介电材料类型应用及发展

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1、介电材料的类型、应用及发展杨文博(西安建筑科技人学材料与矿资学院，西安710055)摘要介电材料(dielectricmaterial),又称电介质，是电的绝缘材料。介电材料主要包扌舌电容器介质材料和微波介质材料两大体系。其屮用作电容器介质的介电材料，要求材料的电阻率高，介电常量大，在整个介电材料中占有很犬比重。它可分为有机和无机两大类，其种类繁多。近年來，新型陶瓷介电材料获得快速发展，其中独石电容器是典型的代表。随着微波器件的小型化、轻量化、高可靠性化，微波介质材料冇了很大发展，并成为新兴的重要介电材料。介电材料分类应用及发展是本课题研究的主要内容。关键词：介电材料，电

2、容器，复合材料，陶瓷AbstractDielectricmaterials,alsoknownasdielectricandElectricinsulatingmaterials-Dielectricmaterialincludingdielectricmaterialsformicrowavedielectricmaterialsandtwosystems.Usedasacapacitordielectricmaterial,requiringthehighresistivityofthematerial,thedielectricconstant,dielectric

3、materialasawholeaccountsforalargeproportion.Itcanbedividedintotwobigcategoriesoforganicandinorganic,itsrange.Inrecentyears,therapiddevelopmentofnewceramicdielectricmaterials,multilayerceramiccapacitorsisatypicalrepresentative.Microwavedeviceminiaturization,lightweight,highreliabilityofmic

4、rowavedielectricmaterialshavegreatlydeveloped,andbecomeanimportantemergingdielectricmaterials-Classification,applicationanddevelopmentofdielectricmaterialsisthemaincontentofthisstudy.KeyWords:Dielectric,capacitors,compositematerial,ceramic0引言电介质材料可用于控制/存储电荷及电能，在现代电子及电力系统中具有重要的战略地位。人们对介电材料

5、的研究最初是从无机压电陶瓷材料开始的，无机压电陶瓷材料具冇高介电常数和高热电稳定性，但其脆性人、加工温度较高。随着信息和微电了工业的飞速发展对半导体器件微型化、集成化、智能化、高频化和平而化的应用需求增加，越来越多的电子元件，如介质基板、介质天线、嵌入式薄膜电容等，既要介电材料具备优异的介电性能，乂要其具备良好的力学性能和加工性能。因此，单一的无机介电材料已经不能满足上述要求。具有高介电性能的冇机功能电介质材料可用于制备高储能密度介质，在脉冲率及电了封装技术等军/民用领域有着引人瞩目的实用前景山①近年来，人们通过以聚合物为基体，引入高介电常数或易极化的纳米尺度的无机颗粒或

6、者其它有机物形成聚合物基复合介电材料。无机颗粒与基体间的界面结构把不同材料结合为一个整体，并且对整体的性能产生重要的影响。然而，无机颗粒材料在聚合物体系中易发生团聚，在聚合物中分散不均匀，宏观上出现相分离现象，严重影响了复合材料的加工性能和介电性能。因此，无机颗粒材料和聚合物的界而状态显得尤为重要，无机颗粒的表而修饰为解决上述问题提供了可能⑶。1介电材料的类型1.1按性能分类（铁电陶瓷材料、聚合物材料）（SiLK>FOx^MSQ^Nanoglass）（空气、N2、He、O2、H2、CH4）（苯、CCb、汽油、煤油、乙醇）（金刚石、硫磺、聚氯乙烯、晶体）1・3按性质分类（苯

7、、PVDF、聚酰胺PA）（金刚石、硫磺、铁电陶瓷材料）2介电材料的应用在电工技术屮，电介质主要用作为电气绝缘材料，故电介质亦称为电绝缘材料。随着科学技术的发展，发现一些电介质具右与极化过程右关的特殊性能。如不具有对称中心的晶体电介质，在机械力的作用下能产生极化，即压电性；不具有对称中心，而具有与其他方向不同的唯一的极轴品体存在自发极化，当温度变化能引起极化，即具有热释电性；当自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变，它的极化强度与外施电场的关系曲线与恢磁材料的磁化强度与磁场的关系曲线极为相似，即具有电滞曲线（铁电性）。具有压电性