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1、 第第3 3章电介质陶瓷的知识要点章电介质陶瓷的知识要点1.1.电介质陶瓷及其分类？电介质陶瓷及其分类？2.2.绝缘性与介电性？绝缘性与介电性？3.3.介电材料与陶瓷材料的关系？介电材料与陶瓷材料的关系？4.4.介电常数？介电常数？5.5.陶瓷中参加极化的质点有哪些？陶瓷中参加极化的质点有哪些？6.6.绝缘强度与击穿电压？绝缘强度与击穿电压？7.7.介质的击穿方式？介质的击穿方式？8.8.介电强度？介电强度？9.9.极化与介电极化及形式？极化与介电极化及形式？10.10.位移极化？松弛极化？界面极化？位移极化？松弛极化？界面极化？11.11.介电损耗？介电损耗？12.12.滑石瓷中加黏土的作用
2、是什么？滑石瓷中加黏土的作用是什么？13.13.滑石瓷生产工艺及其存在的问题与解决方法？滑石瓷生产工艺及其存在的问题与解决方法？14.14.决定决定AlAl2 2O O3 3电绝缘瓷热传导率的因素？电绝缘瓷热传导率的因素？15.15.强调电绝缘瓷的强调电绝缘瓷的3 3个方面是什么？个方面是什么？16.16.陶瓷的导电机制及几种形式？陶瓷的导电机制及几种形式？17.17.电容器陶瓷的分类及其特点？电容器陶瓷的分类及其特点？18.18.电容器陶瓷材料在性能上的要求？电容器陶瓷材料在性能上的要求？19.19.含钛陶瓷被还原的原因、结果与影响因素？含钛陶瓷被还原的原因、结果与影响因素？20.20.直流
3、老化？电极反应与电化学老化？直流老化？电极反应与电化学老化？21.21.含钛氧化物性能退化的原因与改进措施？含钛氧化物性能退化的原因与改进措施？22.22.金红石瓷挤压成型工艺？金红石瓷挤压成型工艺？23.23.制备优质微波陶瓷的几个要求？制备优质微波陶瓷的几个要求？24.24.积层电容器陶瓷的制备工艺？积层电容器陶瓷的制备工艺？ 第第3 3章章 电介质陶瓷电介质陶瓷1 1 电介质陶瓷电介质陶瓷一一. .电介质陶瓷电介质陶瓷凡是电阻率凡是电阻率10108 8mm的的, ,能承受较强的电场而不被击穿的能承受较强的电场而不被击穿的陶瓷就是电介质陶瓷陶瓷就是电介质陶瓷, ,也叫电绝缘陶瓷。分电绝缘陶
4、瓷和电容器也叫电绝缘陶瓷。分电绝缘陶瓷和电容器陶瓷两大类。陶瓷两大类。二二. .绝缘性与介电性绝缘性与介电性介电陶瓷和绝缘陶瓷都是高阻抗材料。介电材料的介电常数介电陶瓷和绝缘陶瓷都是高阻抗材料。介电材料的介电常数和介电损耗和介电损耗tgtg( (也叫热损耗角正切也叫热损耗角正切tgtg) )对介电材料在电路中发对介电材料在电路中发挥的作用最为重要。挥的作用最为重要。绝缘材料主要是用来固定可导电的元器件并使它们相互隔离。绝缘材料主要是用来固定可导电的元器件并使它们相互隔离。一种好的介电材料一定是好的绝缘材料一种好的介电材料一定是好的绝缘材料, ,但一种好的绝缘材料就但一种好的绝缘材料就不一定是好
5、的介电材料。不一定是好的介电材料。介电常数介电常数大大, ,介电损耗介电损耗tgtg小的陶瓷正作为制造电容器使用。小的陶瓷正作为制造电容器使用。陶瓷除了在耐电压性、耐湿性和耐热性方面具有优异性能外陶瓷除了在耐电压性、耐湿性和耐热性方面具有优异性能外, ,还还应具有通过改变化学成分和制造工艺条件来随意改变介电常数应具有通过改变化学成分和制造工艺条件来随意改变介电常数( (静电容量静电容量) )及其温度系数的灵活性。介电陶瓷正朝着小型化大容及其温度系数的灵活性。介电陶瓷正朝着小型化大容量方向发展。量方向发展。 各种功能陶瓷在室温时的介电常数大约是各种功能陶瓷在室温时的介电常数大约是各种功能陶瓷在室
6、温时的介电常数大约是各种功能陶瓷在室温时的介电常数大约是: : : :装置陶瓷装置陶瓷装置陶瓷装置陶瓷, , , ,电阻陶瓷及电真空陶瓷为电阻陶瓷及电真空陶瓷为电阻陶瓷及电真空陶瓷为电阻陶瓷及电真空陶瓷为2-12;2-12;2-12;2-12;类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为6-6-6-6-1500;1500;1500;1500;类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为200-30000;200-30000;200-30000;200-30000;类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为类电容器陶瓷为7000700070007000至几十万至几十万至几
7、十万至几十万; ; ; ;压电陶瓷为压电陶瓷为压电陶瓷为压电陶瓷为50-2000050-2000050-2000050-20000。 功能陶瓷的介电常数的数值范围很大功能陶瓷的介电常数的数值范围很大功能陶瓷的介电常数的数值范围很大功能陶瓷的介电常数的数值范围很大, , , ,因材料不同而因材料不同而因材料不同而因材料不同而有很大的差异有很大的差异有很大的差异有很大的差异, , , ,使用范围和条件也不同。各种材料介电使用范围和条件也不同。各种材料介电使用范围和条件也不同。各种材料介电使用范围和条件也不同。各种材料介电常数的差异是由于其内部存在不同的极化机制决定的。常数的差异是由于其内部存在不同
8、的极化机制决定的。常数的差异是由于其内部存在不同的极化机制决定的。常数的差异是由于其内部存在不同的极化机制决定的。理论和实验研究证实，陶瓷中参加极化的质点只有电子理论和实验研究证实，陶瓷中参加极化的质点只有电子理论和实验研究证实，陶瓷中参加极化的质点只有电子理论和实验研究证实，陶瓷中参加极化的质点只有电子和离子和离子和离子和离子, , , ,这两种质点在电场作用下以多种形式参加极化这两种质点在电场作用下以多种形式参加极化这两种质点在电场作用下以多种形式参加极化这两种质点在电场作用下以多种形式参加极化过程。过程。过程。过程。 四四四四. . . .绝缘强度绝缘强度绝缘强度绝缘强度电介质能绝缘和储
9、存电荷电介质能绝缘和储存电荷电介质能绝缘和储存电荷电介质能绝缘和储存电荷, , , ,即在相对弱电场内即在相对弱电场内即在相对弱电场内即在相对弱电场内, , , ,介质保介质保介质保介质保持介电状态。当电场强度超过某一临界值时持介电状态。当电场强度超过某一临界值时持介电状态。当电场强度超过某一临界值时持介电状态。当电场强度超过某一临界值时, , , ,介质由介介质由介介质由介介质由介电状态变为导电状态电状态变为导电状态电状态变为导电状态电状态变为导电状态, , , ,这就是介质的击穿击穿时的电压这就是介质的击穿击穿时的电压这就是介质的击穿击穿时的电压这就是介质的击穿击穿时的电压就叫击穿电压就叫
10、击穿电压就叫击穿电压就叫击穿电压U U U Uj j j j, , , ,相应的电场强度就称击穿电场强度、相应的电场强度就称击穿电场强度、相应的电场强度就称击穿电场强度、相应的电场强度就称击穿电场强度、绝缘强度、介电强度或抗电强度等。用绝缘强度、介电强度或抗电强度等。用绝缘强度、介电强度或抗电强度等。用绝缘强度、介电强度或抗电强度等。用E E E Ej j j j表示。表示。表示。表示。 一般介质的击穿分一般介质的击穿分为电击穿和热击穿两为电击穿和热击穿两种。种。电击穿是指在电场电击穿是指在电场直接作用下直接作用下, ,介质中载介质中载流子迅速增殖造成的流子迅速增殖造成的击穿。电击穿的发生击穿
11、。电击穿的发生是由于晶体能带在强是由于晶体能带在强电场作用下发生变化电场作用下发生变化, ,电子直接由满带跃迁电子直接由满带跃迁到空带发生电离所致。到空带发生电离所致。热击穿是指陶瓷介质热击穿是指陶瓷介质在电场作用下发生热在电场作用下发生热不稳定不稳定, ,产生的热量大产生的热量大于散失的热量于散失的热量, ,因温度因温度升高而导致陶瓷介质升高而导致陶瓷介质发生热击穿。发生热击穿。 图图图图3.1 3.1 3.1 3.1 在直流电场下陶瓷材料击穿电场强度与温在直流电场下陶瓷材料击穿电场强度与温在直流电场下陶瓷材料击穿电场强度与温在直流电场下陶瓷材料击穿电场强度与温度的关系度的关系度的关系度的关
12、系 1,2-1,2-1,2-1,2-镁铝尖晶石瓷镁铝尖晶石瓷镁铝尖晶石瓷镁铝尖晶石瓷;3,4-;3,4-;3,4-;3,4-钛酸钙瓷钛酸钙瓷钛酸钙瓷钛酸钙瓷; 5-; 5-; 5-; 5-金红石瓷金红石瓷金红石瓷金红石瓷 在直流电场下对陶瓷介质的试验表明在直流电场下对陶瓷介质的试验表明, ,温度较高时往往发生热击温度较高时往往发生热击穿穿, ,温度较低时可能发生电击穿。温度较低时可能发生电击穿。 五五. .介电强度介电强度陶瓷介电材料被击穿的临界电场强度就是这种材料的介电强度陶瓷介电材料被击穿的临界电场强度就是这种材料的介电强度 1.1.击穿的方式与试验条件击穿的方式与试验条件: :工业上热击
13、穿是材料破坏的主要方式工业上热击穿是材料破坏的主要方式2.2.试验条件试验条件: :只有当相应的试验条件确定后只有当相应的试验条件确定后, ,介电强度才有它的特介电强度才有它的特定的含义。定的含义。 例如例如, ,材料的击穿与材料的形状有很大的关系。材料的击穿与材料的形状有很大的关系。 ( (a a) ) ( (b b) ) 图图3.23.2用于电场强度测试的介电材料样品的切面图用于电场强度测试的介电材料样品的切面图 3.3.击穿机理击穿机理(1).(1).本征击穿：本征击穿：在良好的实验条件控制下在良好的实验条件控制下, ,当一个均质样品承受不断增加的电当一个均质样品承受不断增加的电压后压后
14、, ,将产生较小的电流将产生较小的电流, ,而且随着电压的增加而逐渐增加到饱和而且随着电压的增加而逐渐增加到饱和值这时如果再增加电压时值这时如果再增加电压时, ,材料就被击穿。材料就被击穿。 本征击穿可以解释如下：当受到一定的电压作用后本征击穿可以解释如下：当受到一定的电压作用后, ,导带处导带处于热平衡状态下的电子获得了一定的动能。它不断地撞击介质内于热平衡状态下的电子获得了一定的动能。它不断地撞击介质内的离子的离子, ,并使其产生电离并使其产生电离, ,从而增加自由电子的数目。最终出现电从而增加自由电子的数目。最终出现电子雪崩子雪崩, ,使得介电材料被击穿。通常本征击穿强度为使得介电材料被
15、击穿。通常本征击穿强度为100100MVMV/ /m m。(2).(2).热击穿：热击穿：热击穿是指那些由于受到介电材料的热学性能影响而产生的热击穿是指那些由于受到介电材料的热学性能影响而产生的击穿现象。击穿现象。(3).(3).电离击穿：电离击穿：陶瓷中存在气孔而导致均匀性下降。陶瓷中存在气孔而导致均匀性下降。这些气孔在电场的作用这些气孔在电场的作用下将发生强烈的电离下将发生强烈的电离, ,产生大量的热能产生大量的热能, ,使气孔附近局部区域强烈使气孔附近局部区域强烈过热因而在材料内部形成相当高的内应力。当热应力超过一定限过热因而在材料内部形成相当高的内应力。当热应力超过一定限度时度时, ,
16、材料丧失机械强度而发生破坏材料丧失机械强度而发生破坏, ,以至丧失介电强度以至丧失介电强度, ,造成击造成击穿。穿。电离击穿的原因在于材料的气孔中存在电离现象。这时由于电离击穿的原因在于材料的气孔中存在电离现象。这时由于气孔中的电场比气孔附近其它部分的电场高。当电场强度稳定增气孔中的电场比气孔附近其它部分的电场高。当电场强度稳定增加并达到一定临界值时加并达到一定临界值时, ,气孔中的气体会发生电离。气孔愈多愈大气孔中的气体会发生电离。气孔愈多愈大, ,就愈容易引起击穿。就愈容易引起击穿。在直流电场下在直流电场下, ,如果气孔内的电场降低如果气孔内的电场降低, ,电离现象就很快消失电离现象就很快
17、消失, ,材材料中发生电荷渗漏。料中发生电荷渗漏。交流电场中交流电场中, ,介电材料每介电材料每 个周期就发生电离。所以样品比处在直个周期就发生电离。所以样品比处在直流电场时更容易出现击穿现象。而且电荷的渗漏时间决定于电离速流电场时更容易出现击穿现象。而且电荷的渗漏时间决定于电离速率。这样交流电场下率。这样交流电场下, ,样品的击穿电压通常比直流电场低。样品的击穿电压通常比直流电场低。 (4).(4).长期影响长期影响( (化学击穿化学击穿):):长期运行在远低于瞬间击穿电压下的陶瓷也会发生击穿现象被击长期运行在远低于瞬间击穿电压下的陶瓷也会发生击穿现象被击穿的影响因素在短期内不会表现出来。穿
18、的影响因素在短期内不会表现出来。空气污染和天气影响等因素都可以使器件表面变得粗糙空气污染和天气影响等因素都可以使器件表面变得粗糙, ,吸收水吸收水蒸气和导电性杂质。在高温和所连接的导电体中的金属杂质离子的蒸气和导电性杂质。在高温和所连接的导电体中的金属杂质离子的溅蚀作用下溅蚀作用下, ,表面发生电离表面发生电离, ,材料逐渐失去绝缘性能材料逐渐失去绝缘性能, ,最后导致击穿。最后导致击穿。在直流电场中在直流电场中, ,材料内部和表面同时发生电化学反应材料内部和表面同时发生电化学反应, ,使得使得AgAg+ +在在表面扩散并沿着晶界逐渐渗入材料内部表面扩散并沿着晶界逐渐渗入材料内部, ,导致材料
19、的电阻减小导致材料的电阻减小, ,绝缘绝缘特性相应降低。另外特性相应降低。另外, ,NaNa+ +在玻璃相中的扩散在玻璃相中的扩散, ,V Vo o( (氧空位氧空位) )在晶相中在晶相中的扩散的扩散, ,形成了一定的电势差形成了一定的电势差, ,也将有可能导致击穿。也将有可能导致击穿。由于样品形状、材料种类以及操作条件的不同都是导致材料产生由于样品形状、材料种类以及操作条件的不同都是导致材料产生击穿的因素击穿的因素, ,如果根据经验来合适设计制备介电材料如果根据经验来合适设计制备介电材料, ,可以在一定程可以在一定程度上克服击穿现象的发生度上克服击穿现象的发生, ,但是对任何新的介电材料在应
20、用之前但是对任何新的介电材料在应用之前, ,必必须进行长期的老化试验测试。须进行长期的老化试验测试。 六六六六. . . .电绝缘与极化电绝缘与极化电绝缘与极化电绝缘与极化 1.1.1.1.电绝缘电绝缘电绝缘电绝缘: : : :在介质材料中在介质材料中在介质材料中在介质材料中, , , ,电介质陶瓷中的分子正、负电荷彼此电介质陶瓷中的分子正、负电荷彼此电介质陶瓷中的分子正、负电荷彼此电介质陶瓷中的分子正、负电荷彼此强烈束缚强烈束缚强烈束缚强烈束缚, , , ,在弱电场的作用下在弱电场的作用下在弱电场的作用下在弱电场的作用下, , , ,正电荷沿着电场方向移动正电荷沿着电场方向移动正电荷沿着电场
21、方向移动正电荷沿着电场方向移动, , , ,负电荷反负电荷反负电荷反负电荷反电场方向移动。但这种移动远不足以形成电流而具有较高的体积电场方向移动。但这种移动远不足以形成电流而具有较高的体积电场方向移动。但这种移动远不足以形成电流而具有较高的体积电场方向移动。但这种移动远不足以形成电流而具有较高的体积电阻率电阻率电阻率电阻率, , , ,具有绝缘性。具有绝缘性。具有绝缘性。具有绝缘性。 2.2.2.2.极化与介电极化极化与介电极化极化与介电极化极化与介电极化: : : :由于介质材料中的正、负离子电荷移动由于介质材料中的正、负离子电荷移动由于介质材料中的正、负离子电荷移动由于介质材料中的正、负离
22、子电荷移动, , , ,使使使使得正、负电荷中心不重合得正、负电荷中心不重合得正、负电荷中心不重合得正、负电荷中心不重合, , , ,在电介质陶瓷内部形成偶极矩而产生极在电介质陶瓷内部形成偶极矩而产生极在电介质陶瓷内部形成偶极矩而产生极在电介质陶瓷内部形成偶极矩而产生极化。当电场施加到这一离子晶体时化。当电场施加到这一离子晶体时化。当电场施加到这一离子晶体时化。当电场施加到这一离子晶体时, , , ,由于静电作用使阴、阳离子的由于静电作用使阴、阳离子的由于静电作用使阴、阳离子的由于静电作用使阴、阳离子的电子云发生畸变形成电偶极子电子云发生畸变形成电偶极子电子云发生畸变形成电偶极子电子云发生畸变
23、形成电偶极子, , , ,就称为电介质的介电极化。极化可就称为电介质的介电极化。极化可就称为电介质的介电极化。极化可就称为电介质的介电极化。极化可定量地用单位体积定量地用单位体积定量地用单位体积定量地用单位体积(C/m(C/m(C/m(C/m3 3 3 3) ) ) )内电偶极子的总和来表示。内电偶极子的总和来表示。内电偶极子的总和来表示。内电偶极子的总和来表示。 介电极化有电子极化、离子极化和偶极子取向极化。介电极化有电子极化、离子极化和偶极子取向极化。介电极化有电子极化、离子极化和偶极子取向极化。介电极化有电子极化、离子极化和偶极子取向极化。 (1)(1)(1)(1)位移式极化位移式极化位
24、移式极化位移式极化 这种极化是电子或离子在电场作用下的一种弹性、不消耗电场这种极化是电子或离子在电场作用下的一种弹性、不消耗电场这种极化是电子或离子在电场作用下的一种弹性、不消耗电场这种极化是电子或离子在电场作用下的一种弹性、不消耗电场能量、平衡位置不发生变化、瞬间就能完成、去掉电场时又恢复能量、平衡位置不发生变化、瞬间就能完成、去掉电场时又恢复能量、平衡位置不发生变化、瞬间就能完成、去掉电场时又恢复能量、平衡位置不发生变化、瞬间就能完成、去掉电场时又恢复原状态的极化形式。它包括电子位移极化和离子位移极化。原状态的极化形式。它包括电子位移极化和离子位移极化。原状态的极化形式。它包括电子位移极化
25、和离子位移极化。原状态的极化形式。它包括电子位移极化和离子位移极化。 电子位移极化电子位移极化电子位移极化电子位移极化: : : :组成陶瓷介质的基本质点是离子组成陶瓷介质的基本质点是离子组成陶瓷介质的基本质点是离子组成陶瓷介质的基本质点是离子( ( ( (或原子或原子或原子或原子),),),),它它它它们由原子核和电子组成。在没有外界电场作用时们由原子核和电子组成。在没有外界电场作用时们由原子核和电子组成。在没有外界电场作用时们由原子核和电子组成。在没有外界电场作用时, , , ,离子离子离子离子( ( ( (或原子或原子或原子或原子) ) ) )的的的的正负电荷中心是重合的。正负电荷中心是
26、重合的。正负电荷中心是重合的。正负电荷中心是重合的。 在电场作用下在电场作用下在电场作用下在电场作用下, , , ,离子离子离子离子( ( ( (或原子或原子或原子或原子) ) ) )中的电子向反电场方向移动一个中的电子向反电场方向移动一个中的电子向反电场方向移动一个中的电子向反电场方向移动一个小距离小距离小距离小距离, , , ,带正电的原子核将沿电场方向移动一更小的距离带正电的原子核将沿电场方向移动一更小的距离带正电的原子核将沿电场方向移动一更小的距离带正电的原子核将沿电场方向移动一更小的距离, , , ,造成正造成正造成正造成正负电荷中心分离负电荷中心分离负电荷中心分离负电荷中心分离,
27、, , ,当外加电场取消后又恢复原状。这种电荷中心当外加电场取消后又恢复原状。这种电荷中心当外加电场取消后又恢复原状。这种电荷中心当外加电场取消后又恢复原状。这种电荷中心分离的现象称极化离子分离的现象称极化离子分离的现象称极化离子分离的现象称极化离子( ( ( (或原子或原子或原子或原子) ) ) )的这种极化称电子位移极化。电的这种极化称电子位移极化。电的这种极化称电子位移极化。电的这种极化称电子位移极化。电子位移极化存在于一切陶瓷材料之中。子位移极化存在于一切陶瓷材料之中。子位移极化存在于一切陶瓷材料之中。子位移极化存在于一切陶瓷材料之中。既离子或原子的正负电荷中心分离现象既离子或原子的正
28、负电荷中心分离现象既离子或原子的正负电荷中心分离现象既离子或原子的正负电荷中心分离现象( ( ( (在弱电场作用下在弱电场作用下在弱电场作用下在弱电场作用下),),),),就就就就是电子位移极化极化结果是陶瓷材料的介电常数是电子位移极化极化结果是陶瓷材料的介电常数是电子位移极化极化结果是陶瓷材料的介电常数是电子位移极化极化结果是陶瓷材料的介电常数增加。增加。增加。增加。离子位移极化离子位移极化离子位移极化离子位移极化: : : :在电场作用下在电场作用下在电场作用下在电场作用下, , , ,陶瓷介质中正负离子在其平衡陶瓷介质中正负离子在其平衡陶瓷介质中正负离子在其平衡陶瓷介质中正负离子在其平衡
29、位置附近也发生与电子位移极化相类似的可逆性位移位置附近也发生与电子位移极化相类似的可逆性位移位置附近也发生与电子位移极化相类似的可逆性位移位置附近也发生与电子位移极化相类似的可逆性位移, , , ,形成离子形成离子形成离子形成离子位移极化。离子位移极化与离子半径、晶体结构有关。有些特殊位移极化。离子位移极化与离子半径、晶体结构有关。有些特殊位移极化。离子位移极化与离子半径、晶体结构有关。有些特殊位移极化。离子位移极化与离子半径、晶体结构有关。有些特殊的晶体结构的晶体结构的晶体结构的晶体结构, , , ,如四方晶系的某些晶体结构如四方晶系的某些晶体结构如四方晶系的某些晶体结构如四方晶系的某些晶体
