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（西安建筑科技大学材料与矿资学院，西安710055）摘要介电材料（dielectricmaterial），又称电介质，是电的绝缘材料。介电材料主要包括电容器介质材料和微波介质材料两大体系。其中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大比重。它可分为有机和无机两大类，其种类繁多。近年来，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，微波介质材料有了很大发展，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，

2、电容器，复合材料，陶瓷AbstractDielectricmaterials,alsoknownasdielectricandElectricinsulatingmaterials.Dielectricmaterialincludingdielectricmaterialsformicrowavedielectricmaterialsandtwosystems.Usedasacapacitordielectricmaterial,requiringthehighresistivityofthematerial,thedielectricconstant,dielectr

3、icmaterialasawholeaccountsforalargeproportion.Itcanbedividedintotwobigcategoriesoforganicandinorganic,itsrange.Inrecentyears,therapiddevelopmentofnewceramicdielectricmaterials,multilayerceramiccapacitorsisatypicalrepresentative.Microwavedeviceminiaturization,lightweight,highreliabilityof

4、microwavedielectricmaterialshavegreatlydeveloped,andbecomeanimportantemergingdielectricmaterials.Classification,applicationanddevelopmentofdielectricmaterialsisthemaincontentofthisstudy.KeyWords:Dielectric,capacitors,compositematerial,ceramic..0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

5、们对介电材料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有高介电常数和高热电稳定性，但其脆性大、加工温度较高。随着信息和微电子工业的飞速发展对半导体器件微型化、集成化、智能化、高频化和平面化的应用需求增加，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，又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。具有高介电性能的有机功能电介质材料可用于制备高储能密度介质，在脉冲率及电子封装技术等军/民用领域有着引人瞩目的实用前景[1,2]。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

6、的纳米尺度的无机颗粒或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面状态显得尤为重要，无机颗粒的表面修饰为解决上述问题提供了可能[3]。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）介电材料高介电材料低介电材料（SiLK、FOx、MSQ、Nanoglass）（空气、N2、He、O2、H2、CH4）1.2按形态分类介电材料固态

7、介电材料液态介电材料气态介电材料（苯、CCl4、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、PVDF、聚酰胺PA）有机介电材料（金刚石、硫磺、铁电陶瓷材料）介电材料无机介电材料2介电材料的应用在电工技术中，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，发现一些电介质具有与极化过程有关的特殊性能。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晶体存在自发极化，当温度变化能引起极化，即具有热释电性；当自发极化偶极