陶瓷材料-4-功能陶瓷.ppt

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1、功能陶瓷①电容器陶瓷②绝缘陶瓷（装置陶瓷）③导电陶瓷④敏感陶瓷⑤磁功能陶瓷①电容器陶瓷电池供电稳定，但是功率密度（爆发力）太小。所以在闪光灯中，需要利用电容来存储能量。电容虽然爆发力很强，但是持续时间短，一闪而过。①电容器陶瓷①电容器陶瓷①电容器陶瓷电容器制造各项电气性要求（1）介电常数希望高一些，利于电容器的小型化；（2）介电损耗要求小一些，以减少电容器在高频应用中能量损耗和发热；（3）介电常数的温度系数αε，关系到电容器对工作环境的适应性和电路可靠性的重要指标。①电容器陶瓷电容器陶瓷的分类陶瓷电容器可分为以下四类：温度补偿型（Ⅰ型）温度稳定型

2、（Ⅱ型）高介电常数型（Ⅲ型）半导体系型（Ⅳ型）介电常数恒定，土豪的空调，不管室内温度是多少，空调一直全力以赴，吹到穿棉袄都不停。介电常数的温度系数在4.7×10-3/℃到104/℃之间随意获得，电损耗小，电阻高，使用于高频①电容器陶瓷电容器陶瓷的分类陶瓷电容器可分为以下四类：温度补偿型（Ⅰ型）温度稳定型（Ⅱ型）高介电常数型（Ⅲ型）半导体系型（Ⅳ型）介电常数随温度改变，不同温度下，电容器的容量不同，室内温度发生变化，调节空调功率。介电常数的温度系数接近于零，电损耗小，使用于高频，可用于制造微波滤波器①电容器陶瓷电容器陶瓷的分类陶瓷电容器可分为以下四

3、类：温度补偿型（Ⅰ型）温度稳定型（Ⅱ型）高介电常数型（Ⅲ型）半导体系型（Ⅳ型）介电常数高（达4000～8000，甚至更大），可以获得大的容量，绝缘电阻高，电损耗大，高频率下会急剧升温。铁电陶瓷，只能用于低频①电容器陶瓷电容器陶瓷的分类陶瓷电容器可分为以下四类：温度补偿型（Ⅰ型）温度稳定型（Ⅱ型）高介电常数型（Ⅲ型）半导体系型（Ⅳ型）通常来说，介电常数大，介电损耗就大。就不能用于高频。介电常数大，介电损耗小①电容器陶瓷介电常数大，介电损耗小半导体系型---Ⅳ型利用内部的半导体，加强“极化”，得到大的介电常数（1000以内，离铁电材料还有很大的差距）

4、，小的介电损耗，可用于高频。为什么要用铁电材料？铁电材料---Ⅳ型电介质+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–无外场时，电偶极子杂乱无章的排列+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–外场存在时，电偶极子沿外场排列+–+–+––+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–+–①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型铁电材料（外部电场与内部电场的滞后效应）铁电材料并不一定含铁，而是由于其电滞回线和铁磁材料的磁滞回线相似。①电容器陶瓷在晶体中，如果晶胞中正负电荷中心不重合，即每一个晶胞具有一定的固有偶极矩，由于晶

5、体结构的周期性和重复性，晶胞的固有偶极矩便会沿同一方向排列整齐，使晶体处于高度极化状态。这种在无外电场作用下存在的极化现象称为自发极化。基本概念：自发极化①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型对于晶体：由于晶格的限制，取向无法随机分布。所以在局部区域内形成铁电畴。铁电畴①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型对于BaTiO3，130℃以上，为立方结构。当温度低于130℃以后，Ba原子可以沿a（也可以是b或c）方向移动（极化）。Ti4+－O2-间距大（2.005A），故氧八面体间隙大，Ti4+离子能在氧八面体中振动。T>120℃，Ti4+处在各方几率相同（稳定地偏向

6、某一个氧离子的几率为零），对称性高，顺电相。T<120℃，Ti4+由于热涨落，偏离一方，形成偶极矩，按氧八面体三维方向相互传递，耦合，形成自发极化的小区域，即电畴。①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型例如：对于BaTiO3，当两个电畴为180°时。施加电场，横向长大机制较弱。以在反向畴中形成新畴为主。①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型＞120℃—立方晶胞6℃～120℃—四方晶胞-90℃～6℃—斜方晶胞＜-90℃—三方晶胞BaTiO3晶体结构有立方相、四方相、斜方相和三方相等晶相，均属于钙钛矿型结构

7、的变体，四方相、斜方相和三方相为铁电相，立方相为顺电相。①电容器陶瓷铁电材料---Ⅳ型晶粒越小，单个晶粒里面的铁电畴越小，相互影响越小。越容易极化。提高居里温度使居里峰变宽改变相变温度使介电常数峰值处于可利用的温度范围。加入溶质原子，阻碍相变过程，提高居里温度提高居里温度使居里峰变宽②绝缘陶瓷绝缘陶瓷，虽然宏观来说不导电，但是由于各种缺陷的存在，外电场作用下，缺陷区域会产生电荷的小范围运动，进而产生极化。而且，一言不合，就会被击穿。②绝缘陶瓷电子技术中首先要求绝缘材料不导电，即要求电阻率尽量高。要成为一种优异的绝缘陶瓷，必须具备以下性能：体积电阻

8、率≥1012Ω·cm相对介电常数≤30损耗因子≤0.001介电强度(击穿强度)≥5.0kV/mm良好的导热性②绝缘陶瓷氮化硼由于氮原子与