30、结构( ( ( (如金红石型、钙钛矿型如金红石型、钙钛矿型如金红石型、钙钛矿型如金红石型、钙钛矿型等等等等),),),),可在仅有电子位移和离子位移极化的情况下提供较大的介电可在仅有电子位移和离子位移极化的情况下提供较大的介电可在仅有电子位移和离子位移极化的情况下提供较大的介电可在仅有电子位移和离子位移极化的情况下提供较大的介电常数常数常数常数, , , ,如几十至几百。如几十至几百。如几十至几百。如几十至几百。(2)(2)(2)(2)松弛式极化松弛式极化松弛式极化松弛式极化: : : :这是一种与电子、离子这是一种与电子、离子这是一种与电子、离子这是一种与电子、离子( ( ( (原子原子原子
31、原子) ) ) )、分子热运动有、分子热运动有、分子热运动有、分子热运动有关的极化形式也就是说这种极化不仅与外电场作用有关关的极化形式也就是说这种极化不仅与外电场作用有关关的极化形式也就是说这种极化不仅与外电场作用有关关的极化形式也就是说这种极化不仅与外电场作用有关, , , ,还与质还与质还与质还与质点的热运动有关。在陶瓷材料中主要有离子松弛极化和电子松弛点的热运动有关。在陶瓷材料中主要有离子松弛极化和电子松弛点的热运动有关。在陶瓷材料中主要有离子松弛极化和电子松弛点的热运动有关。在陶瓷材料中主要有离子松弛极化和电子松弛极化。极化。极化。极化。离子松弛极化离子松弛极化离子松弛极化离子松弛极化
32、: : : :这种极化不同于离子位移极化这种极化不同于离子位移极化这种极化不同于离子位移极化这种极化不同于离子位移极化, , , ,是离子在外加是离子在外加是离子在外加是离子在外加电场作用下的同时电场作用下的同时电场作用下的同时电场作用下的同时, , , ,还受离子的热运动影响还受离子的热运动影响还受离子的热运动影响还受离子的热运动影响, , , ,从一个平衡位置迁从一个平衡位置迁从一个平衡位置迁从一个平衡位置迁移到另一平衡位置而产生的。即作用于离子上与电场作用力相移到另一平衡位置而产生的。即作用于离子上与电场作用力相移到另一平衡位置而产生的。即作用于离子上与电场作用力相移到另一平衡位置而产生
33、的。即作用于离子上与电场作用力相对抗的力对抗的力对抗的力对抗的力, , , ,不是离子间的静电力不是离子间的静电力不是离子间的静电力不是离子间的静电力, , , ,而是不规则的热运动阻力而是不规则的热运动阻力而是不规则的热运动阻力而是不规则的热运动阻力, , , ,极化极化极化极化建立的过程是一种热松弛过程。由于离子松弛极化与温度有明建立的过程是一种热松弛过程。由于离子松弛极化与温度有明建立的过程是一种热松弛过程。由于离子松弛极化与温度有明建立的过程是一种热松弛过程。由于离子松弛极化与温度有明显的关系显的关系显的关系显的关系, , , ,因而介电常数与温度也有明显的关系。离子松弛极化因而介电常
34、数与温度也有明显的关系。离子松弛极化因而介电常数与温度也有明显的关系。离子松弛极化因而介电常数与温度也有明显的关系。离子松弛极化对材料的介电常数的贡献大对材料的介电常数的贡献大对材料的介电常数的贡献大对材料的介电常数的贡献大, , , ,介电常数可提高到几百至几千介电常数可提高到几百至几千介电常数可提高到几百至几千介电常数可提高到几百至几千, , , ,甚甚甚甚至更大。至更大。至更大。至更大。( ( ( (即热缺陷加上电场作用的极化方式即热缺陷加上电场作用的极化方式即热缺陷加上电场作用的极化方式即热缺陷加上电场作用的极化方式, , , ,极化建立过程是极化建立过程是极化建立过程是极化建立过程是
35、一种热松弛过程。极化结果是材料的介电常数一种热松弛过程。极化结果是材料的介电常数一种热松弛过程。极化结果是材料的介电常数一种热松弛过程。极化结果是材料的介电常数提高到几百至提高到几百至提高到几百至提高到几百至几千几千几千几千, , , ,tgtgtgtg增加增加增加增加) ) ) )。电子松弛极化电子松弛极化电子松弛极化电子松弛极化: : : :晶格热振动、晶格缺陷、杂质的引入、化学晶格热振动、晶格缺陷、杂质的引入、化学晶格热振动、晶格缺陷、杂质的引入、化学晶格热振动、晶格缺陷、杂质的引入、化学组成的局部改变等因素都能使电子能态发生变化组成的局部改变等因素都能使电子能态发生变化组成的局部改变等
36、因素都能使电子能态发生变化组成的局部改变等因素都能使电子能态发生变化, , , ,出现位于禁带出现位于禁带出现位于禁带出现位于禁带中的电子局部能级中的电子局部能级中的电子局部能级中的电子局部能级, , , ,形成弱束缚的电子或空穴在外加电场的作用形成弱束缚的电子或空穴在外加电场的作用形成弱束缚的电子或空穴在外加电场的作用形成弱束缚的电子或空穴在外加电场的作用下下下下, , , ,这些弱束缚电子的运动具有方向性这些弱束缚电子的运动具有方向性这些弱束缚电子的运动具有方向性这些弱束缚电子的运动具有方向性, , , ,而呈现极化而呈现极化而呈现极化而呈现极化, , , ,这种极化称这种极化称这种极化称
37、这种极化称为电子松弛极化。电子松弛极化可使介电常数上升到几千至几为电子松弛极化。电子松弛极化可使介电常数上升到几千至几为电子松弛极化。电子松弛极化可使介电常数上升到几千至几为电子松弛极化。电子松弛极化可使介电常数上升到几千至几万万万万, , , ,同时产生较大的介质损耗。同时产生较大的介质损耗。同时产生较大的介质损耗。同时产生较大的介质损耗。( ( ( (即电子缺陷类的弱束缚电子在即电子缺陷类的弱束缚电子在即电子缺陷类的弱束缚电子在即电子缺陷类的弱束缚电子在热运动加上外电场作用下的极化方式热运动加上外电场作用下的极化方式热运动加上外电场作用下的极化方式热运动加上外电场作用下的极化方式, , ,
38、 ,极化结果是材料的介电常极化结果是材料的介电常极化结果是材料的介电常极化结果是材料的介电常数数数数提高到几千至几万提高到几千至几万提高到几千至几万提高到几千至几万, , , ,tgtgtgtg增加增加增加增加) ) ) )。(3)(3)(3)(3)界面极化界面极化界面极化界面极化界面极化是和陶瓷体内电荷分布状况有关的极化形式。陶瓷体界面极化是和陶瓷体内电荷分布状况有关的极化形式。陶瓷体界面极化是和陶瓷体内电荷分布状况有关的极化形式。陶瓷体界面极化是和陶瓷体内电荷分布状况有关的极化形式。陶瓷体内的电荷又称空间电荷或容积电荷。它的形成原因是由于陶瓷体内的电荷又称空间电荷或容积电荷。它的形成原因是
39、由于陶瓷体内的电荷又称空间电荷或容积电荷。它的形成原因是由于陶瓷体内的电荷又称空间电荷或容积电荷。它的形成原因是由于陶瓷体内存在不均匀性和界面内存在不均匀性和界面内存在不均匀性和界面内存在不均匀性和界面, , , ,其中晶界、相界是陶瓷中普遍存在的。其中晶界、相界是陶瓷中普遍存在的。其中晶界、相界是陶瓷中普遍存在的。其中晶界、相界是陶瓷中普遍存在的。由于界面两边各相的电性质由于界面两边各相的电性质由于界面两边各相的电性质由于界面两边各相的电性质( ( ( (电导率、介电常数等电导率、介电常数等电导率、介电常数等电导率、介电常数等) ) ) )不同不同不同不同, , , ,在界面在界面在界面在界
40、面处会积聚起空间电荷。不均匀的化学组成、夹层、气泡是宏观不处会积聚起空间电荷。不均匀的化学组成、夹层、气泡是宏观不处会积聚起空间电荷。不均匀的化学组成、夹层、气泡是宏观不处会积聚起空间电荷。不均匀的化学组成、夹层、气泡是宏观不均匀性均匀性均匀性均匀性, , , ,在界面上也有空间电荷积聚。在界面上也有空间电荷积聚。在界面上也有空间电荷积聚。在界面上也有空间电荷积聚。上述各种界面上积聚电荷的结果上述各种界面上积聚电荷的结果上述各种界面上积聚电荷的结果上述各种界面上积聚电荷的结果, , , ,使电极附近电荷增加使电极附近电荷增加使电极附近电荷增加使电极附近电荷增加, , , ,呈现了呈现了呈现了呈
41、现了宏观极化。宏观极化。宏观极化。宏观极化。 这种极化可以形成很高的与外加电场方向相反的电动势这种极化可以形成很高的与外加电场方向相反的电动势这种极化可以形成很高的与外加电场方向相反的电动势这种极化可以形成很高的与外加电场方向相反的电动势- - - -反电反电反电反电动势动势动势动势, , , ,因此这种宏观极化也称为高压式极化。因此这种宏观极化也称为高压式极化。因此这种宏观极化也称为高压式极化。因此这种宏观极化也称为高压式极化。 由夹层、气泡等形成的极化则称夹层式极化。高压式和夹层式由夹层、气泡等形成的极化则称夹层式极化。高压式和夹层式由夹层、气泡等形成的极化则称夹层式极化。高压式和夹层式由
42、夹层、气泡等形成的极化则称夹层式极化。高压式和夹层式极化可以统称为界面极化。界面极化只对直流和低频下介质材料极化可以统称为界面极化。界面极化只对直流和低频下介质材料极化可以统称为界面极化。界面极化只对直流和低频下介质材料极化可以统称为界面极化。界面极化只对直流和低频下介质材料的介电性质有影响。的介电性质有影响。的介电性质有影响。的介电性质有影响。(4)(4)(4)(4)谐振式极化谐振式极化谐振式极化谐振式极化陶瓷中的电子、离子都处于周期性的振动状态陶瓷中的电子、离子都处于周期性的振动状态陶瓷中的电子、离子都处于周期性的振动状态陶瓷中的电子、离子都处于周期性的振动状态, , , ,它们的固有振动
43、它们的固有振动它们的固有振动它们的固有振动频率在红外线、可见光和紫外线的频段。当外加电场的频率接近频率在红外线、可见光和紫外线的频段。当外加电场的频率接近频率在红外线、可见光和紫外线的频段。当外加电场的频率接近频率在红外线、可见光和紫外线的频段。当外加电场的频率接近此固有振动频率时此固有振动频率时此固有振动频率时此固有振动频率时, , , ,将发生谐振。电子或离子吸收电场能将发生谐振。电子或离子吸收电场能将发生谐振。电子或离子吸收电场能将发生谐振。电子或离子吸收电场能, , , ,使振幅使振幅使振幅使振幅加大呈现极化现象。电子或离子振幅增大后将与其周围质点相互加大呈现极化现象。电子或离子振幅增
44、大后将与其周围质点相互加大呈现极化现象。电子或离子振幅增大后将与其周围质点相互加大呈现极化现象。电子或离子振幅增大后将与其周围质点相互作用作用作用作用, , , ,振动能转变成热量振动能转变成热量振动能转变成热量振动能转变成热量, , , ,或发生辐射或发生辐射或发生辐射或发生辐射, , , ,形成能量损耗。显然这种极形成能量损耗。显然这种极形成能量损耗。显然这种极形成能量损耗。显然这种极化仅发生在光频段。化仅发生在光频段。化仅发生在光频段。化仅发生在光频段。(5)(5)(5)(5)自发极化自发极化自发极化自发极化自发极化是铁电体特有的一种极化形式。铁电晶体在一定的温自发极化是铁电体特有的一种
45、极化形式。铁电晶体在一定的温自发极化是铁电体特有的一种极化形式。铁电晶体在一定的温自发极化是铁电体特有的一种极化形式。铁电晶体在一定的温度范围内度范围内度范围内度范围内, , , ,无外加电场作用时无外加电场作用时无外加电场作用时无外加电场作用时, , , ,由于晶胞结构的原因由于晶胞结构的原因由于晶胞结构的原因由于晶胞结构的原因, , , ,其晶胞中的正其晶胞中的正其晶胞中的正其晶胞中的正负电荷中心不重合负电荷中心不重合负电荷中心不重合负电荷中心不重合, , , ,即原晶胞具有一定的固有偶极矩即原晶胞具有一定的固有偶极矩即原晶胞具有一定的固有偶极矩即原晶胞具有一定的固有偶极矩, , , ,这
46、种极化形这种极化形这种极化形这种极化形式称为自发极化。自发极化的方向随外电场方向的变化而发生相式称为自发极化。自发极化的方向随外电场方向的变化而发生相式称为自发极化。自发极化的方向随外电场方向的变化而发生相式称为自发极化。自发极化的方向随外电场方向的变化而发生相应变化应变化应变化应变化, , , ,晶体的这种性质称为铁电性。铁电陶瓷是多晶体晶体的这种性质称为铁电性。铁电陶瓷是多晶体晶体的这种性质称为铁电性。铁电陶瓷是多晶体晶体的这种性质称为铁电性。铁电陶瓷是多晶体, , , ,通常晶通常晶通常晶通常晶粒呈混乱分布粒呈混乱分布粒呈混乱分布粒呈混乱分布, , , ,晶粒之间为晶界组成物晶粒之间为晶
47、界组成物晶粒之间为晶界组成物晶粒之间为晶界组成物, , , ,因此宏观上各晶粒的自发因此宏观上各晶粒的自发因此宏观上各晶粒的自发因此宏观上各晶粒的自发极化相互抵消极化相互抵消极化相互抵消极化相互抵消, , , ,不呈现有极性。铁电晶体中存在自发极化方向不同不呈现有极性。铁电晶体中存在自发极化方向不同不呈现有极性。铁电晶体中存在自发极化方向不同不呈现有极性。铁电晶体中存在自发极化方向不同的小区域的小区域的小区域的小区域, , , ,自发极化方向相同的小区域称为自发极化方向相同的小区域称为自发极化方向相同的小区域称为自发极化方向相同的小区域称为电畴电畴电畴电畴, , , ,这是铁电晶这是铁电晶这是
48、铁电晶这是铁电晶体的特征之一体的特征之一体的特征之一体的特征之一表表 各种极化形式的比较各种极化形式的比较极化形式极化形式 具有此种极化的电介质具有此种极化的电介质 发生极化的频率范围发生极化的频率范围 和温度的关系和温度的关系 能量损耗能量损耗电子位移极化电子位移极化 一切陶瓷介质中一切陶瓷介质中 从直流到光频从直流到光频 无关无关 没有没有 离子位移极化离子位移极化 离子组成的陶瓷介质中离子组成的陶瓷介质中 从直流到红外线从直流到红外线 温度升高、极化增强温度升高、极化增强 很微弱很微弱 离子松弛极化离子松弛极化 离子组成的玻璃、结构离子组成的玻璃、结构 从直流到超高频从直流到超高频 随温
49、度变化有极大值随温度变化有极大值 有有不紧密的晶体及陶瓷中不紧密的晶体及陶瓷中 电子松弛极化电子松弛极化 钛质瓷及高价金属氧钛质瓷及高价金属氧 从直流到超高频从直流到超高频 随温度变化有极大值随温度变化有极大值 有有 化物基础的陶瓷中化物基础的陶瓷中 自发极化自发极化 温度低于居里点温度低于居里点 从直流到超高频从直流到超高频 随温度变化有特别随温度变化有特别 很大很大 的铁电材料的铁电材料 显著的极大值显著的极大值 界面极化界面极化 结构不均匀的陶瓷介质结构不均匀的陶瓷介质 从直流到高频从直流到高频 随温度升高而减弱随温度升高而减弱 有有 谐振式极化谐振式极化 一切陶瓷介质中一切陶瓷介质中
50、光频光频 无关无关 很大很大 极性分子弹极性分子弹 性联系转向性联系转向 极化、极性极化、极性 有机材料中有机材料中 从直流到超高频从直流到超高频 随温度变化有极大值随温度变化有极大值 有有分子松弛转分子松弛转向极化向极化七七七七. . . .极化与介电损耗极化与介电损耗极化与介电损耗极化与介电损耗1.1.1.1.介电损耗：介电损耗：介电损耗：介电损耗：任何电介质在电场作用下任何电介质在电场作用下任何电介质在电场作用下任何电介质在电场作用下, , , ,总会或多或少地把部分电能转化为总会或多或少地把部分电能转化为总会或多或少地把部分电能转化为总会或多或少地把部分电能转化为热能热能热能热能, ,
51、 , ,使介质发热。单位时间内因发热消耗的能量就是介电损耗。使介质发热。单位时间内因发热消耗的能量就是介电损耗。使介质发热。单位时间内因发热消耗的能量就是介电损耗。使介质发热。单位时间内因发热消耗的能量就是介电损耗。分为漏导损耗和极化损耗。分为漏导损耗和极化损耗。分为漏导损耗和极化损耗。分为漏导损耗和极化损耗。2.2.2.2.漏导损耗：漏导损耗：漏导损耗：漏导损耗：在外电场作用下在外电场作用下在外电场作用下在外电场作用下, , , ,电绝缘材料中一些带电质点因发生移动而引电绝缘材料中一些带电质点因发生移动而引电绝缘材料中一些带电质点因发生移动而引电绝缘材料中一些带电质点因发生移动而引起漏导电流
52、起漏导电流起漏导电流起漏导电流, , , ,漏导电流流经介质时漏导电流流经介质时漏导电流流经介质时漏导电流流经介质时, , , ,使介质发热而损耗电能。这种使介质发热而损耗电能。这种使介质发热而损耗电能。这种使介质发热而损耗电能。这种因电导引起的介质损耗就是因电导引起的介质损耗就是因电导引起的介质损耗就是因电导引起的介质损耗就是“漏导损耗漏导损耗漏导损耗漏导损耗”。3.3.3.3.极化损耗：极化损耗：极化损耗：极化损耗：任何介质在电场作用下都会呈现极化现象任何介质在电场作用下都会呈现极化现象任何介质在电场作用下都会呈现极化现象任何介质在电场作用下都会呈现极化现象, , , ,除电子极化、离子除
53、电子极化、离子除电子极化、离子除电子极化、离子极化不消耗能量外极化不消耗能量外极化不消耗能量外极化不消耗能量外, , , ,如松弛极化、空间电荷极化等缓慢极化现象如松弛极化、空间电荷极化等缓慢极化现象如松弛极化、空间电荷极化等缓慢极化现象如松弛极化、空间电荷极化等缓慢极化现象在极化缓慢建立的过程中都会因为克服阻力而损耗能量。这就是在极化缓慢建立的过程中都会因为克服阻力而损耗能量。这就是在极化缓慢建立的过程中都会因为克服阻力而损耗能量。这就是在极化缓慢建立的过程中都会因为克服阻力而损耗能量。这就是化损耗化损耗化损耗化损耗”。极化损耗与外电场的频率极化损耗与外电场的频率极化损耗与外电场的频率极化损
54、耗与外电场的频率和工作温度相关。高温高频时有大和工作温度相关。高温高频时有大和工作温度相关。高温高频时有大和工作温度相关。高温高频时有大的极化损耗。的极化损耗。的极化损耗。的极化损耗。2 2 电介质陶瓷的性能及其分类电介质陶瓷的性能及其分类一一. .电绝缘陶瓷电绝缘陶瓷( (装置陶瓷装置陶瓷) )电绝缘陶瓷主要在电子设备中作为安装、固定、支撑、电绝缘陶瓷主要在电子设备中作为安装、固定、支撑、保护、绝缘、隔离、连接各种无线电元器件的陶瓷它必须保护、绝缘、隔离、连接各种无线电元器件的陶瓷它必须具有下述性质具有下述性质: : 1. 1.高体积电阻率和高介电强度高体积电阻率和高介电强度1010MvMv
55、/ /m m, ,以减少漏导损以减少漏导损耗和承受较高的电压。这对于高压绝缘子尤为重要耗和承受较高的电压。这对于高压绝缘子尤为重要2.2.介电常数要小介电常数要小,9 9。减少不必要的分布电容值。减少不必要的分布电容值, ,保保证整机质量。介电常数证整机质量。介电常数愈小愈小, ,使用时产生的介电损耗就使用时产生的介电损耗就愈小愈小, ,对整机的正常运转是有利的。对整机的正常运转是有利的。3.3.高频电场下的介电损耗小高频电场下的介电损耗小, ,减少衰减现象。减少衰减现象。4.4.机械强度要高。机械强度要高。5.5.良好的化学稳定性良好的化学稳定性, ,能耐风化、耐化学腐蚀、耐潮湿能耐风化、耐
56、化学腐蚀、耐潮湿, ,不导致性能退化。不导致性能退化。另外另外, ,根据不同场合和条件根据不同场合和条件, ,要求具有耐机械冲击和耐热要求具有耐机械冲击和耐热冲击性能良好冲击性能良好; ;热膨胀系数热膨胀系数小、导热率高。小、导热率高。例如例如: :作集成电路的基片材料作集成电路的基片材料, ,要求高导热系数、合适的要求高导热系数、合适的热膨胀系数、平整、高表面光洁度以及容易在表面镀膜或热膨胀系数、平整、高表面光洁度以及容易在表面镀膜或表面金属化表面金属化棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子熔断器瓷套熔断器瓷套熔断器瓷套熔断器瓷套按化学组成分类可以分为氧化物和非氧化物两大类
57、按化学组成分类可以分为氧化物和非氧化物两大类, ,也可以根据瓷坯中的主要矿物成分分类。主要有：也可以根据瓷坯中的主要矿物成分分类。主要有：钡长石瓷钡长石瓷:Ba:Ba AlAl2 2SiSi2 2O O8 8 BaOBaOAlAl2 2O O3 32 2SiOSiO2 2; ;高铝瓷或高硅瓷高铝瓷或高硅瓷:Al:Al2 2O O3 3-SiO-SiO2 2; ;莫来石瓷莫来石瓷: :2 2AlAl2 2O O3 33 3SiOSiO2 2; ;块滑石瓷块滑石瓷:Mg:Mg SiOSiO3 3 MgOMgOSiOSiO2 2, ,偏硅酸镁偏硅酸镁; ;镁橄榄石瓷镁橄榄石瓷:Mg:Mg2 2 Si
