高a、小型化，使Ε=V/d↑

2、b、陶瓷材料的分散性，即使Ε

3、低頻高介電容器瓷）Ⅲ類瓷：半導(dǎo)體陶瓷§3-1概述§3-2-1高介電容器瓷的分類§3-2-2值不同的原因§3-2-3ε的對數(shù)混合法則§3-2-4產(chǎn)生高介電系數(shù)的原因§3-2-5含鈦陶瓷的介質(zhì)損耗§3-2電容器瓷的介電特性§3-2-1高介電容器瓷的分類的值分按aε按主晶相分鈮鉍鋅系：ZnO－Bi2O3-Nb2O5鋯酸鹽瓷：CaZrO3錫酸鹽瓷：CaSnO3、SrSnO3鈦酸鹽瓷：CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3金紅石瓷：TiO2?><0003332：、、、：、、：CaZrO3SrSnO3CaSnO3MgTiO3SrTiOCaTiOTiOaaaeeBaO?4TiO2§

4、3-2電容器瓷的介電特性溫度每變化1℃時(shí)介電系數(shù)的相對變化率有正、負(fù)、零，取決于不同溫度下質(zhì)點(diǎn)的極化程度，也決定于相應(yīng)溫度下單位體積的質(zhì)點(diǎn)數(shù)。a、TiO2、CaTiO3b、CaSnO3、CaZrO3c、BaO·4TiO2§3-2-2值不同的原因§3-2電容器瓷的介電特性電介質(zhì)的極化-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+++++++------Pμ極化強(qiáng)度:介電常數(shù):§3-2電容器瓷的介電特性++-EE=0原子核電子極化前極化后電子位移極化離子晶體中主要是電子位移極化與離子位移極化?！?-2電容器瓷的介電特性2r離子位移極化-+-+E=0E→§3

5、-2電容器瓷的介電特性a、TiO2、CaTiO3以電子位移極化為主[TiO6]八面體，Ti4+高價(jià)、小半徑→離子位移極化→強(qiáng)大的局部內(nèi)電場EiTi4+，O2-→極化率大→電子位移極化為主Ei§3-2電容器瓷的介電特性金紅石型晶體結(jié)構(gòu)b、CaSnO3、CaZrO3等以離子位移極化為主§3-2電容器瓷的介電特性T↑→n↓（距離↑）→ε↓T↑→V↑（熱膨脹）→（r++r-）↑→αa（極化率）按（r++r-）3↑↑→ε↑↑c(diǎn)、BaO·4TiO2§3-2電容器瓷的介電特性§3-2-3ε的對數(shù)混合法則對于n相系統(tǒng)：§3-2電容器瓷的介電特性由以上法則，在生產(chǎn)實(shí)踐中，可用具有不同εi

6、、αi材料通過改變濃度比來獲得滿足各種溫度系數(shù)要求的材料。如：由αε>0+αε<0的瓷料獲得αε≈0的瓷料?！?-2電容器瓷的介電特性金紅石型和鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的陶瓷具有特殊的結(jié)構(gòu)，離子位移極化后，產(chǎn)生強(qiáng)大的局部內(nèi)電場，并進(jìn)一步產(chǎn)生強(qiáng)烈的離子位移極化和電子位移極化，使得作用在離子上的內(nèi)電場得到顯著加強(qiáng)，故ε大。鈦酸鍶鉍也是利用SrTiO3鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的內(nèi)電場，而加入鈦酸鉍等，使之產(chǎn)生鍶離子空位，產(chǎn)生離子松弛極化，從而使ε增大?！?-2-4產(chǎn)生高介電系數(shù)的原因§3-2電容器瓷的介電特性低溫下高頻電容器瓷的tgδ較小，但在一定的頻率下，當(dāng)溫度超過某一臨界溫度后，由離子松弛極化和

7、電子電導(dǎo)所引起的大量能量損耗，使材料的介質(zhì)損耗急劇地增大。另外：①TiO2的二次再結(jié)晶，破壞晶粒的均勻度，使材料的機(jī)械性能和介電性能惡化；②Ti4+→Ti3+→tgδ↑§3-2-5含鈦陶瓷的介質(zhì)損耗§3-2電容器瓷的介電特性§3-3-1熱補(bǔ)償電容器瓷§3-3-2熱穩(wěn)定電容器瓷§3-3-3溫度系數(shù)系列化的電容器瓷§3-3高頻電容器瓷的主要原料定義：αε具有很大的負(fù)值，用來補(bǔ)償振蕩回路中電感的正溫度系數(shù)，以使回路的諧振頻率保持穩(wěn)定。1、金紅石瓷ε：80~90，αε：-750~-850×10-6/℃2、鈦酸鈣瓷ε：150~160αε：-2300