58、OSiO4 4 2 2MgOMgOSiOSiO2 2; ;堇青石瓷堇青石瓷:Mg:Mg2 2AlAl3 3 AlSiAlSi5 5O O1818 2 2MgOMgO2 2AlAl2 2O O3 35 5SiOSiO2 2; ;镁铝尖晶石陶瓷：镁铝尖晶石陶瓷：MgAlMgAl2 2O O4 4; ;锆英石瓷锆英石瓷:Zr:Zr SiOSiO4 4 ZrOZrO2 2SiOSiO2 2; ;硅灰石瓷硅灰石瓷:Ca:Ca SiOSiO3 3 CaOCaOSiOSiO2 2, ,偏硅酸钙偏硅酸钙; ;单晶电绝缘瓷单晶电绝缘瓷: :人造云母、人造蓝宝石、尖晶石、人造云母、人造蓝宝石、尖晶石、氧化铍、石英
59、等。氧化铍、石英等。棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器复合绝缘避雷器复合绝缘避雷器复合绝缘避雷器复合绝缘避雷器户外高压真空隔离负荷开关户外高压真空隔离负荷开关户外高压真空隔离负荷开关户外高压真空隔离负荷开关电站用高压穿墙套管电站用高压穿墙套管电站用高压穿墙套管电站用高压穿墙套管户外高压真空断路器户外高压真空断路器户外高压真空断路器户外高压真空断路器户外真空负荷组合开关户外真空负荷组合开关户外真空负荷组合开关户外真空负荷组合开关厚膜电路陶瓷基板厚膜电路陶瓷基板厚膜电路陶瓷基板厚膜电路陶瓷基板陶瓷线路板具有优良的
60、电绝缘性陶瓷线路板具有优良的电绝缘性陶瓷线路板具有优良的电绝缘性陶瓷线路板具有优良的电绝缘性和导热特性。广泛应用于电源模和导热特性。广泛应用于电源模和导热特性。广泛应用于电源模和导热特性。广泛应用于电源模块块块块, , , ,固态继电器固态继电器固态继电器固态继电器, , , ,混合电路混合电路混合电路混合电路, , , ,半导半导半导半导体功率模块体功率模块体功率模块体功率模块, , , ,电加热装置电加热装置电加热装置电加热装置, , , ,微波及微波及微波及微波及军用航天技术军用航天技术军用航天技术军用航天技术, , , ,汽车电子及其他汽车电子及其他汽车电子及其他汽车电子及其他相关领域
61、。相关领域。相关领域。相关领域。汽车电子类的各种汽车电子点火器、汽车电子类的各种汽车电子点火器、汽车电子类的各种汽车电子点火器、汽车电子类的各种汽车电子点火器、传感器、稳压器等传感器、稳压器等传感器、稳压器等传感器、稳压器等日本京瓷日本京瓷( (株式株式) )会社静电吸盘会社静电吸盘陶瓷封装材料陶瓷封装材料二二二二. . . .低介电常数陶瓷低介电常数陶瓷低介电常数陶瓷低介电常数陶瓷1.1.1.1.电瓷电瓷电瓷电瓷1).1).1).1).粘土质陶瓷粘土质陶瓷粘土质陶瓷粘土质陶瓷: : : :在输运电缆中的绝缘子材料是硅酸盐粘土陶瓷在输运电缆中的绝缘子材料是硅酸盐粘土陶瓷在输运电缆中的绝缘子材料
62、是硅酸盐粘土陶瓷在输运电缆中的绝缘子材料是硅酸盐粘土陶瓷的一个典型实例。采用高压输电的原因是输送电压提高了的一个典型实例。采用高压输电的原因是输送电压提高了的一个典型实例。采用高压输电的原因是输送电压提高了的一个典型实例。采用高压输电的原因是输送电压提高了1 1 1 1倍倍倍倍, , , ,电电电电流减少一半流减少一半流减少一半流减少一半, , , ,则导电材料和能耗也相应降低一半。生产耐高压电则导电材料和能耗也相应降低一半。生产耐高压电则导电材料和能耗也相应降低一半。生产耐高压电则导电材料和能耗也相应降低一半。生产耐高压电绝缘陶瓷的原料由粘土、助熔剂及填料组成。粘土是一种主要以绝缘陶瓷的原料
63、由粘土、助熔剂及填料组成。粘土是一种主要以绝缘陶瓷的原料由粘土、助熔剂及填料组成。粘土是一种主要以绝缘陶瓷的原料由粘土、助熔剂及填料组成。粘土是一种主要以铝硅酸盐组成的矿物。助熔剂一般是长石铝硅酸盐组成的矿物。助熔剂一般是长石铝硅酸盐组成的矿物。助熔剂一般是长石铝硅酸盐组成的矿物。助熔剂一般是长石, , , ,用的较多的有钾长石。用的较多的有钾长石。用的较多的有钾长石。用的较多的有钾长石。助熔剂在低温下可以形成玻璃相。填料大多是石英助熔剂在低温下可以形成玻璃相。填料大多是石英助熔剂在低温下可以形成玻璃相。填料大多是石英助熔剂在低温下可以形成玻璃相。填料大多是石英( ( ( (砂或燧石砂或燧石砂
64、或燧石砂或燧石) ) ) )、铝钒土、氧化铝、锆英石铝钒土、氧化铝、锆英石铝钒土、氧化铝、锆英石铝钒土、氧化铝、锆英石(ZrSiO(ZrSiO(ZrSiO(ZrSiO4 4 4 4) ) ) )等。等。等。等。 大致工艺如下大致工艺如下大致工艺如下大致工艺如下: : : :将原料混合并掺入一定量的水将原料混合并掺入一定量的水将原料混合并掺入一定量的水将原料混合并掺入一定量的水, , , ,形成浆料形成浆料形成浆料形成浆料, , , ,采用采用采用采用加压过滤法除去水分加压过滤法除去水分加压过滤法除去水分加压过滤法除去水分, , , ,通过真空炼泥机除去所含的空气通过真空炼泥机除去所含的空气通过
65、真空炼泥机除去所含的空气通过真空炼泥机除去所含的空气, , , ,再进行坯再进行坯再进行坯再进行坯料成型。将成型后的坯体干燥料成型。将成型后的坯体干燥料成型。将成型后的坯体干燥料成型。将成型后的坯体干燥, , , ,涂上一层由石英、长石和着色剂涂上一层由石英、长石和着色剂涂上一层由石英、长石和着色剂涂上一层由石英、长石和着色剂混合而成的釉料。着色剂的主要成分是钙镁硅酸盐或碳酸盐以及混合而成的釉料。着色剂的主要成分是钙镁硅酸盐或碳酸盐以及混合而成的釉料。着色剂的主要成分是钙镁硅酸盐或碳酸盐以及混合而成的釉料。着色剂的主要成分是钙镁硅酸盐或碳酸盐以及铁、钴、镍、锰、锌、铬的氧化物。加入着色剂可以使
66、高压绝缘铁、钴、镍、锰、锌、铬的氧化物。加入着色剂可以使高压绝缘铁、钴、镍、锰、锌、铬的氧化物。加入着色剂可以使高压绝缘铁、钴、镍、锰、锌、铬的氧化物。加入着色剂可以使高压绝缘子瓷变成棕色或灰色。最后将坯体放入子瓷变成棕色或灰色。最后将坯体放入子瓷变成棕色或灰色。最后将坯体放入子瓷变成棕色或灰色。最后将坯体放入1200120012001200左右的大型瓷窑中左右的大型瓷窑中左右的大型瓷窑中左右的大型瓷窑中烧成烧成烧成烧成, , , ,直到瓷坯体和釉都完全瓷化直到瓷坯体和釉都完全瓷化直到瓷坯体和釉都完全瓷化直到瓷坯体和釉都完全瓷化( ( ( (对于大体积的块状材料的煅烧对于大体积的块状材料的煅烧
67、对于大体积的块状材料的煅烧对于大体积的块状材料的煅烧时间有的长达时间有的长达时间有的长达时间有的长达4 4 4 4- - - -7 7 7 7天天天天) ) ) )。绝缘瓷一般是由若干个部件组合而成。绝缘瓷一般是由若干个部件组合而成。绝缘瓷一般是由若干个部件组合而成。绝缘瓷一般是由若干个部件组合而成。套管产品在生产过程中套管产品在生产过程中套管产品在生产过程中套管产品在生产过程中电电电电容容容容器器器器瓷瓷瓷瓷套套套套棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子棒形支柱绝缘子套管绝缘子套管绝缘子套管绝缘子套管绝缘子异形瓷套异形瓷套异形瓷套异形瓷套变变变变压压压压器器器器瓷瓷瓷瓷套套套套跌跌跌跌落
68、落落落式式式式熔熔熔熔断断断断器器器器1111万伏开关及瓷套万伏开关及瓷套 2).2).2).2).滑石瓷滑石瓷滑石瓷滑石瓷这是一类重要的电子陶瓷。也是以含这是一类重要的电子陶瓷。也是以含这是一类重要的电子陶瓷。也是以含这是一类重要的电子陶瓷。也是以含MgOMgOMgOMgO的铝硅酸盐为主晶相的的铝硅酸盐为主晶相的的铝硅酸盐为主晶相的的铝硅酸盐为主晶相的陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷, , , ,按烧成后陶瓷的主晶相不同按烧成后陶瓷的主晶相不同按烧成后陶瓷的主晶相不同按烧成后陶瓷的主晶相不同, , , ,有滑石瓷有滑石瓷有滑石瓷有滑石瓷( ( ( (原顽火辉石瓷原顽火辉石瓷原顽火辉石瓷原顽火辉石瓷) ) )
69、 )镁橄镁橄镁橄镁橄榄石瓷、尖晶石瓷和堇青石瓷榄石瓷、尖晶石瓷和堇青石瓷榄石瓷、尖晶石瓷和堇青石瓷榄石瓷、尖晶石瓷和堇青石瓷, , , ,它们都属于它们都属于它们都属于它们都属于MgO-AlMgO-AlMgO-AlMgO-Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3-SiO-SiO-SiO-SiO2 2 2 2三元系三元系三元系三元系统。统。统。统。(1)(1)(1)(1)滑石瓷滑石瓷滑石瓷滑石瓷: : : :滑石在烧结过程中滑石在烧结过程中滑石在烧结过程中滑石在烧结过程中, , , ,其晶体结构会发生变化其晶体结构会发生变化其晶体结构会发生变化其晶体结构会发生变化, , , ,但是以滑石为
70、原料但是以滑石为原料但是以滑石为原料但是以滑石为原料的陶瓷仍然叫滑石瓷。滑石瓷的介电常数小的陶瓷仍然叫滑石瓷。滑石瓷的介电常数小的陶瓷仍然叫滑石瓷。滑石瓷的介电常数小的陶瓷仍然叫滑石瓷。滑石瓷的介电常数小, , , ,在高频下使用时介电在高频下使用时介电在高频下使用时介电在高频下使用时介电损耗低而用于电子元件其主要原料是滑石和粘土损耗低而用于电子元件其主要原料是滑石和粘土损耗低而用于电子元件其主要原料是滑石和粘土损耗低而用于电子元件其主要原料是滑石和粘土, , , ,与堇青石瓷相同与堇青石瓷相同与堇青石瓷相同与堇青石瓷相同, , , ,但组成配比不同而形成一定数量的顽火辉石但组成配比不同而形成
71、一定数量的顽火辉石但组成配比不同而形成一定数量的顽火辉石但组成配比不同而形成一定数量的顽火辉石(MgSiO(MgSiO(MgSiO(MgSiO3 3 3 3) ) ) )。加入粘土的作用是增加坯体的可塑性和降低烧结温度加入粘土的作用是增加坯体的可塑性和降低烧结温度加入粘土的作用是增加坯体的可塑性和降低烧结温度加入粘土的作用是增加坯体的可塑性和降低烧结温度, , , ,但不宜但不宜但不宜但不宜过多过多过多过多, , , ,否则会引起电性能恶化和烧结范围变窄。否则会引起电性能恶化和烧结范围变窄。否则会引起电性能恶化和烧结范围变窄。否则会引起电性能恶化和烧结范围变窄。加入助熔剂加入助熔剂加入助熔剂加
72、入助熔剂BaBaBaBa、SrSrSrSr、CaCaCaCa的碳酸盐能显著地改善电性能的碳酸盐能显著地改善电性能的碳酸盐能显著地改善电性能的碳酸盐能显著地改善电性能, , , ,其中其中其中其中以以以以BaOBaOBaOBaO的效果最好。的效果最好。的效果最好。的效果最好。BaBaBaBa、SrSrSrSr、CaCaCaCa的氧化物能与滑石、粘土及其它的氧化物能与滑石、粘土及其它的氧化物能与滑石、粘土及其它的氧化物能与滑石、粘土及其它杂质生成低共熔物而降低烧结温度杂质生成低共熔物而降低烧结温度杂质生成低共熔物而降低烧结温度杂质生成低共熔物而降低烧结温度, , , ,但要求加入量适宜但要求加入量
73、适宜但要求加入量适宜但要求加入量适宜, , , ,否则会缩否则会缩否则会缩否则会缩小烧结范围小烧结范围小烧结范围小烧结范围, , , ,降低玻璃粘度。降低玻璃粘度。降低玻璃粘度。降低玻璃粘度。MgOMgOMgOMgO和和和和AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3能与滑石分解出来的游离能与滑石分解出来的游离能与滑石分解出来的游离能与滑石分解出来的游离石英生成电性能优良的偏硅酸镁石英生成电性能优良的偏硅酸镁石英生成电性能优良的偏硅酸镁石英生成电性能优良的偏硅酸镁(MgSiO(MgSiO(MgSiO(MgSiO3 3 3 3) ) ) )和硅线石和硅线石和硅线石和硅线石AlAlA
74、lAl2 2 2 2SiOSiOSiOSiO5 5 5 5) ) ) )并能进并能进并能进并能进入玻璃相入玻璃相入玻璃相入玻璃相, , , ,降低烧结温度降低烧结温度降低烧结温度降低烧结温度, , , ,扩大烧结范围扩大烧结范围扩大烧结范围扩大烧结范围, , , ,又除去石英又除去石英又除去石英又除去石英, , , ,提高电性能提高电性能提高电性能提高电性能, , , ,防止瓷坯老化防止瓷坯老化防止瓷坯老化防止瓷坯老化, , , ,改善并稳定陶瓷的介电性能改善并稳定陶瓷的介电性能改善并稳定陶瓷的介电性能改善并稳定陶瓷的介电性能, , , ,但它们的加入量要适但它们的加入量要适但它们的加入量要适
75、但它们的加入量要适宜宜宜宜, , , ,否则否则否则否则, , , ,会导致提高烧结温度会导致提高烧结温度会导致提高烧结温度会导致提高烧结温度, , , ,增加线膨胀系数增加线膨胀系数增加线膨胀系数增加线膨胀系数, , , ,降低热稳定性和降低热稳定性和降低热稳定性和降低热稳定性和抗折强度抗折强度抗折强度抗折强度, , , ,使机电性能下降。使机电性能下降。使机电性能下降。使机电性能下降。硼酸盐是强助熔剂硼酸盐是强助熔剂硼酸盐是强助熔剂硼酸盐是强助熔剂, , , ,能大幅度降低烧结温度能大幅度降低烧结温度能大幅度降低烧结温度能大幅度降低烧结温度, , , ,同时也大幅度地降低同时也大幅度地降低
76、同时也大幅度地降低同时也大幅度地降低玻璃的粘度玻璃的粘度玻璃的粘度玻璃的粘度, , , ,方硼石是金属与陶瓷密封电真空致密瓷坯的重要熔剂。方硼石是金属与陶瓷密封电真空致密瓷坯的重要熔剂。方硼石是金属与陶瓷密封电真空致密瓷坯的重要熔剂。方硼石是金属与陶瓷密封电真空致密瓷坯的重要熔剂。氧化锆和氧化锌能有效地扩大材料的烧结范围和提高材料的机械氧化锆和氧化锌能有效地扩大材料的烧结范围和提高材料的机械氧化锆和氧化锌能有效地扩大材料的烧结范围和提高材料的机械氧化锆和氧化锌能有效地扩大材料的烧结范围和提高材料的机械强度。强度。强度。强度。 2)2)2)2)滑石瓷的生产工艺及其关键问题滑石瓷的生产工艺及其关键
77、问题滑石瓷的生产工艺及其关键问题滑石瓷的生产工艺及其关键问题 滑石的预烧滑石的预烧滑石的预烧滑石的预烧: : : :滑石的预烧工艺是生产的关键之一。滑石的预烧工艺是生产的关键之一。滑石的预烧工艺是生产的关键之一。滑石的预烧工艺是生产的关键之一。 预烧的目的有：预烧的目的有：预烧的目的有：预烧的目的有： a.a.a.a.破坏层状结构破坏层状结构破坏层状结构破坏层状结构, , , ,使层状结构转变为链状的顽火辉结构使层状结构转变为链状的顽火辉结构使层状结构转变为链状的顽火辉结构使层状结构转变为链状的顽火辉结构, , , ,避免滑避免滑避免滑避免滑石薄片在成型过程中出现定向排列石薄片在成型过程中出现
78、定向排列石薄片在成型过程中出现定向排列石薄片在成型过程中出现定向排列, , , ,使瓷坯由于滑石薄片的各向异使瓷坯由于滑石薄片的各向异使瓷坯由于滑石薄片的各向异使瓷坯由于滑石薄片的各向异性内应力而导致瓷件强度下降和开裂。性内应力而导致瓷件强度下降和开裂。性内应力而导致瓷件强度下降和开裂。性内应力而导致瓷件强度下降和开裂。 b.b.b.b.预烧后由于脱水及晶型转变预烧后由于脱水及晶型转变预烧后由于脱水及晶型转变预烧后由于脱水及晶型转变, , , ,降低瓷件的收缩率。降低瓷件的收缩率。降低瓷件的收缩率。降低瓷件的收缩率。 c.c.c.c.增加滑石的脆性增加滑石的脆性增加滑石的脆性增加滑石的脆性,
79、, , ,方便粉碎磨细。方便粉碎磨细。方便粉碎磨细。方便粉碎磨细。 滑石预烧后滑石预烧后滑石预烧后滑石预烧后, , , ,硬度增加硬度增加硬度增加硬度增加, , , ,可塑性下降可塑性下降可塑性下降可塑性下降, , , ,成型困难成型困难成型困难成型困难, , , ,模具损耗快模具损耗快模具损耗快模具损耗快, , , ,可在可在可在可在配方中加入少量的生滑石来提高可塑性和增加模具的润滑性。配方中加入少量的生滑石来提高可塑性和增加模具的润滑性。配方中加入少量的生滑石来提高可塑性和增加模具的润滑性。配方中加入少量的生滑石来提高可塑性和增加模具的润滑性。 防止滑石瓷老化的措施防止滑石瓷老化的措施防止
80、滑石瓷老化的措施防止滑石瓷老化的措施滑石瓷的老化是指制品在贮存、运输、加工和使用过程中自动滑石瓷的老化是指制品在贮存、运输、加工和使用过程中自动滑石瓷的老化是指制品在贮存、运输、加工和使用过程中自动滑石瓷的老化是指制品在贮存、运输、加工和使用过程中自动产生裂纹、空隙、松散成粉的现象产生裂纹、空隙、松散成粉的现象产生裂纹、空隙、松散成粉的现象产生裂纹、空隙、松散成粉的现象, , , ,有的甚至在制品烧成后表面就有的甚至在制品烧成后表面就有的甚至在制品烧成后表面就有的甚至在制品烧成后表面就出现白粉斑点出现白粉斑点出现白粉斑点出现白粉斑点, , , ,逐渐扩大逐渐扩大逐渐扩大逐渐扩大, , , ,导
81、致整个坯体松散成粉。导致整个坯体松散成粉。导致整个坯体松散成粉。导致整个坯体松散成粉。 滑石瓷老化的原因是滑石瓷老化的原因是滑石瓷老化的原因是滑石瓷老化的原因是: : : :原顽火辉石是高温稳定型。顽火辉石和斜原顽火辉石是高温稳定型。顽火辉石和斜原顽火辉石是高温稳定型。顽火辉石和斜原顽火辉石是高温稳定型。顽火辉石和斜顽辉石是低温稳定型。顽辉石是低温稳定型。顽辉石是低温稳定型。顽辉石是低温稳定型。在原顽火辉石转变顽火辉石或斜顽辉石时在原顽火辉石转变顽火辉石或斜顽辉石时, ,伴随着较大的体积变化伴随着较大的体积变化, ,所以所以, ,滑石瓷的老化是由于原顽火辉石在冷却、放置及其使用过程滑石瓷的老化
82、是由于原顽火辉石在冷却、放置及其使用过程中中, ,晶型向顽火辉石或斜顽辉石转化引起的。晶型向顽火辉石或斜顽辉石转化引起的。 解决滑石瓷的老化解决滑石瓷的老化, ,必须做到下述几点必须做到下述几点: :a.a.将原料磨到足够的细度将原料磨到足够的细度, ,加入适当的晶粒生长抑制剂加入适当的晶粒生长抑制剂, ,降低降低CaOCaO的含量的含量, ,防止晶粒长大。细晶结构能够大幅度提高机械强度防止晶粒长大。细晶结构能够大幅度提高机械强度, ,降低降低烧结温度烧结温度, ,提高瓷件的电性能。提高瓷件的电性能。b.b.加适量的外加剂加适量的外加剂, ,形成足够的玻璃相并包围细晶原顽火辉石形成足够的玻璃相
83、并包围细晶原顽火辉石, ,防止原顽火辉石的晶型转化。防止原顽火辉石的晶型转化。c.c.加入能与加入能与MgMg2 2SiSi2 2O O6 6生成固熔体的物质。生成固熔体的物质。d.d.控制控制SiOSiO2 2的含量的含量, ,当当SiOSiO2 2过少时过少时, ,形成的玻璃相不足形成的玻璃相不足, ,过多会游过多会游离出方石英。离出方石英。e.e.控制冷却制度。在控制冷却制度。在900900以上快速冷却以上快速冷却, ,以便生成细晶结构以便生成细晶结构, , 防止老化。防止老化。 烧结烧结: :滑石瓷烧结的关键是扩大烧结范围和严格控制窑炉滑石瓷烧结的关键是扩大烧结范围和严格控制窑炉温度制
84、度。温度制度。 滑石瓷生成液相速度快滑石瓷生成液相速度快, ,高温粘度低高温粘度低, ,烧结温度在烧结温度在1300-13501300-1350之之间间, ,烧结范围窄。可以通过引入添加剂来提高液相粘度烧结范围窄。可以通过引入添加剂来提高液相粘度, ,使瓷坯在使瓷坯在高温下不容易变形高温下不容易变形, ,并降低烧结温度并降低烧结温度, ,扩大烧结范围。避免玻璃相扩大烧结范围。避免玻璃相中的残余应力中的残余应力, ,晶型未充分转化而使制品开裂、老化等现象出现。晶型未充分转化而使制品开裂、老化等现象出现。瓷瓷瓷瓷件件件件机机机机械械械械加加加加工工工工棒形支柱绝缘子成品装箱棒形支柱绝缘子成品装箱棒
85、形支柱绝缘子成品装箱棒形支柱绝缘子成品装箱 3)3)3)3)镁橄榄石瓷镁橄榄石瓷镁橄榄石瓷镁橄榄石瓷(Mg(Mg(Mg(Mg2 2 2 2SiOSiOSiOSiO4 4 4 4) ) ) )镁橄榄石瓷的特点是镁橄榄石瓷的特点是镁橄榄石瓷的特点是镁橄榄石瓷的特点是: : : :(1)(1)(1)(1)介电损耗介电损耗介电损耗介电损耗tgtgtgtg低低低低, , , ,而且随频率的变化小而且随频率的变化小而且随频率的变化小而且随频率的变化小, , , ,即使在微波范围内介电损耗即使在微波范围内介电损耗即使在微波范围内介电损耗即使在微波范围内介电损耗tgtgtgtg也不增加也不增加也不增加也不增加
86、; ; ; ;比体积电阻很高比体积电阻很高比体积电阻很高比体积电阻很高, , , ,高温下下降少高温下下降少高温下下降少高温下下降少; ; ; ;电性能优于滑石瓷。电性能优于滑石瓷。电性能优于滑石瓷。电性能优于滑石瓷。(2)(2)(2)(2)热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数热膨胀系数接近于某些玻璃、接近于某些玻璃、接近于某些玻璃、接近于某些玻璃、Ni-FeNi-FeNi-FeNi-Fe合金、合金、合金、合金、TiTiTiTi合金的热膨胀系数合金的热膨胀系数合金的热膨胀系数合金的热膨胀系数, , , ,方便方便方便方便与金属与金属与金属与金属- - - -陶瓷的封接。陶瓷的封接。陶瓷的封接。陶瓷的
87、封接。(3)(3)(3)(3)热稳定性差。热稳定性差。热稳定性差。热稳定性差。4)4)4)4)堇青石瓷：堇青石瓷：堇青石瓷：堇青石瓷：MgMgMgMg2 2 2 2AlAlAlAl3 3 3 3AlSiAlSiAlSiAlSi5 5 5 5O O O O18181818 MgMgMgMg2 2 2 2AlAlAlAl3 3 3 3AlSiAlSiAlSiAlSi5 5 5 5O O O O18181818 组群状结构组群状结构组群状结构组群状结构, , , ,堇青石瓷的热膨胀系数堇青石瓷的热膨胀系数堇青石瓷的热膨胀系数堇青石瓷的热膨胀系数低低低低, , , ,热稳定性好。热稳定性好。热稳定性好
88、。热稳定性好。 原因是原因是原因是原因是: : : :堇青石瓷的主晶相堇青石瓷的主晶相堇青石瓷的主晶相堇青石瓷的主晶相MgMgMgMg2 2 2 2AlAlAlAl3 3 3 3AlSiAlSiAlSiAlSi5 5 5 5O O O O18181818 的晶格是上下叠置的六节环形成的晶格是上下叠置的六节环形成的晶格是上下叠置的六节环形成的晶格是上下叠置的六节环形成一个巨大的通道或者空腔一个巨大的通道或者空腔一个巨大的通道或者空腔一个巨大的通道或者空腔, , , ,离子排列不紧密。离子排列不紧密。离子排列不紧密。离子排列不紧密。5)5)5)5)镁铝尖晶石陶瓷镁铝尖晶石陶瓷镁铝尖晶石陶瓷镁铝尖晶
89、石陶瓷:(MgAl:(MgAl:(MgAl:(MgAl2 2 2 2O O O O4 4 4 4) ) ) )尖晶石陶瓷是介电损耗尖晶石陶瓷是介电损耗尖晶石陶瓷是介电损耗尖晶石陶瓷是介电损耗tgtgtgtg低于滑石瓷低于滑石瓷低于滑石瓷低于滑石瓷, , , ,介电常数介电常数介电常数介电常数高高高高, , , ,化学稳定性良好的介化学稳定性良好的介化学稳定性良好的介化学稳定性良好的介电陶瓷对酸、碱有较强的耐腐蚀性。生产中需预先合成尖晶石烧块作配方的主电陶瓷对酸、碱有较强的耐腐蚀性。生产中需预先合成尖晶石烧块作配方的主电陶瓷对酸、碱有较强的耐腐蚀性。生产中需预先合成尖晶石烧块作配方的主电陶瓷对酸
90、、碱有较强的耐腐蚀性。生产中需预先合成尖晶石烧块作配方的主成分成分成分成分, , , ,加少量粘土和加少量粘土和加少量粘土和加少量粘土和B B B B2 2 2 2O O O O3 3 3 3、SiOSiOSiOSiO2 2 2 2、CrCrCrCr2 2 2 2O O O O3 3 3 3等添加剂来降低烧成温度。烧成温度在等添加剂来降低烧成温度。烧成温度在等添加剂来降低烧成温度。烧成温度在等添加剂来降低烧成温度。烧成温度在1450-16001450-16001450-16001450-1600左右。左右。左右。左右。2.2.2.2.氧化铝陶瓷及莫来石陶瓷氧化铝陶瓷及莫来石陶瓷氧化铝陶瓷及莫来
91、石陶瓷氧化铝陶瓷及莫来石陶瓷 1)1)1)1)氧化铝陶瓷：氧化铝陶瓷：氧化铝陶瓷：氧化铝陶瓷：氧化铝在自然界中分布很广。单晶矿物有蓝宝石和红宝石两种主要形式。随氧化铝在自然界中分布很广。单晶矿物有蓝宝石和红宝石两种主要形式。随氧化铝在自然界中分布很广。单晶矿物有蓝宝石和红宝石两种主要形式。随氧化铝在自然界中分布很广。单晶矿物有蓝宝石和红宝石两种主要形式。随着纯度的提高着纯度的提高着纯度的提高着纯度的提高,Al,Al,Al,Al2 2 2 2O O O O3 3 3 3陶瓷的性能相应的增加。陶瓷的性能相应的增加。陶瓷的性能相应的增加。陶瓷的性能相应的增加。户外隔离开关户外隔离开关户外隔离开关户外
92、隔离开关户外隔离开关户外隔离开关户外隔离开关户外隔离开关户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器户外干式电流互感户外干式电流互感户外干式电流互感户外干式电流互感户外高压隔离开关户外高压隔离开关户外高压隔离开关户外高压隔离开关光通讯零部件光通讯零部件光通讯零部件光通讯零部件光电子零部件光电子零部件光电子零部件光电子零部件 热传导率的变化尤为明显。其中热传导率的变化尤为明显。其中9696% %的的AlAl2 2O O3 3陶瓷具有很宽的热传陶瓷具有很宽的热传导率变化温度。导率变化温度。热传导率是以声子形式传播的晶格振动能决定的。热传导率是以声子形式传播的晶格
93、振动能决定的。通常晶格中的缺陷会阻碍传播过程。通常晶格中的缺陷会阻碍传播过程。 高纯高纯AlAl2 2O O3 3多晶陶瓷中多晶陶瓷中由于空穴容易沿晶界迁移，随着晶粒尺寸减由于空穴容易沿晶界迁移，随着晶粒尺寸减小小, ,晶界数量上升晶界数量上升, ,空穴迁移率增加空穴迁移率增加, ,导致电导率大大提高。导致电导率大大提高。低铝陶瓷的导电率由通常处于连续状态的硅酸盐相决定。这种陶低铝陶瓷的导电率由通常处于连续状态的硅酸盐相决定。这种陶瓷中的电导主要由玻璃相中的电荷迁移引起的瓷中的电导主要由玻璃相中的电荷迁移引起的, ,所以所以, ,低铝陶瓷的低铝陶瓷的导电率高于高铝陶瓷。导电率高于高铝陶瓷。 A
94、lAl2 2O O3 3陶瓷的一个重要优点是它处于氢气气氛中烧结时陶瓷的一个重要优点是它处于氢气气氛中烧结时, ,陶瓷的电陶瓷的电性能不会降低性能不会降低, ,所以所以, ,在烧结高铝陶瓷时可以采用钼加热元件的高温在烧结高铝陶瓷时可以采用钼加热元件的高温炉设备。其原理就是炉设备。其原理就是AlAl2 2O O3 3陶瓷在高温及氢气条件下电性能不下降的陶瓷在高温及氢气条件下电性能不下降的特性。特性。 9595% %的的AlAl2 2O O3 3陶瓷最重要的用途就是制备火花塞陶瓷最重要的用途就是制备火花塞, ,所得材料具有良好所得材料具有良好的抗热震性和电学性能。的抗热震性和电学性能。 AlAl2
95、 2O O3 3陶瓷必须在陶瓷必须在1 1MVMV/ /m m的电场有足够的绝缘性能的电场有足够的绝缘性能, ,表面应保持非常表面应保持非常洁净洁净, ,以减少打火花现象。以减少打火花现象。AlAl2 2O O3 3陶瓷的另一重要用途是制作电子管陶瓷的另一重要用途是制作电子管和产生高功能电磁能的磁控管。和产生高功能电磁能的磁控管。 微波能磁控管内部经过微波能磁控管内部经过“窗口窗口”向外传播。向外传播。“窗口窗口”必须尽可能必须尽可能透明透明, ,使微波能尽最大量的透过使微波能尽最大量的透过, ,一个良好的一个良好的“窗口窗口”材料必须具有材料必须具有在操作频率下功率因子小在操作频率下功率因子
96、小, ,热传导率高热传导率高, ,同时具有良好的真空密封性同时具有良好的真空密封性和金属结合性。和金属结合性。 AlAl2 2O O3 3陶瓷就是这样一类可以满足上述性能的微波器件材料。陶瓷就是这样一类可以满足上述性能的微波器件材料。 BeOBeOBeOBeO陶瓷的主要性能与陶瓷的主要性能与陶瓷的主要性能与陶瓷的主要性能与AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3陶瓷相似陶瓷相似陶瓷相似陶瓷相似, , , ,但但但但BeOBeOBeOBeO陶瓷的热传导率是陶瓷的热传导率是陶瓷的热传导率是陶瓷的热传导率是AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3陶瓷的陶瓷的陶瓷的
97、陶瓷的10101010倍。倍。倍。倍。BeOBeOBeOBeO陶瓷常用于对热扩散和绝缘性能要求高的陶瓷常用于对热扩散和绝缘性能要求高的陶瓷常用于对热扩散和绝缘性能要求高的陶瓷常用于对热扩散和绝缘性能要求高的环境中作基片材料。环境中作基片材料。环境中作基片材料。环境中作基片材料。 BeOBeOBeOBeO陶瓷的制备工艺与陶瓷的制备工艺与陶瓷的制备工艺与陶瓷的制备工艺与AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3陶瓷相似陶瓷相似陶瓷相似陶瓷相似, , , ,但烧结温度更高。但烧结温度更高。但烧结温度更高。但烧结温度更高。 对对对对BeOBeOBeOBeO陶瓷烧结或进行热处理时陶瓷烧结
98、或进行热处理时陶瓷烧结或进行热处理时陶瓷烧结或进行热处理时( ( ( (T T T T1000100010001000),),),),必须注意保持气氛必须注意保持气氛必须注意保持气氛必须注意保持气氛干燥干燥干燥干燥, , , ,否则会产生有毒的挥发性否则会产生有毒的挥发性否则会产生有毒的挥发性否则会产生有毒的挥发性BeBeBeBe( ( ( (OHOHOHOH) ) ) )2 2 2 2气体气体气体气体, , , ,显然显然显然显然, , , ,只有元件表面只有元件表面只有元件表面只有元件表面被磨损或在潮湿空气中加热而没有采取必要的预防措施才会导致被磨损或在潮湿空气中加热而没有采取必要的预防措
99、施才会导致被磨损或在潮湿空气中加热而没有采取必要的预防措施才会导致被磨损或在潮湿空气中加热而没有采取必要的预防措施才会导致对人和环境的危害。对人和环境的危害。对人和环境的危害。对人和环境的危害。2).2).2).2).刚玉刚玉刚玉刚玉- - - -莫来石瓷及莫来石陶瓷莫来石瓷及莫来石陶瓷莫来石瓷及莫来石陶瓷莫来石瓷及莫来石陶瓷高纯高纯高纯高纯AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3陶瓷的晶相是刚玉陶瓷的晶相是刚玉陶瓷的晶相是刚玉陶瓷的晶相是刚玉, , , ,机电性能好机电性能好机电性能好机电性能好, , , ,但烧结温度很高。但烧结温度很高。但烧结温度很高。但烧结温度很高。(
100、1).(1).(1).(1).莫来石瓷：莫来石瓷：莫来石瓷：莫来石瓷： 莫来石瓷是莫来石和石英为主晶相的陶瓷。莫来石瓷是莫来石和石英为主晶相的陶瓷。莫来石瓷是莫来石和石英为主晶相的陶瓷。莫来石瓷是莫来石和石英为主晶相的陶瓷。它的生产工艺性能它的生产工艺性能它的生产工艺性能它的生产工艺性能好好好好, , , ,但机械强度和电气性能差。但机械强度和电气性能差。但机械强度和电气性能差。但机械强度和电气性能差。它的结晶是针状结晶。这种结晶使它的结晶是针状结晶。这种结晶使它的结晶是针状结晶。这种结晶使它的结晶是针状结晶。这种结晶使晶粒之间相互交叉晶粒之间相互交叉晶粒之间相互交叉晶粒之间相互交叉, , ,
101、 ,减少滑移减少滑移减少滑移减少滑移, , , ,使陶瓷在高温荷重下的变形小使陶瓷在高温荷重下的变形小使陶瓷在高温荷重下的变形小使陶瓷在高温荷重下的变形小, , , ,因此因此因此因此, , , ,它的热膨胀系数小它的热膨胀系数小它的热膨胀系数小它的热膨胀系数小, , , ,热冲击性好。常用于制造热电偶保护管热冲击性好。常用于制造热电偶保护管热冲击性好。常用于制造热电偶保护管热冲击性好。常用于制造热电偶保护管, , , ,电绝电绝电绝电绝缘管等耐热电绝缘陶瓷。缘管等耐热电绝缘陶瓷。缘管等耐热电绝缘陶瓷。缘管等耐热电绝缘陶瓷。高铝瓷生产的关键是二次莫来石的生成。生成量与高铝瓷生产的关键是二次莫来
102、石的生成。生成量与高铝瓷生产的关键是二次莫来石的生成。生成量与高铝瓷生产的关键是二次莫来石的生成。生成量与AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3的活性的活性的活性的活性( ( ( (结晶形态与细度结晶形态与细度结晶形态与细度结晶形态与细度) ) ) )、杂质、矿化剂的种类有关。、杂质、矿化剂的种类有关。、杂质、矿化剂的种类有关。、杂质、矿化剂的种类有关。AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3的活性愈的活性愈的活性愈的活性愈高、杂质金属离子的电价愈低、半径愈小高、杂质金属离子的电价愈低、半径愈小高、杂质金属离子的电价愈低、半径愈小高、杂质金属离子的电价愈低
103、、半径愈小, , , ,二次莫来石的生成温度二次莫来石的生成温度二次莫来石的生成温度二次莫来石的生成温度就愈低就愈低就愈低就愈低, , , ,生成数量增加。生成数量增加。生成数量增加。生成数量增加。高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷- -陶瓷谐振器陶瓷谐振器高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷- - - -晶体振荡器晶体振荡器晶体振荡器晶体振荡器高性能半导体陶瓷零件高性能半导体陶瓷零件高性能半导体陶瓷零件高性能半导体陶瓷零件 (2).(2).(2).(2).刚玉刚玉刚玉刚玉- - - -莫来石瓷：莫来石瓷：莫来石瓷：莫来石瓷： 刚玉刚玉刚玉刚玉- - - -莫来石瓷的结晶相是刚玉
104、与莫来石共存。主要原料是粘土、莫来石瓷的结晶相是刚玉与莫来石共存。主要原料是粘土、莫来石瓷的结晶相是刚玉与莫来石共存。主要原料是粘土、莫来石瓷的结晶相是刚玉与莫来石共存。主要原料是粘土、AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3和碳酸盐。和碳酸盐。和碳酸盐。和碳酸盐。刚玉刚玉刚玉刚玉- - - -莫来石瓷的电性能优良莫来石瓷的电性能优良莫来石瓷的电性能优良莫来石瓷的电性能优良, , , ,机械强度高、热稳定性能好机械强度高、热稳定性能好机械强度高、热稳定性能好机械强度高、热稳定性能好, , , ,具有具有具有具有烧结温度低烧结温度低烧结温度低烧结温度低, , , ,范围宽范围宽
105、范围宽范围宽, , , ,可以和釉烧一次烧成等工艺性能。主要用于可以和釉烧一次烧成等工艺性能。主要用于可以和釉烧一次烧成等工艺性能。主要用于可以和釉烧一次烧成等工艺性能。主要用于制造高频高压绝缘瓷、线圈骨架、电容器外壳、高压开关、套管制造高频高压绝缘瓷、线圈骨架、电容器外壳、高压开关、套管制造高频高压绝缘瓷、线圈骨架、电容器外壳、高压开关、套管制造高频高压绝缘瓷、线圈骨架、电容器外壳、高压开关、套管等要求不太严格的大型高频装置元件。等要求不太严格的大型高频装置元件。等要求不太严格的大型高频装置元件。等要求不太严格的大型高频装置元件。 (3).(3).(3).(3).钡长石瓷：钡长石瓷：钡长石瓷
106、：钡长石瓷：钡长石瓷是以钡长石钡长石瓷是以钡长石钡长石瓷是以钡长石钡长石瓷是以钡长石BaAlBaAlBaAlBaAl( ( ( (AlSiAlSiAlSiAlSi2 2 2 2O O O O8 8 8 8) ) ) )为主晶相的陶瓷。主要原料为主晶相的陶瓷。主要原料为主晶相的陶瓷。主要原料为主晶相的陶瓷。主要原料是高岭土和碳酸钡是高岭土和碳酸钡是高岭土和碳酸钡是高岭土和碳酸钡, , , ,工艺性能很好工艺性能很好工艺性能很好工艺性能很好, , , ,电性能与热稳定性优良电性能与热稳定性优良电性能与热稳定性优良电性能与热稳定性优良, , , ,但机械但机械但机械但机械强度低强度低强度低强度低,
107、, , ,这是钡长石主晶相与玻璃相的热膨胀系数相差悬殊所导致这是钡长石主晶相与玻璃相的热膨胀系数相差悬殊所导致这是钡长石主晶相与玻璃相的热膨胀系数相差悬殊所导致这是钡长石主晶相与玻璃相的热膨胀系数相差悬殊所导致的。的。的。的。 (4).(4).(4).(4).莫来石瓷及刚玉莫来石瓷及刚玉莫来石瓷及刚玉莫来石瓷及刚玉- - - -莫来石瓷的配方莫来石瓷的配方莫来石瓷的配方莫来石瓷的配方(5)(5)(5)(5)生产工艺生产工艺生产工艺生产工艺莫来石瓷及刚玉莫来石瓷及刚玉莫来石瓷及刚玉莫来石瓷及刚玉- - - -莫来石瓷中含有相当数量的粘土莫来石瓷中含有相当数量的粘土莫来石瓷中含有相当数量的粘土莫来
108、石瓷中含有相当数量的粘土, , , ,有一定的可有一定的可有一定的可有一定的可塑性塑性塑性塑性, , , ,可以按一般陶瓷工艺加工处理。加料的次序是多可以按一般陶瓷工艺加工处理。加料的次序是多可以按一般陶瓷工艺加工处理。加料的次序是多可以按一般陶瓷工艺加工处理。加料的次序是多- - - -少少少少- - - -多多多多, , , ,硬硬硬硬质原料先磨质原料先磨质原料先磨质原料先磨, , , ,再加入软质原料和其它原料一并磨。再加入软质原料和其它原料一并磨。再加入软质原料和其它原料一并磨。再加入软质原料和其它原料一并磨。莫来石瓷和刚玉莫来石瓷和刚玉莫来石瓷和刚玉莫来石瓷和刚玉- - - -莫来石
109、瓷坯料的可塑性差莫来石瓷坯料的可塑性差莫来石瓷坯料的可塑性差莫来石瓷坯料的可塑性差, , , ,坯泥要求陈腐一段坯泥要求陈腐一段坯泥要求陈腐一段坯泥要求陈腐一段时间时间时间时间, , , ,必要时要求加入各种有机塑化剂必要时要求加入各种有机塑化剂必要时要求加入各种有机塑化剂必要时要求加入各种有机塑化剂, , , ,如如如如: : : :聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯醇( ( ( (PVAPVAPVAPVA) ) ) )、羧甲、羧甲、羧甲、羧甲基纤维素基纤维素基纤维素基纤维素( ( ( (CMCCMCCMCCMC) ) ) )、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯( ( ( (
110、PVACPVACPVACPVAC) ) ) )等。塑化机理是表面物理化等。塑化机理是表面物理化等。塑化机理是表面物理化等。塑化机理是表面物理化学吸附而使瘠性料表面改性。学吸附而使瘠性料表面改性。学吸附而使瘠性料表面改性。学吸附而使瘠性料表面改性。 成型方法有干压、挤压、注塑、热压铸、等静压、车坯等。烧成型方法有干压、挤压、注塑、热压铸、等静压、车坯等。烧成型方法有干压、挤压、注塑、热压铸、等静压、车坯等。烧成型方法有干压、挤压、注塑、热压铸、等静压、车坯等。烧结方式有液相烧结。结方式有液相烧结。结方式有液相烧结。结方式有液相烧结。对电绝缘陶瓷对电绝缘陶瓷对电绝缘陶瓷对电绝缘陶瓷, , , ,主
111、要强调三个方面主要强调三个方面主要强调三个方面主要强调三个方面: : : :高体积电阻率、低介电常数高体积电阻率、低介电常数高体积电阻率、低介电常数高体积电阻率、低介电常数和低介电损耗和低介电损耗和低介电损耗和低介电损耗, , , , 还要求有一定的机械强度。还要求有一定的机械强度。还要求有一定的机械强度。还要求有一定的机械强度。陶瓷的导电机制是离子导电陶瓷的导电机制是离子导电陶瓷的导电机制是离子导电陶瓷的导电机制是离子导电, , , ,即本征离子导电、杂质离子导电即本征离子导电、杂质离子导电即本征离子导电、杂质离子导电即本征离子导电、杂质离子导电和玻璃离子导电。三种导电形式是和玻璃离子导电。
112、三种导电形式是和玻璃离子导电。三种导电形式是和玻璃离子导电。三种导电形式是:B:B:B:B玻玻玻玻i i i iB B B B杂杂杂杂i i i iB B B B本本本本i i i i。即本征离子。即本征离子。即本征离子。即本征离子电导活化能最大。电导活化能最大。电导活化能最大。电导活化能最大。要获得高体积电阻率的陶瓷材料要获得高体积电阻率的陶瓷材料要获得高体积电阻率的陶瓷材料要获得高体积电阻率的陶瓷材料, , , ,工艺上要考虑下述因素工艺上要考虑下述因素工艺上要考虑下述因素工艺上要考虑下述因素: : : :选择高体积电阻率的晶体材料为主晶相选择高体积电阻率的晶体材料为主晶相选择高体积电阻率
113、的晶体材料为主晶相选择高体积电阻率的晶体材料为主晶相, , , ,即主晶相性能优良即主晶相性能优良即主晶相性能优良即主晶相性能优良; ; ; ;严格控制配方组成严格控制配方组成严格控制配方组成严格控制配方组成, , , ,避免杂质离子避免杂质离子避免杂质离子避免杂质离子, , , ,尤其是尤其是尤其是尤其是AAAA和和和和AAAA族金属离子族金属离子族金属离子族金属离子的引入的引入的引入的引入, , , ,在必须引入时要充分利用中和效应和压抑效应来降低材在必须引入时要充分利用中和效应和压抑效应来降低材在必须引入时要充分利用中和效应和压抑效应来降低材在必须引入时要充分利用中和效应和压抑效应来降低
114、材料中玻璃相的电导率。料中玻璃相的电导率。料中玻璃相的电导率。料中玻璃相的电导率。尽量控制玻璃相的数量尽量控制玻璃相的数量尽量控制玻璃相的数量尽量控制玻璃相的数量, , , ,最好达到无玻璃相烧结。最好达到无玻璃相烧结。最好达到无玻璃相烧结。最好达到无玻璃相烧结。避免变价阳离子的引入。如避免变价阳离子的引入。如避免变价阳离子的引入。如避免变价阳离子的引入。如:Ti:Ti:Ti:Ti、FeFeFeFe、CoCoCoCo、MnMnMnMn等等等等, , , ,以免产生自以免产生自以免产生自以免产生自由电子由电子由电子由电子eeee和空穴和空穴和空穴和空穴h,h,h,h,引起电子式导电引起电子式导电
115、引起电子式导电引起电子式导电, , , ,使电性能恶化。使电性能恶化。使电性能恶化。使电性能恶化。严格控制温度和气氛严格控制温度和气氛严格控制温度和气氛严格控制温度和气氛, , , ,避免产生氧化还原反应而出现自由电避免产生氧化还原反应而出现自由电避免产生氧化还原反应而出现自由电避免产生氧化还原反应而出现自由电子子子子eeee和空穴和空穴和空穴和空穴hhhh。当材料中已引入产生自由电子当材料中已引入产生自由电子当材料中已引入产生自由电子当材料中已引入产生自由电子eeee或空穴或空穴或空穴或空穴hhhh的离子时的离子时的离子时的离子时, , , ,可以引可以引可以引可以引入另一种产生空穴入另一种
116、产生空穴入另一种产生空穴入另一种产生空穴hhhh或自由电子或自由电子或自由电子或自由电子eeee的不等价杂质离子的不等价杂质离子的不等价杂质离子的不等价杂质离子, , , ,以消除产以消除产以消除产以消除产生自由电子生自由电子生自由电子生自由电子eeee或空穴或空穴或空穴或空穴h,h,h,h,提高体积电阻率这种方法作为杂质补偿。提高体积电阻率这种方法作为杂质补偿。提高体积电阻率这种方法作为杂质补偿。提高体积电阻率这种方法作为杂质补偿。 从离子半径和电价来看从离子半径和电价来看: :低价小体积的碱金属阳离子的电导活化低价小体积的碱金属阳离子的电导活化能能B Bi i小小, ,容易参与导电容易参与
117、导电, ,要尽量避免引入要尽量避免引入, ,而高价大体积的金属离子而高价大体积的金属离子的电导活化能高的电导活化能高, ,不容易参与导电不容易参与导电, ,所以所以, ,要获得高体积电阻率的陶要获得高体积电阻率的陶瓷材料瓷材料, ,工艺上要考虑下述因素：工艺上要考虑下述因素： 选择高体积电阻率的晶体材料为主晶相选择高体积电阻率的晶体材料为主晶相, ,即主晶相性能优良。即主晶相性能优良。 严格控制配方组成严格控制配方组成, ,避免杂质离子避免杂质离子, ,尤其是尤其是AA和和AA族金属离族金属离子的引入子的引入, ,在必须引入时要充分利用中和效应和压抑效应来降低材在必须引入时要充分利用中和效应和
118、压抑效应来降低材料中玻璃相的电导率。料中玻璃相的电导率。 尽量控制玻璃相的数量尽量控制玻璃相的数量, ,最好达到无玻璃相烧结。最好达到无玻璃相烧结。 避免变价阳离子的引入。如避免变价阳离子的引入。如:Ti:Ti、FeFe、CoCo、MnMn等等, ,以免产生自以免产生自由电子由电子ee和空穴和空穴h,h,引起电子式导电引起电子式导电, ,使电性能恶化。使电性能恶化。 严格控制温度和气氛严格控制温度和气氛, ,避免产生氧化还原反应而出现自由电子避免产生氧化还原反应而出现自由电子ee和空穴和空穴h,h,尤其是含钛陶瓷在电子陶瓷中经常出现尤其是含钛陶瓷在电子陶瓷中经常出现, ,要特别重视要特别重视和
119、小心。和小心。 当材料中已引入产生自由电子当材料中已引入产生自由电子ee或空穴或空穴hh的离子时的离子时, ,可以引入可以引入另一种产生空穴另一种产生空穴hh或自由电子或自由电子ee的不等价杂质离子的不等价杂质离子, ,以消除产生自以消除产生自由电子由电子ee或空穴或空穴h,h,提高体积电阻率这种方法作为杂质补偿。提高体积电阻率这种方法作为杂质补偿。 对电绝缘陶瓷对电绝缘陶瓷, ,还要求低介电损耗还要求低介电损耗, ,而陶瓷的介电损耗主要来源而陶瓷的介电损耗主要来源于漏导损耗、松弛质点的极化损耗及结构损耗。于漏导损耗、松弛质点的极化损耗及结构损耗。降低材料的介电损耗也要从工艺上来降低材料的介电
120、损耗也要从工艺上来降低漏导损耗和极化损耗。工艺要求是降低漏导损耗和极化损耗。工艺要求是: :选择合适的主晶相选择合适的主晶相, ,尽量选择结构紧尽量选择结构紧密的晶体作为主晶相。密的晶体作为主晶相。在改善主晶相性质时在改善主晶相性质时, ,尽量避免产生尽量避免产生缺陷固溶体或填隙固溶体缺陷固溶体或填隙固溶体, ,最好形成连续最好形成连续固溶体固溶体, ,使弱联系离子减少使弱联系离子减少, ,避免损耗显避免损耗显著增大。著增大。尽量减少玻璃相的含量尽量减少玻璃相的含量, ,若因为改善若因为改善工艺性能而引入较多的玻璃相时工艺性能而引入较多的玻璃相时, ,应采用应采用中和效应和压抑效应来降低玻璃相
121、的损中和效应和压抑效应来降低玻璃相的损耗。耗。防止产生多晶转换防止产生多晶转换, ,多晶转换时多晶转换时, ,晶晶格缺陷增多格缺陷增多, ,电性能下降电性能下降, ,损耗增加。损耗增加。注意烧结气氛注意烧结气氛, ,尤其是对含有变价离尤其是对含有变价离子的陶瓷烧结。子的陶瓷烧结。控制最低烧结温度控制最低烧结温度, ,保证使制品保证使制品“正正烧烧”, ,防止防止“生烧生烧( (烧结不完全烧结不完全) )”和和“过过烧烧( (烧结过头或形成死烧烧结过头或形成死烧) )”, ,减少气孔率减少气孔率, ,避免气体电离损耗。避免气体电离损耗。 3 3 电容器陶瓷电容器陶瓷 一一. .电容器电容器 电路
122、中电路中, ,电容器具有许多功能：屏蔽、耦合、去耦、直流电容器具有许多功能：屏蔽、耦合、去耦、直流 交交流分离、滤波及能量存储等。流分离、滤波及能量存储等。 二二. .电容器的击穿与退化电容器的击穿与退化 电容器的击穿引起短路或断路电容器的击穿引起短路或断路, ,对整个系统将带来灾难性的后对整个系统将带来灾难性的后果果, ,因此应将它的发生可能性降低到最小。但迄今为止因此应将它的发生可能性降低到最小。但迄今为止, ,人们还人们还无法设计制造出具有自恢复特性的陶瓷电容器无法设计制造出具有自恢复特性的陶瓷电容器, ,所以所以, ,陶瓷电容陶瓷电容器的工作电压应低于临界击穿电压的器的工作电压应低于临
123、界击穿电压的20%20%。电容器的介电常数受。电容器的介电常数受存在的缺陷存在的缺陷( (金属离子掺杂、气孔、表面粗糙度等金属离子掺杂、气孔、表面粗糙度等) )的影响。电的影响。电容器的本征介电强度比实际击穿强度要大。电容器的退化过程容器的本征介电强度比实际击穿强度要大。电容器的退化过程是很缓慢的是很缓慢的, ,可以将样品处于高温状态下可以将样品处于高温状态下, ,以加速退化过程的进以加速退化过程的进行来测试有关退化特性行来测试有关退化特性, ,并估计器件在正常工作条件下被损坏的并估计器件在正常工作条件下被损坏的可能性。必须将退化与铁电材料中发生的老化区别开来可能性。必须将退化与铁电材料中发生
124、的老化区别开来, ,老化是老化是材料中的铁电畴以及畴壁的迁移率随时间的变化材料中的铁电畴以及畴壁的迁移率随时间的变化, ,这些发生在性这些发生在性质方面的变化并不导致击穿的可能性增加。质方面的变化并不导致击穿的可能性增加。 三三. .陶瓷电容器陶瓷电容器 电容器介质陶瓷系指主要用来制造电容器的陶瓷介质材料。电容器介质陶瓷系指主要用来制造电容器的陶瓷介质材料。就陶瓷介质来说就陶瓷介质来说, ,可以分为铁电介质陶瓷、高频介质陶瓷、半导可以分为铁电介质陶瓷、高频介质陶瓷、半导体介质陶瓷、反铁电介质陶瓷、微波介质陶瓷和独石结构介质体介质陶瓷、反铁电介质陶瓷、微波介质陶瓷和独石结构介质陶瓷等。陶瓷等。
125、电介质陶瓷按国家标准分为三类电介质陶瓷按国家标准分为三类, ,即即I I类陶瓷介质、类陶瓷介质、类陶瓷介质类陶瓷介质和和类陶瓷介质类陶瓷介质 I I类陶瓷介质主要用于制造高频电路中使用的陶瓷介质电容器类陶瓷介质主要用于制造高频电路中使用的陶瓷介质电容器, ,其其特点是高频下的介电常数约为特点是高频下的介电常数约为1212- -900,900,介质损耗小，介电常数的温介质损耗小，介电常数的温度系数数值范围宽等；度系数数值范围宽等；类陶瓷介质主要用于制造低频电路中使用的陶瓷介质电容器，类陶瓷介质主要用于制造低频电路中使用的陶瓷介质电容器，其特点是低频下的介电常数高其特点是低频下的介电常数高, ,约
126、约200200- -3 3万万, ,介质损耗比介质损耗比I I类陶瓷介质类陶瓷介质大很多大很多, ,介电常数随温度和电场强度的变化呈强烈的非线性介电常数随温度和电场强度的变化呈强烈的非线性, ,具有电具有电滞回线和电致伸缩滞回线和电致伸缩, ,经极化处理具有压电效应等。经极化处理具有压电效应等。类陶瓷介质也称为半导体陶瓷介质类陶瓷介质也称为半导体陶瓷介质, ,主要用于制造汽车、电子主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的陶瓷介质电容器计算机等电路中要求体积非常小的陶瓷介质电容器, ,其特点是该陶其特点是该陶瓷材料的晶粒为半导体瓷材料的晶粒为半导体, ,利用该陶瓷的表面于金属电极间的
127、接触势利用该陶瓷的表面于金属电极间的接触势垒层或晶粒间的绝缘层作为介质垒层或晶粒间的绝缘层作为介质, ,因而这种材料的介电常数很高因而这种材料的介电常数很高, ,约约70007000- -1 1万以上万以上, ,甚至可达到甚至可达到3 3万万- -4 4万。万。生产中常用的铁电介质陶瓷主要用作低频陶瓷电容器生产中常用的铁电介质陶瓷主要用作低频陶瓷电容器, ,铁电陶瓷铁电陶瓷高压电容器在彩电中有重要应用高压电容器在彩电中有重要应用, ,在制造小型储能电容器方面仍然在制造小型储能电容器方面仍然有一定的发展前景。有一定的发展前景。半导体陶瓷电容器的发展很快半导体陶瓷电容器的发展很快, ,有的产品已经
128、在汽车及低压电子有的产品已经在汽车及低压电子回路中都有很多的应用回路中都有很多的应用; ;发展具有独石结构的陶瓷电容器也是目前发展具有独石结构的陶瓷电容器也是目前的方向之一。的方向之一。我国首创了低温烧结独石陶瓷电容器我国首创了低温烧结独石陶瓷电容器, ,近年来中、低温独石电容近年来中、低温独石电容器陶瓷也有很快的器陶瓷也有很快的发展。发展。随着整机发展的要求随着整机发展的要求, ,片式陶瓷电容器、片式陶瓷电容器、片式陶瓷电感、片式陶瓷电阻等片式陶瓷元件片式陶瓷电感、片式陶瓷电阻等片式陶瓷元件, ,以及微叠层陶瓷元以及微叠层陶瓷元件的研究、开发和生产的发展都非常快。件的研究、开发和生产的发展都
129、非常快。 1.1.特点：体积小、容量大、结构简单、高频特性优良特点：体积小、容量大、结构简单、高频特性优良, ,品种多、品种多、价格适宜。价格适宜。2.2.电容器陶瓷材料在性能上的要求：电容器陶瓷材料在性能上的要求：介电常数介电常数尽可能高，尽可能高，愈高愈高, ,陶瓷电容器的体积就可以做得陶瓷电容器的体积就可以做得更小。更小。高频、高温、高压及其它恶劣环境下稳定可靠。高频、高温、高压及其它恶劣环境下稳定可靠。介质损耗角的正切值介质损耗角的正切值tgtg小小, ,保证在高频电路中充分发挥作用保证在高频电路中充分发挥作用, ,对高功率陶瓷电容器能够提高无功功率。对高功率陶瓷电容器能够提高无功功率
130、。比体积电阻高于比体积电阻高于10101010m m, ,以保证在高温下工作。以保证在高温下工作。介电强度高介电强度高, ,陶瓷电容器在高压和高功率条件下陶瓷电容器在高压和高功率条件下, ,通常容易击穿通常容易击穿而不能工作而不能工作, ,所以所以, ,提高电容器的耐压性能，能充分发挥陶瓷的功能。提高电容器的耐压性能，能充分发挥陶瓷的功能。目前广泛使用的一元系、二元系和多元系的典型温度补偿电容器目前广泛使用的一元系、二元系和多元系的典型温度补偿电容器, ,也称为非铁电电容器陶瓷。包括金红石陶瓷、钛酸钙陶瓷、钛酸锶也称为非铁电电容器陶瓷。包括金红石陶瓷、钛酸钙陶瓷、钛酸锶陶瓷、钛酸镁陶瓷和锡酸钙
131、陶瓷等。陶瓷、钛酸镁陶瓷和锡酸钙陶瓷等。 3.3.3.3.中等常数介电陶瓷的结构与应用中等常数介电陶瓷的结构与应用中等常数介电陶瓷的结构与应用中等常数介电陶瓷的结构与应用中等介电常数陶瓷的中等介电常数陶瓷的中等介电常数陶瓷的中等介电常数陶瓷的r r r r值值值值15151515- - - -100100100100的范围内的范围内的范围内的范围内, , , ,这类电介这类电介这类电介这类电介质的损耗因子低质的损耗因子低质的损耗因子低质的损耗因子低, , , ,中等介电常数的陶瓷电介质通常是由中等介电常数的陶瓷电介质通常是由中等介电常数的陶瓷电介质通常是由中等介电常数的陶瓷电介质通常是由MOM
132、OMOMO6 6 6 6堆积而成的堆积而成的堆积而成的堆积而成的。八面体通常是出现在高介电常数和中等八面体通常是出现在高介电常数和中等八面体通常是出现在高介电常数和中等八面体通常是出现在高介电常数和中等介电常数材料的晶体中介电常数材料的晶体中介电常数材料的晶体中介电常数材料的晶体中, , , ,中等介电常数的电介质在下述三中等介电常数的电介质在下述三中等介电常数的电介质在下述三中等介电常数的电介质在下述三个方面获得应用个方面获得应用个方面获得应用个方面获得应用: : : :1)1)1)1)制作频率范围在制作频率范围在制作频率范围在制作频率范围在0.50.50.50.5- - - -505050
133、50MHzMHzMHzMHz的高能转换电容器的高能转换电容器的高能转换电容器的高能转换电容器, , , ,主要主要主要主要要求是低损耗要求是低损耗要求是低损耗要求是低损耗, , , ,可以允许介电常数出现负温度系数特性可以允许介电常数出现负温度系数特性可以允许介电常数出现负温度系数特性可以允许介电常数出现负温度系数特性, , , ,因为当温度升高时限制了元件的功率。因为当温度升高时限制了元件的功率。因为当温度升高时限制了元件的功率。因为当温度升高时限制了元件的功率。2)2)2)2)制作一般的稳定电容器制作一般的稳定电容器制作一般的稳定电容器制作一般的稳定电容器, , , ,在整个操作温度和电压
134、范围在整个操作温度和电压范围在整个操作温度和电压范围在整个操作温度和电压范围内的稳定性应该优于内的稳定性应该优于内的稳定性应该优于内的稳定性应该优于1 1 1 1% % % %, , , ,频率主要限制在频率主要限制在频率主要限制在频率主要限制在1 1 1 1KHzKHzKHzKHz- - - -100100100100MHzMHzMHzMHz范围。范围。范围。范围。3)3)3)3)制作微波谐振腔制作微波谐振腔制作微波谐振腔制作微波谐振腔, , , ,使用频率为使用频率为使用频率为使用频率为0.50.50.50.5- - - -50505050GHzGHzGHzGHz, , , ,稳定性要求稳
135、定性要求稳定性要求稳定性要求在工作温度范围内高于在工作温度范围内高于在工作温度范围内高于在工作温度范围内高于0.050.050.050.05% % % %, , , ,耗散因子优于耗散因子优于耗散因子优于耗散因子优于2 2 2 2101010104 4 4 4。这些应用情况在排列上有一定次序这些应用情况在排列上有一定次序这些应用情况在排列上有一定次序这些应用情况在排列上有一定次序, , , ,当某种介电材料满足当某种介电材料满足当某种介电材料满足当某种介电材料满足3)3)3)3)的要求的要求的要求的要求, , , ,则它一定满足则它一定满足则它一定满足则它一定满足1)1)1)1)和和和和2)2
136、)2)2)的要求的要求的要求的要求, , , ,当然在成本上肯当然在成本上肯当然在成本上肯当然在成本上肯定要高一些。定要高一些。定要高一些。定要高一些。金红石金红石金红石金红石( ( ( (TiOTiOTiOTiO2 2 2 2) ) ) )陶瓷的性能在这几类介电材料中有它的陶瓷的性能在这几类介电材料中有它的陶瓷的性能在这几类介电材料中有它的陶瓷的性能在这几类介电材料中有它的特点。特点。特点。特点。由于由于由于由于TiOTiOTiOTiO2 2 2 2的还原的还原的还原的还原, , , ,使材料的介电性能恶化使材料的介电性能恶化使材料的介电性能恶化使材料的介电性能恶化, , , ,体积电阻率下
137、降体积电阻率下降体积电阻率下降体积电阻率下降, , , ,介质介质介质介质损耗增加损耗增加损耗增加损耗增加, , , ,抗电强度降低。从外观色泽上抗电强度降低。从外观色泽上抗电强度降低。从外观色泽上抗电强度降低。从外观色泽上, , , ,该陶瓷材料由原有的米该陶瓷材料由原有的米该陶瓷材料由原有的米该陶瓷材料由原有的米黄色或白色变成灰黑色或其他深颜色。黄色或白色变成灰黑色或其他深颜色。黄色或白色变成灰黑色或其他深颜色。黄色或白色变成灰黑色或其他深颜色。金红石瓷在还原气氛条件下烧成金红石瓷在还原气氛条件下烧成金红石瓷在还原气氛条件下烧成金红石瓷在还原气氛条件下烧成, , , ,瓷坯瓷坯瓷坯瓷坯“发
138、黑发黑发黑发黑”或产生或产生或产生或产生“黑心黑心黑心黑心”现象现象现象现象, , , ,是材料介电性能恶化的外表特征。是材料介电性能恶化的外表特征。是材料介电性能恶化的外表特征。是材料介电性能恶化的外表特征。TiOTiOTiOTiO2 2 2 2还原后变成灰黑色的还原后变成灰黑色的还原后变成灰黑色的还原后变成灰黑色的原因是由于形成了原因是由于形成了原因是由于形成了原因是由于形成了F-F-F-F-色心色心色心色心( ( ( (色心色心色心色心),),),),引起引起引起引起TiOTiOTiOTiO2 2 2 2部分还原和失氧的原因部分还原和失氧的原因部分还原和失氧的原因部分还原和失氧的原因,
139、, , ,有以下几种情况。有以下几种情况。有以下几种情况。有以下几种情况。(1)(1)(1)(1)烧成时由于还原气氛烧成时由于还原气氛烧成时由于还原气氛烧成时由于还原气氛( ( ( (如如如如COCOCOCO, , , ,H H H H2 2 2 2等等等等) ) ) )引起引起引起引起。(2)(2)(2)(2)高温热分解高温热分解高温热分解高温热分解( ( ( (高温失氧高温失氧高温失氧高温失氧),),),),这个作用在这个作用在这个作用在这个作用在1400140014001400以上急剧进行以上急剧进行以上急剧进行以上急剧进行, , , ,因此因此因此因此TiOTiOTiOTiO2 2 2
140、 2的结构中失氧的程度对该陶瓷性能的结构中失氧的程度对该陶瓷性能的结构中失氧的程度对该陶瓷性能的结构中失氧的程度对该陶瓷性能的的的的影响是非常大影响是非常大影响是非常大影响是非常大。(3)(3)(3)(3)杂质作用杂质作用杂质作用杂质作用(4)(4)(4)(4)金红石陶瓷的使用特性金红石陶瓷的使用特性金红石陶瓷的使用特性金红石陶瓷的使用特性1)1)1)1)直流老化直流老化直流老化直流老化含钛陶瓷在直流电场中长期使用含钛陶瓷在直流电场中长期使用含钛陶瓷在直流电场中长期使用含钛陶瓷在直流电场中长期使用, , , ,其电导率会随施加电场时间的其电导率会随施加电场时间的其电导率会随施加电场时间的其电导
141、率会随施加电场时间的延长而不断增加，这种现象就是直流老化。延长而不断增加，这种现象就是直流老化。延长而不断增加，这种现象就是直流老化。延长而不断增加，这种现象就是直流老化。在高温直流电场下在高温直流电场下在高温直流电场下在高温直流电场下, , , ,电导率随时间急剧增加电导率随时间急剧增加电导率随时间急剧增加电导率随时间急剧增加, , , ,最后发热击穿。老最后发热击穿。老最后发热击穿。老最后发热击穿。老化过程中瓷体颜色逐渐从鲜化过程中瓷体颜色逐渐从鲜化过程中瓷体颜色逐渐从鲜化过程中瓷体颜色逐渐从鲜( ( ( (金金金金) ) ) )黄色变为灰黑色。在击穿前除去黄色变为灰黑色。在击穿前除去黄色
142、变为灰黑色。在击穿前除去黄色变为灰黑色。在击穿前除去直流电场并且停留在原老化温度下若干时间直流电场并且停留在原老化温度下若干时间直流电场并且停留在原老化温度下若干时间直流电场并且停留在原老化温度下若干时间, , , ,试样电阻可以恢复到试样电阻可以恢复到试样电阻可以恢复到试样电阻可以恢复到起始值起始值起始值起始值, , , ,颜色也恢复到金黄色颜色也恢复到金黄色颜色也恢复到金黄色颜色也恢复到金黄色, , , ,这种现象就是再生。这种现象就是再生。这种现象就是再生。这种现象就是再生。 交流电场下交流电场下交流电场下交流电场下, , , ,含钛陶瓷无老化现象。含钛陶瓷无老化现象。含钛陶瓷无老化现象
143、。含钛陶瓷无老化现象。2)2)2)2)电极反应和电化学老化电极反应和电化学老化电极反应和电化学老化电极反应和电化学老化含钛陶瓷采用银电极含钛陶瓷采用银电极含钛陶瓷采用银电极含钛陶瓷采用银电极, , , ,在高温高湿强直流或低频电场下工作时在高温高湿强直流或低频电场下工作时在高温高湿强直流或低频电场下工作时在高温高湿强直流或低频电场下工作时, , , ,由于高湿度的长期影响由于高湿度的长期影响由于高湿度的长期影响由于高湿度的长期影响, , , ,水分凝结在陶瓷电容器表面水分凝结在陶瓷电容器表面水分凝结在陶瓷电容器表面水分凝结在陶瓷电容器表面, , , ,银电极与水银电极与水银电极与水银电极与水作
144、用生成作用生成作用生成作用生成AgOHAgOHAgOHAgOH, , , ,在直流电场下在直流电场下在直流电场下在直流电场下,Ag,Ag,Ag,Ag+ + + +从阳极进入介质向阴极迁移从阳极进入介质向阴极迁移从阳极进入介质向阴极迁移从阳极进入介质向阴极迁移, , , ,高高高高温下温下温下温下AgAgAgAg原子向介质内扩散原子向介质内扩散原子向介质内扩散原子向介质内扩散, , , ,在介质中发生氧化在介质中发生氧化在介质中发生氧化在介质中发生氧化 还原反应还原反应还原反应还原反应, , , ,使介使介使介使介质中产生自由电子和迁移率极大的质中产生自由电子和迁移率极大的质中产生自由电子和迁移
145、率极大的质中产生自由电子和迁移率极大的AgAgAgAg+ + + +TiTiTiTi4+4+4+4+Ag+Ag+Ag+AgTiTiTiTi3+3+3+3+ + + +AgAgAgAg+ + + +和和和和TiTiTiTi3+3+3+3+TiTiTiTi4+4+4+4+e+e+e+e造成自由电子和阳离子双重导电造成自由电子和阳离子双重导电造成自由电子和阳离子双重导电造成自由电子和阳离子双重导电, , , ,电气性能恶化电气性能恶化电气性能恶化电气性能恶化, , , ,高温下尤为严高温下尤为严高温下尤为严高温下尤为严重。所以重。所以重。所以重。所以, , , ,使用银电极的含钛陶瓷电容器不能在强直
146、流电场和高温使用银电极的含钛陶瓷电容器不能在强直流电场和高温使用银电极的含钛陶瓷电容器不能在强直流电场和高温使用银电极的含钛陶瓷电容器不能在强直流电场和高温下长期工作下长期工作下长期工作下长期工作, , , ,一般使用温度应一般使用温度应一般使用温度应一般使用温度应85858585。电介质材料在直流电场的长期作用下电介质材料在直流电场的长期作用下电介质材料在直流电场的长期作用下电介质材料在直流电场的长期作用下, , , ,电性能发生不可逆的恶化电性能发生不可逆的恶化电性能发生不可逆的恶化电性能发生不可逆的恶化, , , ,并伴随有化学变化的现象就是电化学老化。要克服电化学老化并伴随有化学变化的
147、现象就是电化学老化。要克服电化学老化并伴随有化学变化的现象就是电化学老化。要克服电化学老化并伴随有化学变化的现象就是电化学老化。要克服电化学老化, , , ,主主主主要从提高烧结致密度和降低玻璃相电导等方面解决。要从提高烧结致密度和降低玻璃相电导等方面解决。要从提高烧结致密度和降低玻璃相电导等方面解决。要从提高烧结致密度和降低玻璃相电导等方面解决。3)3)3)3)含钛氧化物性能退化的原因含钛氧化物性能退化的原因含钛氧化物性能退化的原因含钛氧化物性能退化的原因一般情况下一般情况下一般情况下一般情况下, , , ,性能退化出现在两种不同的工作条件下性能退化出现在两种不同的工作条件下性能退化出现在两
148、种不同的工作条件下性能退化出现在两种不同的工作条件下, , , ,而且存在而且存在而且存在而且存在的机制也不同。而机械冲击的影响目前无法解释。象叠层电容器的机制也不同。而机械冲击的影响目前无法解释。象叠层电容器的机制也不同。而机械冲击的影响目前无法解释。象叠层电容器的机制也不同。而机械冲击的影响目前无法解释。象叠层电容器如果存在断裂或剥落层等结构缺陷如果存在断裂或剥落层等结构缺陷如果存在断裂或剥落层等结构缺陷如果存在断裂或剥落层等结构缺陷, , , ,这种特性更为明显这种特性更为明显这种特性更为明显这种特性更为明显, , , ,水蒸汽的水蒸汽的水蒸汽的水蒸汽的存在也是一个影响因素。存在也是一个
149、影响因素。存在也是一个影响因素。存在也是一个影响因素。 另一种情况是当元器件处于另一种情况是当元器件处于另一种情况是当元器件处于另一种情况是当元器件处于0.5MV/m0.5MV/m0.5MV/m0.5MV/m的场强的场强的场强的场强, , , ,温度温度温度温度85858585的环境的环境的环境的环境时时时时, , , ,退化变得非常明显退化变得非常明显退化变得非常明显退化变得非常明显, , , ,而且场强与温度愈高而且场强与温度愈高而且场强与温度愈高而且场强与温度愈高, , , ,变化愈迅速变化愈迅速变化愈迅速变化愈迅速, , , ,在金红在金红在金红在金红石和石和石和石和BaTiOBaTi
150、OBaTiOBaTiO3 3 3 3单晶中单晶中单晶中单晶中, , , ,电阻明显降低。虽然陶瓷退化过程中电阻明显降低。虽然陶瓷退化过程中电阻明显降低。虽然陶瓷退化过程中电阻明显降低。虽然陶瓷退化过程中, , , ,晶界起晶界起晶界起晶界起了很重要的作用了很重要的作用了很重要的作用了很重要的作用, , , ,但不是晶界效应引起的但不是晶界效应引起的但不是晶界效应引起的但不是晶界效应引起的, , , ,而是由于它的体积效应而是由于它的体积效应而是由于它的体积效应而是由于它的体积效应引起的。引起的。引起的。引起的。材料的退化伴随着载荷缺陷材料的退化伴随着载荷缺陷材料的退化伴随着载荷缺陷材料的退化伴
151、随着载荷缺陷( ( ( (也就是氧负离子空位也就是氧负离子空位也就是氧负离子空位也就是氧负离子空位) ) ) )的运动及它的运动及它的运动及它的运动及它们在电极附近的积累过程们在电极附近的积累过程们在电极附近的积累过程们在电极附近的积累过程, , , ,氧空位表现为施主特性氧空位表现为施主特性氧空位表现为施主特性氧空位表现为施主特性, , , ,阴极附近的电阴极附近的电阴极附近的电阴极附近的电导率将会不断上升导率将会不断上升导率将会不断上升导率将会不断上升, , , ,但目前还不清楚电极电压降整个区域的电阻但目前还不清楚电极电压降整个区域的电阻但目前还不清楚电极电压降整个区域的电阻但目前还不清
152、楚电极电压降整个区域的电阻机理机理机理机理。 加入某些掺杂剂可以使含钛氧化物的退化现象减缓。施主离子加入某些掺杂剂可以使含钛氧化物的退化现象减缓。施主离子加入某些掺杂剂可以使含钛氧化物的退化现象减缓。施主离子加入某些掺杂剂可以使含钛氧化物的退化现象减缓。施主离子减少氧空位浓度减少氧空位浓度减少氧空位浓度减少氧空位浓度, , , ,同时增加了阳离子空位浓度。同时增加了阳离子空位浓度。同时增加了阳离子空位浓度。同时增加了阳离子空位浓度。含有含有含有含有1%MnO1%MnO1%MnO1%MnO2 2 2 2的介电材料在空气下烧结的介电材料在空气下烧结的介电材料在空气下烧结的介电材料在空气下烧结, ,
153、 , ,可以作防腐剂。晶体中可以作防腐剂。晶体中可以作防腐剂。晶体中可以作防腐剂。晶体中同时存在同时存在同时存在同时存在MnMnMnMn4+4+4+4+、MnMnMnMn3+3+3+3+两种离子。两种离子。两种离子。两种离子。MnMnMnMn4+4+4+4+容易转化为容易转化为容易转化为容易转化为MnMnMnMn3+,3+,3+,3+,在结构中起有在结构中起有在结构中起有在结构中起有效电子势阱的作用效电子势阱的作用效电子势阱的作用效电子势阱的作用, , , ,而而而而MnMnMnMn3+3+3+3+的存在会引起氧空位的产生。的存在会引起氧空位的产生。的存在会引起氧空位的产生。的存在会引起氧空位
154、的产生。 水蒸汽的存在会加速材料退化水蒸汽的存在会加速材料退化水蒸汽的存在会加速材料退化水蒸汽的存在会加速材料退化, , , ,水作为氧晶格的离子源水作为氧晶格的离子源水作为氧晶格的离子源水作为氧晶格的离子源, , , ,其反应其反应其反应其反应为为为为: : : :H H H H2 2 2 2O O O OV V V Vo o o oO O O O2-2-2-2-2OH-2OH-2OH-2OH- - - -由于由于由于由于OHOHOHOH- - - -略大于氧负离子略大于氧负离子略大于氧负离子略大于氧负离子,OH,OH,OH,OH- - - -的存在不会导致明显的晶格畸变的存在不会导致明显的
155、晶格畸变的存在不会导致明显的晶格畸变的存在不会导致明显的晶格畸变, , , ,在电场作用下在电场作用下在电场作用下在电场作用下, OH, OH, OH, OH- - - -可以穿过氧晶格可以穿过氧晶格可以穿过氧晶格可以穿过氧晶格, , , ,起到与氧空位类似的作用。起到与氧空位类似的作用。起到与氧空位类似的作用。起到与氧空位类似的作用。(5)(5)金红石陶瓷的配方选择和添加剂的作用金红石陶瓷的配方选择和添加剂的作用 金红石瓷料配方中各种添加剂的作用及其对瓷料介电性能有金红石瓷料配方中各种添加剂的作用及其对瓷料介电性能有如下影响如下影响: :1)1)苏州土和膨润土苏州土和膨润土 在金红石瓷料中加
156、入一定量的苏州土和膨润土是为了增加瓷在金红石瓷料中加入一定量的苏州土和膨润土是为了增加瓷料的可塑性和改善烧结性能。提高瓷料的可塑性对挤制板形、料的可塑性和改善烧结性能。提高瓷料的可塑性对挤制板形、罐形、筒形等高压大功率陶瓷电容器很有意义。罐形、筒形等高压大功率陶瓷电容器很有意义。2)2)萤石萤石( (CaFCaF2 2) )、ZnOZnO和和BaCOBaCO3 3这三种添加剂在金红石瓷料中起助熔作用这三种添加剂在金红石瓷料中起助熔作用, ,因为这些化合物在因为这些化合物在烧成过程中与烧成过程中与AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2在较低的温度下形成液相促进烧结。液在较低的温度下形成液
157、相促进烧结。液相出现的温度、液相的性质相出现的温度、液相的性质( (即黏度、表面张力和与固相的润湿即黏度、表面张力和与固相的润湿情况情况) )和数量决定着瓷料的烧结温度和烧结范围和数量决定着瓷料的烧结温度和烧结范围3)3)ZrOZrO2 2和和WOWO3 3( (或钨酸或钨酸H H2 2WOWO3 3) ) 烧结过程中烧结过程中, ,金红石晶粒生长较快金红石晶粒生长较快, ,而且晶粒各向异速地生长而且晶粒各向异速地生长, ,形成板条状晶粒形成板条状晶粒, ,晶粒镶嵌不紧密晶粒镶嵌不紧密, ,瓷坯结构松散瓷坯结构松散, ,造成瓷料的介造成瓷料的介电性能和力学性能都降低。因此电性能和力学性能都降低
158、。因此, ,金红石瓷料中加入金红石瓷料中加入ZrOZrO2 2和和WOWO3 3, ,在烧结过程中抑制晶粒长大在烧结过程中抑制晶粒长大, ,形成细晶结构形成细晶结构, ,这是很重要的。这是很重要的。常用的金红石瓷配方组成瓷料有适用于挤制罐形、管形、板常用的金红石瓷配方组成瓷料有适用于挤制罐形、管形、板形高压大功率陶瓷电容器瓷件。形高压大功率陶瓷电容器瓷件。这类配方中膨润土含量较其它这类配方中膨润土含量较其它瓷料高瓷料高, ,这是为了增加瓷料的可塑性。这是为了增加瓷料的可塑性。管管型型高高压压大大功功率率陶陶瓷瓷电电容容器器瓷瓷件件为提高瓷料的稳定性和控制瓷料的收缩为提高瓷料的稳定性和控制瓷料的
159、收缩为提高瓷料的稳定性和控制瓷料的收缩为提高瓷料的稳定性和控制瓷料的收缩, , , ,及及及及改善瓷料的成型和烧改善瓷料的成型和烧改善瓷料的成型和烧改善瓷料的成型和烧结性能结性能结性能结性能, , , ,挤制成型的瓷料配方中加入一部分未煅烧过的挤制成型的瓷料配方中加入一部分未煅烧过的挤制成型的瓷料配方中加入一部分未煅烧过的挤制成型的瓷料配方中加入一部分未煅烧过的TiOTiOTiOTiO2 2 2 2, , , ,但量不但量不但量不但量不宜过多宜过多宜过多宜过多, , , ,否则烧结的收缩太大否则烧结的收缩太大否则烧结的收缩太大否则烧结的收缩太大, , , ,容易造成瓷件开裂而且尺寸不易控制容易
160、造成瓷件开裂而且尺寸不易控制容易造成瓷件开裂而且尺寸不易控制容易造成瓷件开裂而且尺寸不易控制另一些瓷料适用于干压成型生产圆片低压电容器瓷件。这时常用杂另一些瓷料适用于干压成型生产圆片低压电容器瓷件。这时常用杂另一些瓷料适用于干压成型生产圆片低压电容器瓷件。这时常用杂另一些瓷料适用于干压成型生产圆片低压电容器瓷件。这时常用杂质含量低的苏州土和四川叙永黏土代替部分膨润土质含量低的苏州土和四川叙永黏土代替部分膨润土质含量低的苏州土和四川叙永黏土代替部分膨润土质含量低的苏州土和四川叙永黏土代替部分膨润土, , , ,改善介电性能改善介电性能改善介电性能改善介电性能 (6)(6)(6)(6)金红石瓷的生
161、产工艺金红石瓷的生产工艺金红石瓷的生产工艺金红石瓷的生产工艺金红石陶瓷经常被用来生产罐形金红石陶瓷经常被用来生产罐形金红石陶瓷经常被用来生产罐形金红石陶瓷经常被用来生产罐形, , , ,筒形、板形等高功率电容器瓷筒形、板形等高功率电容器瓷筒形、板形等高功率电容器瓷筒形、板形等高功率电容器瓷件及小型圆片形微调和管形等低压电容器瓷件。这两类陶瓷电容器件及小型圆片形微调和管形等低压电容器瓷件。这两类陶瓷电容器件及小型圆片形微调和管形等低压电容器瓷件。这两类陶瓷电容器件及小型圆片形微调和管形等低压电容器瓷件。这两类陶瓷电容器使用条件不同使用条件不同使用条件不同使用条件不同, , , ,结构形式不同结构
162、形式不同结构形式不同结构形式不同, , , ,所以生产工艺也有区别所以生产工艺也有区别所以生产工艺也有区别所以生产工艺也有区别, , , ,下面进行简下面进行简下面进行简下面进行简要介绍。要介绍。要介绍。要介绍。1)1)1)1)高功率电容器瓷件的生产工艺高功率电容器瓷件的生产工艺高功率电容器瓷件的生产工艺高功率电容器瓷件的生产工艺 这种陶瓷电容器的主要特点是能承受比较高的工作电压。这种这种陶瓷电容器的主要特点是能承受比较高的工作电压。这种这种陶瓷电容器的主要特点是能承受比较高的工作电压。这种这种陶瓷电容器的主要特点是能承受比较高的工作电压。这种陶瓷电容器的结构具有体积大和极板边缘有突缘的特点。
163、目前工厂陶瓷电容器的结构具有体积大和极板边缘有突缘的特点。目前工厂陶瓷电容器的结构具有体积大和极板边缘有突缘的特点。目前工厂陶瓷电容器的结构具有体积大和极板边缘有突缘的特点。目前工厂生产的高功率罐形、筒形、板形等电容器瓷件生产的高功率罐形、筒形、板形等电容器瓷件生产的高功率罐形、筒形、板形等电容器瓷件生产的高功率罐形、筒形、板形等电容器瓷件, , , ,多采用挤制成型方多采用挤制成型方多采用挤制成型方多采用挤制成型方法法法法, , , ,泥段经干燥后进行车加工制得所需的形状和尺寸的制品。泥段经干燥后进行车加工制得所需的形状和尺寸的制品。泥段经干燥后进行车加工制得所需的形状和尺寸的制品。泥段经干
164、燥后进行车加工制得所需的形状和尺寸的制品。挤制成型泥料的制备过程如下挤制成型泥料的制备过程如下挤制成型泥料的制备过程如下挤制成型泥料的制备过程如下: : : :将配制好的瓷料装入球磨机内湿法粉碎将配制好的瓷料装入球磨机内湿法粉碎将配制好的瓷料装入球磨机内湿法粉碎将配制好的瓷料装入球磨机内湿法粉碎, , , ,为了提高成型后坯体的为了提高成型后坯体的为了提高成型后坯体的为了提高成型后坯体的结合强度结合强度结合强度结合强度, , , ,湿法粉碎时瓷料中加入湿法粉碎时瓷料中加入湿法粉碎时瓷料中加入湿法粉碎时瓷料中加入0.30.30.30.3- - - -0.50.50.50.5% % % %甲基纤维
165、素。料浆经压甲基纤维素。料浆经压甲基纤维素。料浆经压甲基纤维素。料浆经压滤脱水滤脱水滤脱水滤脱水, , , ,泥饼需在一定的湿度和温度条件陈腐泥饼需在一定的湿度和温度条件陈腐泥饼需在一定的湿度和温度条件陈腐泥饼需在一定的湿度和温度条件陈腐2 2 2 2周左右周左右周左右周左右, , , ,经过多次真经过多次真经过多次真经过多次真空练泥空练泥空练泥空练泥( ( ( (粗练和精练粗练和精练粗练和精练粗练和精练),),),),挤去泥料内部的气泡挤去泥料内部的气泡挤去泥料内部的气泡挤去泥料内部的气泡, , , ,并使水分均匀。挤制得并使水分均匀。挤制得并使水分均匀。挤制得并使水分均匀。挤制得的泥段最好
166、用高频电流进行干燥的泥段最好用高频电流进行干燥的泥段最好用高频电流进行干燥的泥段最好用高频电流进行干燥。 其原理是其原理是: :成型后的泥段含有一定量的水分成型后的泥段含有一定量的水分, ,因因此能导电此能导电, ,随着坯件水分的减少随着坯件水分的减少, ,其电阻增加其电阻增加, ,导电导电性减小。当电流通过瓷件时就会放出热量性减小。当电流通过瓷件时就会放出热量, ,可使泥可使泥段整体都被加热。由于蒸发及热量散失到周围介段整体都被加热。由于蒸发及热量散失到周围介质中质中, ,坯件表面的温度比内部要低些坯件表面的温度比内部要低些, ,因此热流由因此热流由中心向周边移动中心向周边移动, ,泥段内部
167、的水分浓度外部水分泥段内部的水分浓度外部水分浓度浓度, ,也就是说水分流动的方向与热流的方向一致。也就是说水分流动的方向与热流的方向一致。这种现象称为热湿传导或热扩散。干燥过程速度这种现象称为热湿传导或热扩散。干燥过程速度快而不导致开裂产生废品。干燥后的泥段进行车快而不导致开裂产生废品。干燥后的泥段进行车加工加工, ,做成所需形状和尺寸的坯件做成所需形状和尺寸的坯件, ,称为车坯。也称为车坯。也有些工厂用注浆成型方法生产罐形、管形等高压有些工厂用注浆成型方法生产罐形、管形等高压高功率电容器瓷件高功率电容器瓷件, ,用这种方法不需很多设备用这种方法不需很多设备, ,泥泥料损失少料损失少, ,但生
168、产效率较低。但生产效率较低。套管产品在生产过程中套管产品在生产过程中套管产品在生产过程中套管产品在生产过程中 为了获得高质量的致密罐形或板形等高功率电容器瓷为了获得高质量的致密罐形或板形等高功率电容器瓷为了获得高质量的致密罐形或板形等高功率电容器瓷为了获得高质量的致密罐形或板形等高功率电容器瓷件件件件, , , ,可采用等静压成型方法可采用等静压成型方法可采用等静压成型方法可采用等静压成型方法, , , ,它是利用液体来传递压力。它是利用液体来传递压力。它是利用液体来传递压力。它是利用液体来传递压力。由于液体难压缩由于液体难压缩由于液体难压缩由于液体难压缩, , , ,而且能均匀地传递压力而且
169、能均匀地传递压力而且能均匀地传递压力而且能均匀地传递压力, , , ,因此压制出的因此压制出的因此压制出的因此压制出的生坯密度高而且均匀。金红石瓷件的烧成对制品的介电生坯密度高而且均匀。金红石瓷件的烧成对制品的介电生坯密度高而且均匀。金红石瓷件的烧成对制品的介电生坯密度高而且均匀。金红石瓷件的烧成对制品的介电性能有很大影响性能有很大影响性能有很大影响性能有很大影响, , , ,烧成温度过高或过低都将影响瓷料的介烧成温度过高或过低都将影响瓷料的介烧成温度过高或过低都将影响瓷料的介烧成温度过高或过低都将影响瓷料的介电性能。最合适的烧成温度需要通过试验来确定。电性能。最合适的烧成温度需要通过试验来确
170、定。电性能。最合适的烧成温度需要通过试验来确定。电性能。最合适的烧成温度需要通过试验来确定。有些性能优越的抗还原瓷料有些性能优越的抗还原瓷料有些性能优越的抗还原瓷料有些性能优越的抗还原瓷料, , , ,其坯件可在还原或中性气其坯件可在还原或中性气其坯件可在还原或中性气其坯件可在还原或中性气氛中烧成。高功率陶瓷电容器极板边缘的突缘部分需上氛中烧成。高功率陶瓷电容器极板边缘的突缘部分需上氛中烧成。高功率陶瓷电容器极板边缘的突缘部分需上氛中烧成。高功率陶瓷电容器极板边缘的突缘部分需上釉釉釉釉, , , ,其目的是提高表面放电电压其目的是提高表面放电电压其目的是提高表面放电电压其目的是提高表面放电电压
171、, , , ,保证和提高电容器的工保证和提高电容器的工保证和提高电容器的工保证和提高电容器的工作电压。上釉还可提高陶瓷介质的化学稳定性和机械强作电压。上釉还可提高陶瓷介质的化学稳定性和机械强作电压。上釉还可提高陶瓷介质的化学稳定性和机械强作电压。上釉还可提高陶瓷介质的化学稳定性和机械强度。度。度。度。通常高功率陶瓷电容器采用烧渗银电极工艺通常高功率陶瓷电容器采用烧渗银电极工艺通常高功率陶瓷电容器采用烧渗银电极工艺通常高功率陶瓷电容器采用烧渗银电极工艺, , , ,为了避免为了避免为了避免为了避免银层溶入釉中或釉层被烧银时挥发出来的有机物沾污银层溶入釉中或釉层被烧银时挥发出来的有机物沾污银层溶入
172、釉中或釉层被烧银时挥发出来的有机物沾污银层溶入釉中或釉层被烧银时挥发出来的有机物沾污, , , ,选选选选择的烧银温度必须与烧釉温度相差择的烧银温度必须与烧釉温度相差择的烧银温度必须与烧釉温度相差择的烧银温度必须与烧釉温度相差150150150150以上。即如果被以上。即如果被以上。即如果被以上。即如果被银后施釉银后施釉银后施釉银后施釉, , , ,则烧釉温度应比烧银温度低则烧釉温度应比烧银温度低则烧釉温度应比烧银温度低则烧釉温度应比烧银温度低150,150,150,150,如果烧釉后如果烧釉后如果烧釉后如果烧釉后被银被银被银被银, , , ,则烧釉温度比烧银温度高则烧釉温度比烧银温度高则烧釉
173、温度比烧银温度高则烧釉温度比烧银温度高150150150150。电工电子仪表安装电工电子仪表安装电工电子仪表安装电工电子仪表安装电工瓷件烧成电工瓷件烧成电工瓷件烧成电工瓷件烧成电工电子仪表安装电工电子仪表安装电工电子仪表安装电工电子仪表安装高性能电子陶瓷钛基片电容器高性能电子陶瓷钛基片电容器高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷- - - -温度补偿式晶体振荡器温度补偿式晶体振荡器温度补偿式晶体振荡器温度补偿式晶体振荡器高性能电子陶瓷高性能电子陶瓷- -连接器连接器2)2)2)2)瓷介微调电容器动片的生产工艺瓷介微调电容器动片的生产工艺瓷介微调电容
174、器动片的生产工艺瓷介微调电容器动片的生产工艺圆片形微调陶瓷电容器是由动片和定片构成的圆片形微调陶瓷电容器是由动片和定片构成的圆片形微调陶瓷电容器是由动片和定片构成的圆片形微调陶瓷电容器是由动片和定片构成的, , , ,动片起动片起动片起动片起电容界介质作用电容界介质作用电容界介质作用电容界介质作用, , , ,瓷料一般采用金红石瓷。由于微调电容瓷料一般采用金红石瓷。由于微调电容瓷料一般采用金红石瓷。由于微调电容瓷料一般采用金红石瓷。由于微调电容器的结构特点器的结构特点器的结构特点器的结构特点, , , ,要求瓷片厚度和致密程度均匀一致要求瓷片厚度和致密程度均匀一致要求瓷片厚度和致密程度均匀一致
175、要求瓷片厚度和致密程度均匀一致, , , ,而且尺而且尺而且尺而且尺寸精确。为使动片和定片之间紧密接触寸精确。为使动片和定片之间紧密接触寸精确。为使动片和定片之间紧密接触寸精确。为使动片和定片之间紧密接触, , , ,瓷件烧成以后有瓷件烧成以后有瓷件烧成以后有瓷件烧成以后有一面需要进行研磨抛光。一面需要进行研磨抛光。一面需要进行研磨抛光。一面需要进行研磨抛光。 一般瓷料配方中加入一般瓷料配方中加入一般瓷料配方中加入一般瓷料配方中加入ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2、WOWOWOWO3 3 3 3等等等等, , , ,来抑制金红石晶粒长来抑制金红石晶粒长来抑制金红石晶粒长来抑制金红石晶粒长
176、大大大大, , , ,采用干压成型工艺采用干压成型工艺采用干压成型工艺采用干压成型工艺, , , ,以保证瓷件烧成后致密度高和具有以保证瓷件烧成后致密度高和具有以保证瓷件烧成后致密度高和具有以保证瓷件烧成后致密度高和具有细晶结构细晶结构细晶结构细晶结构。干压成型用石蜡或聚乙烯醇为粘结剂干压成型用石蜡或聚乙烯醇为粘结剂干压成型用石蜡或聚乙烯醇为粘结剂干压成型用石蜡或聚乙烯醇为粘结剂, , , ,加入量为加入量为加入量为加入量为5 5 5 5- - - -7 7 7 7% % % %为了提高瓷坯成型后的致密度为了提高瓷坯成型后的致密度为了提高瓷坯成型后的致密度为了提高瓷坯成型后的致密度, , ,
177、,配料经配料经配料经配料经17.017.017.017.0- - - -20.O20.O20.O20.OMPaMPaMPaMPa压力压力压力压力预压成团块预压成团块预压成团块预压成团块, , , ,将团块捣碎过将团块捣碎过将团块捣碎过将团块捣碎过60606060目筛造粒目筛造粒目筛造粒目筛造粒, , , ,再进行压制成型再进行压制成型再进行压制成型再进行压制成型, , , ,成型压力为成型压力为成型压力为成型压力为6 6 6 6- - - -8 8 8 8MPaMPaMPaMPa。成型后的坯体应先排出结合剂。成型后的坯体应先排出结合剂。成型后的坯体应先排出结合剂。成型后的坯体应先排出结合剂,
178、, , ,然后然后然后然后在电窑中烧成。在电窑中烧成。在电窑中烧成。在电窑中烧成。烧成后的瓷件需经研磨加工和抛光。其加工工艺是先用烧成后的瓷件需经研磨加工和抛光。其加工工艺是先用烧成后的瓷件需经研磨加工和抛光。其加工工艺是先用烧成后的瓷件需经研磨加工和抛光。其加工工艺是先用150150150150# # # #- - - -180180180180# # # #金刚砂粗磨金刚砂粗磨金刚砂粗磨金刚砂粗磨30303030minminminmin, , , ,然后用然后用然后用然后用500500500500# # # #- - - -600600600600# # # #金刚砂精磨金刚砂精磨金刚砂精
179、磨金刚砂精磨15151515minminminmin, , , ,粗磨和精磨的目的主要是磨平。最后用氧化铝抛光粗磨和精磨的目的主要是磨平。最后用氧化铝抛光粗磨和精磨的目的主要是磨平。最后用氧化铝抛光粗磨和精磨的目的主要是磨平。最后用氧化铝抛光膏抛光膏抛光膏抛光膏抛光20202020- - - -45454545minminminmin。双面研磨机双面研磨机PW-1000CE-BJPW-1000CE-BJ精密单面抛光机精密单面抛光机X62/140P1D-1X62/140P1D-1型型双面精密抛光机双面精密抛光机 用于压电陶瓷用于压电陶瓷, ,化合物半导体化合物半导体, ,硅硅单晶单晶, ,磁性体
180、磁性体, ,玻玻璃及光电子材料璃及光电子材料, ,金属等片状硬脆金属等片状硬脆材料的高精度双材料的高精度双面抛光面抛光, ,适用于适用于50mm50mm以下及同以下及同规格尺寸异型平规格尺寸异型平行平面的双面高行平面的双面高精度抛光。精度抛光。 ( ( ( (二二二二).).).).钛酸钙陶瓷钛酸钙陶瓷钛酸钙陶瓷钛酸钙陶瓷( ( ( (CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3) ) ) )钛酸钙陶瓷是目前国内外大量使用的电容器材料钛酸钙陶瓷是目前国内外大量使用的电容器材料钛酸钙陶瓷是目前国内外大量使用的电容器材料钛酸钙陶瓷是目前国内外大量使用的电容器材料, , , ,有较高的介电
181、常有较高的介电常有较高的介电常有较高的介电常数数数数和负温度系数和负温度系数和负温度系数和负温度系数, , , ,可作小型高容量高频陶瓷电容器。可作小型高容量高频陶瓷电容器。可作小型高容量高频陶瓷电容器。可作小型高容量高频陶瓷电容器。1.1.1.1.配方配方配方配方: : : :纯纯纯纯CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3的烧结温度较高的烧结温度较高的烧结温度较高的烧结温度较高, , , ,烧结温度很窄烧结温度很窄烧结温度很窄烧结温度很窄, , , ,加入少量的加入少量的加入少量的加入少量的ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2可降低烧成温度可降低烧成温度可降低烧成温度可降低
182、烧成温度, , , ,扩大烧结范围扩大烧结范围扩大烧结范围扩大烧结范围, , , ,并且能有效地阻止高温下并且能有效地阻止高温下并且能有效地阻止高温下并且能有效地阻止高温下CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3晶晶晶晶粒长大粒长大粒长大粒长大, , , ,所以所以所以所以, , , ,一般情况下一般情况下一般情况下一般情况下, , , ,CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3陶瓷的制备是先合成陶瓷的制备是先合成陶瓷的制备是先合成陶瓷的制备是先合成CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3后后后后, , , ,再再再再进行配方。进行配方。进行配方。进行
183、配方。2.2.2.2.生产工艺生产工艺生产工艺生产工艺: : : :CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3陶瓷的合成与烧结必须在氧化气氛中进行陶瓷的合成与烧结必须在氧化气氛中进行陶瓷的合成与烧结必须在氧化气氛中进行陶瓷的合成与烧结必须在氧化气氛中进行, , , ,烧烧烧烧结时用结时用结时用结时用ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2或深度过烧的或深度过烧的或深度过烧的或深度过烧的CaTiOCaTiOCaTiOCaTiO3 3 3 3制作的垫片制作的垫片制作的垫片制作的垫片, , , ,用用用用ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2、过烧的、过烧的、过烧的、过烧的CaTiOCaT
184、iOCaTiOCaTiO3 3 3 3及及及及AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3作撒粉。其中作撒粉。其中作撒粉。其中作撒粉。其中ZrOZrOZrOZrO2 2 2 2的性能最好的性能最好的性能最好的性能最好, , , ,但成本高。烧结中绝不能采用但成本高。烧结中绝不能采用但成本高。烧结中绝不能采用但成本高。烧结中绝不能采用SiOSiOSiOSiO2 2 2 2或或或或SiCSiCSiCSiC作垫片或撒粉。作垫片或撒粉。作垫片或撒粉。作垫片或撒粉。 原料球磨后要进行烘干原料球磨后要进行烘干原料球磨后要进行烘干原料球磨后要进行烘干, , , ,由于由于由于由于CaCaCaC
185、a( ( ( (OHOHOHOH) ) ) )2 2 2 2微溶于水微溶于水微溶于水微溶于水, , , ,因此不能过滤的因此不能过滤的因此不能过滤的因此不能过滤的方法除去水方法除去水方法除去水方法除去水, , , ,以免流失以免流失以免流失以免流失CaCaCaCa( ( ( (OHOHOHOH) ) ) )2 2 2 2影响配比。影响配比。影响配比。影响配比。 ( ( ( (三三三三).).).).钛酸锶陶瓷钛酸锶陶瓷钛酸锶陶瓷钛酸锶陶瓷( ( ( (SrTiOSrTiOSrTiOSrTiO3 3 3 3) ) ) ) 制备时首先合成制备时首先合成制备时首先合成制备时首先合成SrTiOSrTi
186、OSrTiOSrTiO3 3 3 3烧块烧块烧块烧块, , , ,再以再以再以再以SrTiOSrTiOSrTiOSrTiO3 3 3 3为主为主为主为主, , , ,引入降低烧结温度、引入降低烧结温度、引入降低烧结温度、引入降低烧结温度、改善可塑性和电性能的添加剂。研究发现在以改善可塑性和电性能的添加剂。研究发现在以改善可塑性和电性能的添加剂。研究发现在以改善可塑性和电性能的添加剂。研究发现在以SrTiOSrTiOSrTiOSrTiO3 3 3 3-TiO-TiO-TiO-TiO2 2 2 2- - - -BiBiBiBi2 2 2 2O O O O3 3 3 3瓷体中生成固溶体。实验证明这种
187、瓷晶有明显的松弛极化特征瓷体中生成固溶体。实验证明这种瓷晶有明显的松弛极化特征瓷体中生成固溶体。实验证明这种瓷晶有明显的松弛极化特征瓷体中生成固溶体。实验证明这种瓷晶有明显的松弛极化特征, , , ,即介电常数即介电常数即介电常数即介电常数、介电损耗、介电损耗、介电损耗、介电损耗tgtgtgtg与温度关系出现极大值。极值随温度、与温度关系出现极大值。极值随温度、与温度关系出现极大值。极值随温度、与温度关系出现极大值。极值随温度、频率的增加移向高温。频率的增加移向高温。频率的增加移向高温。频率的增加移向高温。四四四四. . . .热稳定型电容器陶瓷热稳定型电容器陶瓷热稳定型电容器陶瓷热稳定型电容
188、器陶瓷热稳定型电容器陶瓷按用途可分为热稳定型电容器陶瓷按用途可分为热稳定型电容器陶瓷按用途可分为热稳定型电容器陶瓷按用途可分为“高频热稳定电容器和微波高频热稳定电容器和微波高频热稳定电容器和微波高频热稳定电容器和微波电介质陶瓷。电介质陶瓷。电介质陶瓷。电介质陶瓷。1.1.1.1.高频热稳定电容器陶瓷的特点：高频热稳定电容器陶瓷的特点：高频热稳定电容器陶瓷的特点：高频热稳定电容器陶瓷的特点：介电系数的温度系数的绝对值很小介电系数的温度系数的绝对值很小介电系数的温度系数的绝对值很小介电系数的温度系数的绝对值很小( ( ( (a a a a很小甚至可接近与零很小甚至可接近与零很小甚至可接近与零很小甚
189、至可接近与零) ) ) )。形成原因是形成原因是形成原因是形成原因是: : : :由于瓷料本身的由于瓷料本身的由于瓷料本身的由于瓷料本身的a a a a小以及采用正、负温度系数不小以及采用正、负温度系数不小以及采用正、负温度系数不小以及采用正、负温度系数不同的瓷料配成混合物或固溶体而使同的瓷料配成混合物或固溶体而使同的瓷料配成混合物或固溶体而使同的瓷料配成混合物或固溶体而使a a a a0000。1)1)1)1)MgMgMgMg2 2 2 2TiOTiOTiOTiO4 4 4 4陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷MgMgMgMg2 2 2 2TiOTiOTiOTiO4 4 4 4陶瓷的主晶相是陶瓷的主晶相是陶瓷
190、的主晶相是陶瓷的主晶相是2 2 2 2MgOMgOMgOMgO TiOTiOTiOTiO2 2 2 2, , , ,是一种大量使用的高频热是一种大量使用的高频热是一种大量使用的高频热是一种大量使用的高频热稳定电容器。特点是稳定电容器。特点是稳定电容器。特点是稳定电容器。特点是: : : :介电损耗介电损耗介电损耗介电损耗t t t tg g g g低低低低, , , ,温度系数温度系数温度系数温度系数aaaa的绝对值小。的绝对值小。的绝对值小。的绝对值小。可以调节到零的附近可以调节到零的附近可以调节到零的附近可以调节到零的附近, , , ,原料丰富成本低。原料丰富成本低。原料丰富成本低。原料丰
191、富成本低。钛酸镁陶瓷在工艺上的缺点是烧结温度高钛酸镁陶瓷在工艺上的缺点是烧结温度高钛酸镁陶瓷在工艺上的缺点是烧结温度高钛酸镁陶瓷在工艺上的缺点是烧结温度高, , , ,烧结温度窄烧结温度窄烧结温度窄烧结温度窄, , , ,只有只有只有只有5 5 5 5- - - -10,10,10,10,烧结温度很难控制烧结温度很难控制烧结温度很难控制烧结温度很难控制, , , ,容易过烧容易过烧容易过烧容易过烧, , , ,使使使使MgMgMgMg2 2 2 2TiOTiOTiOTiO4 4 4 4( ( ( (正钛酸镁正钛酸镁正钛酸镁正钛酸镁) ) ) )的晶粒的晶粒的晶粒的晶粒长大长大长大长大, , ,
192、 ,气孔率增加气孔率增加气孔率增加气孔率增加, , , ,使钛酸镁陶瓷材料的机电性能下降使钛酸镁陶瓷材料的机电性能下降使钛酸镁陶瓷材料的机电性能下降使钛酸镁陶瓷材料的机电性能下降, , , ,因此要求因此要求因此要求因此要求严格控制烧结制度。严格控制烧结制度。严格控制烧结制度。严格控制烧结制度。特别指出特别指出特别指出特别指出: : : :钛酸镁陶瓷必须按照含钛陶瓷生产工艺来处理钛酸镁陶瓷必须按照含钛陶瓷生产工艺来处理钛酸镁陶瓷必须按照含钛陶瓷生产工艺来处理钛酸镁陶瓷必须按照含钛陶瓷生产工艺来处理, , , ,严格严格严格严格控制温度和烧结气氛控制温度和烧结气氛控制温度和烧结气氛控制温度和烧结
193、气氛, , , ,避免氧化避免氧化避免氧化避免氧化- - - -还原反应而出现自由电子还原反应而出现自由电子还原反应而出现自由电子还原反应而出现自由电子e e e e 和空和空和空和空穴穴穴穴h h h h 。 2).2).锡酸钙陶瓷锡酸钙陶瓷( (CaSnOCaSnO3 3) ) SnOSnO2 2能与多种金属离子生成化合物能与多种金属离子生成化合物, ,不同的锡酸盐的电性能相差不同的锡酸盐的电性能相差很大很大, ,许多是半导体许多是半导体, ,其中其中CaCa、SrSr、BaBa的锡酸盐的介电性能适宜于制的锡酸盐的介电性能适宜于制造高频电容器陶瓷。造高频电容器陶瓷。 2.2.微波电介质陶瓷
194、微波电介质陶瓷 主要用途：用于制作微波滤波器中的介质谐振器。在使所传播主要用途：用于制作微波滤波器中的介质谐振器。在使所传播的信号限制在严格要求的频带内的信号限制在严格要求的频带内, ,同时排除外来干扰信号影响的微同时排除外来干扰信号影响的微波传输波传输, ,如：移动电话、卫星通信等领域中广泛使用。如：移动电话、卫星通信等领域中广泛使用。 要制备优质微波陶瓷要制备优质微波陶瓷, ,必须注意下述几个要求：必须注意下述几个要求： 严格控制工艺规程严格控制工艺规程, ,严禁生产中带入其它杂质；严禁生产中带入其它杂质； 保证成型后有足够的密度；保证成型后有足够的密度； 保证烧结时是足够的氧化气氛。保证
195、烧结时是足够的氧化气氛。 3.3.电容器的老化电容器的老化 电容器的老化问题不严重电容器的老化问题不严重, ,大约每十年衰变大约每十年衰变2 2- -5 5% %。但在自动化生。但在自动化生产线上产线上, ,经过镀银或焊接后对电容器的电容性能测试只需要几分钟经过镀银或焊接后对电容器的电容性能测试只需要几分钟, ,因此所测得的数值比将元件接入有关电路后因此所测得的数值比将元件接入有关电路后, ,经过一段时间经过一段时间(30(30天或天或数个月数个月) )后的测量值明显高后的测量值明显高, ,而一旦材料的老化特征确定后而一旦材料的老化特征确定后, ,生产时生产时所测得的老化参数和使用过程中所发现
196、的数值之间允许存在一个合所测得的老化参数和使用过程中所发现的数值之间允许存在一个合理的偏差。理的偏差。低压瓷片电容低压瓷片电容低压瓷片电容低压瓷片电容高压瓷片电容高压瓷片电容高压瓷片电容高压瓷片电容超高压瓷片电容超高压瓷片电容超高压瓷片电容超高压瓷片电容全系列高压瓷片电容全系列高压瓷片电容全全全全系系系系列列列列焊焊焊焊接接接接式式式式与与与与螺螺螺螺旋旋旋旋式式式式穿穿穿穿心心心心电电电电容容容容焊接式穿心电容焊接式穿心电容焊接式穿心电容焊接式穿心电容螺旋式穿心电容螺旋式穿心电容螺旋式穿心电容螺旋式穿心电容五五五五. . . .新型电容器陶瓷材料新型电容器陶瓷材料新型电容器陶瓷材料新型电容器
197、陶瓷材料现代电子技术的发展使电容器陶瓷的研究不断深入现代电子技术的发展使电容器陶瓷的研究不断深入现代电子技术的发展使电容器陶瓷的研究不断深入现代电子技术的发展使电容器陶瓷的研究不断深入, , , ,积层陶瓷电积层陶瓷电积层陶瓷电积层陶瓷电容器容器容器容器( ( ( (独石电容器独石电容器独石电容器独石电容器) ) ) )的出现的出现的出现的出现, , , ,对陶瓷材料提出新的要求对陶瓷材料提出新的要求对陶瓷材料提出新的要求对陶瓷材料提出新的要求, , , ,推出推出推出推出“低温低温低温低温烧结电容器陶瓷和非还原性电容器陶瓷烧结电容器陶瓷和非还原性电容器陶瓷烧结电容器陶瓷和非还原性电容器陶瓷烧
198、结电容器陶瓷和非还原性电容器陶瓷”1.1.1.1.低温烧结电容器陶瓷低温烧结电容器陶瓷低温烧结电容器陶瓷低温烧结电容器陶瓷积层陶瓷电容器过去大多使用稀贵金属铂、钯积层陶瓷电容器过去大多使用稀贵金属铂、钯积层陶瓷电容器过去大多使用稀贵金属铂、钯积层陶瓷电容器过去大多使用稀贵金属铂、钯, , , ,成本昂贵。现在成本昂贵。现在成本昂贵。现在成本昂贵。现在采用银采用银采用银采用银- - - -钯合金来代替。但是银的含量愈高钯合金来代替。但是银的含量愈高钯合金来代替。但是银的含量愈高钯合金来代替。但是银的含量愈高, , , ,则则则则Ag-PdAg-PdAg-PdAg-Pd合金的熔点就合金的熔点就合金
199、的熔点就合金的熔点就愈低愈低愈低愈低, , , ,因此必须降低陶瓷本身的烧结温度因此必须降低陶瓷本身的烧结温度因此必须降低陶瓷本身的烧结温度因此必须降低陶瓷本身的烧结温度2.2.2.2.“非还原性电容器陶瓷非还原性电容器陶瓷非还原性电容器陶瓷非还原性电容器陶瓷”用常见的用常见的用常见的用常见的FeFeFeFe、CoCoCoCo、NiNiNiNi等金属作为积层电容器的内部电极等金属作为积层电容器的内部电极等金属作为积层电容器的内部电极等金属作为积层电容器的内部电极, , , ,在在极在在极在在极在在极低的氧分压下烧结低的氧分压下烧结低的氧分压下烧结低的氧分压下烧结, , , ,不引起半导化。要求
200、研制绝缘电阻足够满足电不引起半导化。要求研制绝缘电阻足够满足电不引起半导化。要求研制绝缘电阻足够满足电不引起半导化。要求研制绝缘电阻足够满足电容器要求的材料容器要求的材料容器要求的材料容器要求的材料, , , ,用金属用金属用金属用金属NiNiNiNi作内部电极的积层陶瓷电容器和用金属作内部电极的积层陶瓷电容器和用金属作内部电极的积层陶瓷电容器和用金属作内部电极的积层陶瓷电容器和用金属钯钯钯钯PdPdPdPd、银、银、银、银- - - -钯钯钯钯( ( ( (Ag-PdAg-PdAg-PdAg-Pd) ) ) )合金作内部电极的积层陶瓷电容器具有同样合金作内部电极的积层陶瓷电容器具有同样合金作
201、内部电极的积层陶瓷电容器具有同样合金作内部电极的积层陶瓷电容器具有同样的可靠性。的可靠性。的可靠性。的可靠性。六六六六. . . .积层陶瓷电容器的制备工艺流程积层陶瓷电容器的制备工艺流程积层陶瓷电容器的制备工艺流程积层陶瓷电容器的制备工艺流程积层陶瓷电容器是通过将很薄的介电材料堆叠而成一种具有最积层陶瓷电容器是通过将很薄的介电材料堆叠而成一种具有最积层陶瓷电容器是通过将很薄的介电材料堆叠而成一种具有最积层陶瓷电容器是通过将很薄的介电材料堆叠而成一种具有最小相对体积的叠层结构小相对体积的叠层结构小相对体积的叠层结构小相对体积的叠层结构, , , ,可以获得最大的电容。通常电极间距为可以获得最大
202、的电容。通常电极间距为可以获得最大的电容。通常电极间距为可以获得最大的电容。通常电极间距为20202020mmmm。目前实用的超大型的积层电容器的电容值高达。目前实用的超大型的积层电容器的电容值高达。目前实用的超大型的积层电容器的电容值高达。目前实用的超大型的积层电容器的电容值高达300300300300FFFF。独石电容器独石电容器 积层电容器的制备工艺大致有积层电容器的制备工艺大致有积层电容器的制备工艺大致有积层电容器的制备工艺大致有“干法干法干法干法”, , , ,“湿法湿法湿法湿法”和和和和“暂效电暂效电暂效电暂效电极法极法极法极法”。“干法干法干法干法”和和和和“湿法湿法湿法湿法”的
203、介电材料的介电材料的介电材料的介电材料- - - -电极结构在陶瓷烧结电极结构在陶瓷烧结电极结构在陶瓷烧结电极结构在陶瓷烧结前已经安装好。前已经安装好。前已经安装好。前已经安装好。而而而而“暂效电极法暂效电极法暂效电极法暂效电极法”的生产工艺中的生产工艺中的生产工艺中的生产工艺中, , , ,通常首先把碳基电极与陶瓷通常首先把碳基电极与陶瓷通常首先把碳基电极与陶瓷通常首先把碳基电极与陶瓷一起烧成一起烧成一起烧成一起烧成, , , ,碳基烧失后留下空洞碳基烧失后留下空洞碳基烧失后留下空洞碳基烧失后留下空洞, , , ,再向空洞喷射金属溶液形成电极。再向空洞喷射金属溶液形成电极。再向空洞喷射金属溶
204、液形成电极。再向空洞喷射金属溶液形成电极。在干法工艺中在干法工艺中在干法工艺中在干法工艺中, , , ,将一定量的有机高分子聚合物和溶剂制成的粘将一定量的有机高分子聚合物和溶剂制成的粘将一定量的有机高分子聚合物和溶剂制成的粘将一定量的有机高分子聚合物和溶剂制成的粘结剂结剂结剂结剂, , , ,加入煅烧好的原料中加入煅烧好的原料中加入煅烧好的原料中加入煅烧好的原料中, , , ,压成片状材料压成片状材料压成片状材料压成片状材料( ( ( (采用流延法采用流延法采用流延法采用流延法, , , ,即刮片法即刮片法即刮片法即刮片法或带式浇铸法或带式浇铸法或带式浇铸法或带式浇铸法),),),),并切成边
205、长为并切成边长为并切成边长为并切成边长为15151515cmcmcmcm的方块的方块的方块的方块, , , ,再在上面印刷相应的再在上面印刷相应的再在上面印刷相应的再在上面印刷相应的电极电极电极电极, , , ,用规定的方式将各电极薄片堆叠起来用规定的方式将各电极薄片堆叠起来用规定的方式将各电极薄片堆叠起来用规定的方式将各电极薄片堆叠起来, , , ,并在并在并在并在70707070的温度下施的温度下施的温度下施的温度下施加一定压力，沿着规定的形式切割成小块加一定压力，沿着规定的形式切割成小块加一定压力，沿着规定的形式切割成小块加一定压力，沿着规定的形式切割成小块, , , ,就可以制得各端面
206、方就可以制得各端面方就可以制得各端面方就可以制得各端面方向相反的电极层。虽然其中的有机溶剂的含量占总体积的向相反的电极层。虽然其中的有机溶剂的含量占总体积的向相反的电极层。虽然其中的有机溶剂的含量占总体积的向相反的电极层。虽然其中的有机溶剂的含量占总体积的35353535% % % %, , , ,但但但但空气下加热并挥发后不会对积层结构带来损害空气下加热并挥发后不会对积层结构带来损害空气下加热并挥发后不会对积层结构带来损害空气下加热并挥发后不会对积层结构带来损害, , , ,最后将压片试样最后将压片试样最后将压片试样最后将压片试样在在在在1200120012001200- - - -1300
207、130013001300下烧成下烧成下烧成下烧成, , , ,除去聚合物除去聚合物除去聚合物除去聚合物, , , ,同时电极保持不变。同时电极保持不变。同时电极保持不变。同时电极保持不变。电极印刷液由超微银电极印刷液由超微银电极印刷液由超微银电极印刷液由超微银- - - -钯合金细粉制成。熔点为钯合金细粉制成。熔点为钯合金细粉制成。熔点为钯合金细粉制成。熔点为1550155015501550的钯和的钯和的钯和的钯和熔点为熔点为熔点为熔点为960960960960的银形成固溶体。固溶体的熔点与银和钯的含量有的银形成固溶体。固溶体的熔点与银和钯的含量有的银形成固溶体。固溶体的熔点与银和钯的含量有的
208、银形成固溶体。固溶体的熔点与银和钯的含量有关。钯的价格昂贵关。钯的价格昂贵关。钯的价格昂贵关。钯的价格昂贵, , , ,减少钯的含量就促使形成低温烧结电容器陶减少钯的含量就促使形成低温烧结电容器陶减少钯的含量就促使形成低温烧结电容器陶减少钯的含量就促使形成低温烧结电容器陶瓷瓷瓷瓷的方法诞生。的方法诞生。的方法诞生。的方法诞生。初始粉末或混合氧化物或者湿化学法合成物初始粉末或混合氧化物或者湿化学法合成物初始粉末或混合氧化物或者湿化学法合成物初始粉末或混合氧化物或者湿化学法合成物 湿法湿法湿法湿法 初始粉末与粘合剂混合初始粉末与粘合剂混合初始粉末与粘合剂混合初始粉末与粘合剂混合 干法干法干法干法制
209、浆制浆制浆制浆 浇带浇带浇带浇带丝网印刷介电质丝网印刷介电质丝网印刷介电质丝网印刷介电质 丝网印刷电极丝网印刷电极丝网印刷电极丝网印刷电极和电极的交叠层和电极的交叠层和电极的交叠层和电极的交叠层 电极堆叠电极堆叠电极堆叠电极堆叠切割切割切割切割粘结剂烧失粘结剂烧失粘结剂烧失粘结剂烧失烧结烧结烧结烧结 暂效电极法暂效电极法暂效电极法暂效电极法终止终止终止终止预热、排气预热、排气预热、排气预热、排气喷射电极喷射电极喷射电极喷射电极 导线安装导线安装导线安装导线安装密封密封密封密封图图图图3.6 3.6 3.6 3.6 积层陶瓷电容器的制备工艺流程积层陶瓷电容器的制备工艺流程积层陶瓷电容器的制备工艺
210、流程积层陶瓷电容器的制备工艺流程 在湿法工艺中在湿法工艺中在湿法工艺中在湿法工艺中, , , ,将载有陶瓷粉的涂料刷在临时载体上。将载有陶瓷粉的涂料刷在临时载体上。将载有陶瓷粉的涂料刷在临时载体上。将载有陶瓷粉的涂料刷在临时载体上。例如玻璃片上面。这个过程可以重复进行例如玻璃片上面。这个过程可以重复进行例如玻璃片上面。这个过程可以重复进行例如玻璃片上面。这个过程可以重复进行, , , ,直到所要求的直到所要求的直到所要求的直到所要求的介电材料厚度介电材料厚度介电材料厚度介电材料厚度, , , ,再在上面印刷相应的电极再在上面印刷相应的电极再在上面印刷相应的电极再在上面印刷相应的电极, , ,
211、,如此反复进行多如此反复进行多如此反复进行多如此反复进行多次次次次, , , ,形成干法工艺中的积层结构形成干法工艺中的积层结构形成干法工艺中的积层结构形成干法工艺中的积层结构, , , ,并切割成小片并切割成小片并切割成小片并切割成小片, , , ,移去载体。移去载体。移去载体。移去载体。后面的工序与干法工艺相同。后面的工序与干法工艺相同。后面的工序与干法工艺相同。后面的工序与干法工艺相同。“暂效电极法暂效电极法暂效电极法暂效电极法”与湿法和干法工艺步骤相似。不同的是与湿法和干法工艺步骤相似。不同的是与湿法和干法工艺步骤相似。不同的是与湿法和干法工艺步骤相似。不同的是石墨印刷液代替金属液。样
212、品烧成后留下空洞石墨印刷液代替金属液。样品烧成后留下空洞石墨印刷液代替金属液。样品烧成后留下空洞石墨印刷液代替金属液。样品烧成后留下空洞, , , ,再将再将再将再将Pb-SnPb-SnPb-SnPb-Sn合金液喷入这些空腔中形成电极。合金液喷入这些空腔中形成电极。合金液喷入这些空腔中形成电极。合金液喷入这些空腔中形成电极。“暂效电极法暂效电极法暂效电极法暂效电极法”避免使用价格昂贵的银避免使用价格昂贵的银避免使用价格昂贵的银避免使用价格昂贵的银- - - -钯合金印刷液钯合金印刷液钯合金印刷液钯合金印刷液, , , ,不仅可以用石墨印刷液不仅可以用石墨印刷液不仅可以用石墨印刷液不仅可以用石墨
213、印刷液, , , ,还可采用更为便宜金属基印刷液还可采用更为便宜金属基印刷液还可采用更为便宜金属基印刷液还可采用更为便宜金属基印刷液来代替银来代替银来代替银来代替银 钯合金印刷液。钯合金印刷液。钯合金印刷液。钯合金印刷液。NiNiNiNi、CoCoCoCo、FeFeFeFe及其合金都可以形及其合金都可以形及其合金都可以形及其合金都可以形成电极材料。由于在氧分压很大时成电极材料。由于在氧分压很大时成电极材料。由于在氧分压很大时成电极材料。由于在氧分压很大时, , , ,它们与掺杂型钛酸盐它们与掺杂型钛酸盐它们与掺杂型钛酸盐它们与掺杂型钛酸盐陶瓷混在一起烧成后陶瓷混在一起烧成后陶瓷混在一起烧成后陶
214、瓷混在一起烧成后, , , ,依然保持金属状态依然保持金属状态依然保持金属状态依然保持金属状态, , , ,而且钛酸盐原有而且钛酸盐原有而且钛酸盐原有而且钛酸盐原有的高阻抗特性不变。熔点为的高阻抗特性不变。熔点为的高阻抗特性不变。熔点为的高阻抗特性不变。熔点为1452145214521452的的的的NiNiNiNi是最理想的金属电是最理想的金属电是最理想的金属电是最理想的金属电极。极。极。极。NiNiNiNi的氧化电位高于的氧化电位高于的氧化电位高于的氧化电位高于FeFeFeFe。在自然界的储量远高于。在自然界的储量远高于。在自然界的储量远高于。在自然界的储量远高于CoCoCoCo的储的储的储
215、的储量。量。量。量。七七七七. . . .丝网印刷成型及电极制备的设备与方法丝网印刷成型及电极制备的设备与方法丝网印刷成型及电极制备的设备与方法丝网印刷成型及电极制备的设备与方法1.1.1.1.丝网印刷成型丝网印刷成型丝网印刷成型丝网印刷成型: : : :将超细粉料、黏合剂、润滑剂、溶剂等充分混将超细粉料、黏合剂、润滑剂、溶剂等充分混将超细粉料、黏合剂、润滑剂、溶剂等充分混将超细粉料、黏合剂、润滑剂、溶剂等充分混合合合合, , , ,调制成流动性极佳的浆料调制成流动性极佳的浆料调制成流动性极佳的浆料调制成流动性极佳的浆料, , , ,在丝网印刷机上漏印在丝网印刷机上漏印在丝网印刷机上漏印在丝网
216、印刷机上漏印, , , ,漏印方法与印漏印方法与印漏印方法与印漏印方法与印刷电极相似。可印制出一层极薄的坯料。刷电极相似。可印制出一层极薄的坯料。刷电极相似。可印制出一层极薄的坯料。刷电极相似。可印制出一层极薄的坯料。例如例如例如例如, , , ,独石电容器的印刷：用一张含灰分很少的有机薄膜或电容独石电容器的印刷：用一张含灰分很少的有机薄膜或电容独石电容器的印刷：用一张含灰分很少的有机薄膜或电容独石电容器的印刷：用一张含灰分很少的有机薄膜或电容纸作衬底纸作衬底纸作衬底纸作衬底, , , ,先在电极所在位置上先在电极所在位置上先在电极所在位置上先在电极所在位置上, , , ,用丝网漏印法印上一层
217、金属浆料用丝网漏印法印上一层金属浆料用丝网漏印法印上一层金属浆料用丝网漏印法印上一层金属浆料, , , ,干燥后干燥后干燥后干燥后, , , ,再在该有介质的部分漏印陶瓷浆料；干燥后再在该有介质的部分漏印陶瓷浆料；干燥后再在该有介质的部分漏印陶瓷浆料；干燥后再在该有介质的部分漏印陶瓷浆料；干燥后, , , ,再印上一层陶再印上一层陶再印上一层陶再印上一层陶瓷浆料瓷浆料瓷浆料瓷浆料, , , ,反复漏印若干次反复漏印若干次反复漏印若干次反复漏印若干次, , , ,一直达到所需的厚度时为止；然后再漏印一直达到所需的厚度时为止；然后再漏印一直达到所需的厚度时为止；然后再漏印一直达到所需的厚度时为止；
218、然后再漏印金属电极金属电极金属电极金属电极, , , ,依次循环交替依次循环交替依次循环交替依次循环交替, , , ,直止达到所要求的层数为止。待干透后直止达到所要求的层数为止。待干透后直止达到所要求的层数为止。待干透后直止达到所要求的层数为止。待干透后, , , ,再进行剪切、焙烧再进行剪切、焙烧再进行剪切、焙烧再进行剪切、焙烧, , , ,使坯片成型和电容组装同时完成。印刷一次陶使坯片成型和电容组装同时完成。印刷一次陶使坯片成型和电容组装同时完成。印刷一次陶使坯片成型和电容组装同时完成。印刷一次陶瓷浆料瓷浆料瓷浆料瓷浆料, , , ,可得到可得到可得到可得到3 3 3 3- - - -66
219、66m m m m厚的坯层厚的坯层厚的坯层厚的坯层, , , ,通常重复通常重复通常重复通常重复3 3 3 3- - - -4 4 4 4次次次次, , , ,才能达到所要求的才能达到所要求的才能达到所要求的才能达到所要求的厚度和均匀度。衬底在烧结过程中被氧化燃烧完毕。这种工艺简单、厚度和均匀度。衬底在烧结过程中被氧化燃烧完毕。这种工艺简单、厚度和均匀度。衬底在烧结过程中被氧化燃烧完毕。这种工艺简单、厚度和均匀度。衬底在烧结过程中被氧化燃烧完毕。这种工艺简单、产量高、产品比电容大。产量高、产品比电容大。产量高、产品比电容大。产量高、产品比电容大。2.2.2.2.丝网印刷电极的设备与方法丝网印刷
220、电极的设备与方法丝网印刷电极的设备与方法丝网印刷电极的设备与方法: : : :设备为丝网印刷机。包括设备为丝网印刷机。包括设备为丝网印刷机。包括设备为丝网印刷机。包括200200200200目左目左目左目左右的尼龙丝网。右的尼龙丝网。右的尼龙丝网。右的尼龙丝网。20202020- - - -30303030mmmm涤纶薄膜制备的模片及括板、真空吸片装涤纶薄膜制备的模片及括板、真空吸片装涤纶薄膜制备的模片及括板、真空吸片装涤纶薄膜制备的模片及括板、真空吸片装置等。当然也可以使用感光胶涂在丝网上置等。当然也可以使用感光胶涂在丝网上置等。当然也可以使用感光胶涂在丝网上置等。当然也可以使用感光胶涂在丝
221、网上, , , ,用照相技术按所需图形用照相技术按所需图形用照相技术按所需图形用照相技术按所需图形感光感光感光感光, , , ,形成模板来替代涤纶薄片。印刷用的银浆较浓稠形成模板来替代涤纶薄片。印刷用的银浆较浓稠形成模板来替代涤纶薄片。印刷用的银浆较浓稠形成模板来替代涤纶薄片。印刷用的银浆较浓稠, , , ,适当调整模适当调整模适当调整模适当调整模板厚度、丝网与瓷片之间的距离板厚度、丝网与瓷片之间的距离板厚度、丝网与瓷片之间的距离板厚度、丝网与瓷片之间的距离, , , ,就可以控制银层的厚度就可以控制银层的厚度就可以控制银层的厚度就可以控制银层的厚度, , , ,印刷一次印刷一次印刷一次印刷一
222、次, , , ,能获得能获得能获得能获得10101010- - - -30303030m m m m厚的银层。厚的银层。厚的银层。厚的银层。八八八八. . . .陶瓷材料的研究方向和前景陶瓷材料的研究方向和前景陶瓷材料的研究方向和前景陶瓷材料的研究方向和前景陶瓷具有和金属相同方式的电子导电陶瓷具有和金属相同方式的电子导电陶瓷具有和金属相同方式的电子导电陶瓷具有和金属相同方式的电子导电, , , ,已经与金属展开竞争。这已经与金属展开竞争。这已经与金属展开竞争。这已经与金属展开竞争。这类材料尤其适合其它材料无法满足的场合。类材料尤其适合其它材料无法满足的场合。类材料尤其适合其它材料无法满足的场合
223、。类材料尤其适合其它材料无法满足的场合。例如例如例如例如InInInIn2 2 2 2O O O O3 3 3 3、SnOSnOSnOSnO2 2 2 2即导电又透明即导电又透明即导电又透明即导电又透明, , , ,可应用于液晶显示器可应用于液晶显示器可应用于液晶显示器可应用于液晶显示器( ( ( (LCDsLCDsLCDsLCDs) ) ) )显示显示显示显示器中的玻璃荧光屏背后使用的透明电极器中的玻璃荧光屏背后使用的透明电极器中的玻璃荧光屏背后使用的透明电极器中的玻璃荧光屏背后使用的透明电极, , , ,以便对晶体施加电场以便对晶体施加电场以便对晶体施加电场以便对晶体施加电场。 又如又如又
224、如又如SiCSiCSiCSiC加热元件能承受白热化温度而性能却明显下降。作为滤波加热元件能承受白热化温度而性能却明显下降。作为滤波加热元件能承受白热化温度而性能却明显下降。作为滤波加热元件能承受白热化温度而性能却明显下降。作为滤波器的压电基板有器的压电基板有器的压电基板有器的压电基板有PZTPZTPZTPZT( ( ( (压电跃变系列压电跃变系列压电跃变系列压电跃变系列) ) ) )、PbTiOPbTiOPbTiOPbTiO3 3 3 3系压电陶瓷系压电陶瓷系压电陶瓷系压电陶瓷:(:(:(:(Zr,SnZr,SnZr,SnZr,Sn) ) ) )TiOTiOTiOTiO4 4 4 4系、系、系
225、、系、Ba(Ba(Ba(Ba(ZnZnZnZn1 1 1 1/ / / /3 3 3 3TaTaTaTa2 2 2 2/ / / /3 3 3 3) ) ) )O O O O3 3 3 3-Ba-Ba-Ba-Ba( ( ( (ZnZnZnZn1 1 1 1/ / / /3 3 3 3NbNbNbNb2 2 2 2/ / / /3 3 3 3) ) ) )O O O O3 3 3 3系陶瓷微米波器件系陶瓷微米波器件系陶瓷微米波器件系陶瓷微米波器件, , , ,已应已应已应已应用在汽车电路和卫星广播。这些材料还可使用在铁电、压电、声光、用在汽车电路和卫星广播。这些材料还可使用在铁电、压电、声光、用
226、在汽车电路和卫星广播。这些材料还可使用在铁电、压电、声光、用在汽车电路和卫星广播。这些材料还可使用在铁电、压电、声光、电光、激光、电容、电子放射、光电脑、光电池、集成电路等范围电光、激光、电容、电子放射、光电脑、光电池、集成电路等范围电光、激光、电容、电子放射、光电脑、光电池、集成电路等范围电光、激光、电容、电子放射、光电脑、光电池、集成电路等范围巨大的现代科学领域中巨大的现代科学领域中巨大的现代科学领域中巨大的现代科学领域中, , , ,具有电光效应的透明铁电陶瓷已应用于光具有电光效应的透明铁电陶瓷已应用于光具有电光效应的透明铁电陶瓷已应用于光具有电光效应的透明铁电陶瓷已应用于光信息存储、光
227、开关、光调制和图像显示等方面信息存储、光开关、光调制和图像显示等方面信息存储、光开关、光调制和图像显示等方面信息存储、光开关、光调制和图像显示等方面, , , ,电光陶瓷在激光技电光陶瓷在激光技电光陶瓷在激光技电光陶瓷在激光技术、计算技术和电子技术显示出它的广阔研究与应用前景。因此，术、计算技术和电子技术显示出它的广阔研究与应用前景。因此，术、计算技术和电子技术显示出它的广阔研究与应用前景。因此，术、计算技术和电子技术显示出它的广阔研究与应用前景。因此，超小型、大容量、高质量、低价格是陶瓷材料的研究目标。研究方超小型、大容量、高质量、低价格是陶瓷材料的研究目标。研究方超小型、大容量、高质量、低价格是陶瓷材料的研究目标。研究方超小型、大容量、高质量、低价格是陶瓷材料的研究目标。研究方向是向是向是向是: : : :探索铁电性弱的高介电常数材料；探索铁电性弱的高介电常数材料；探索铁电性弱的高介电常数材料；探索铁电性弱的高介电常数材料；研制无空隙陶瓷；研制无空隙陶瓷；研制无空隙陶瓷；研制无空隙陶瓷；提高薄膜化技术；提高薄膜化技术；提高薄膜化技术；提高薄膜化技术；提高粉体控制技术；提高粉体控制技术；提高粉体控制技术；提高粉体控制技术；控制和灵活应用复合结构等。控制和灵活应用复合结构等。控制和灵活应用复合结构等。控制和灵活应用复合结构等。
