Dielektryki

Dielektryki ceramiczne

Dielektryki ceramiczne to grupa materiałów, których wspólną cechą jest struktura polikrystaliczna uzyskana przez spieczenie proszków. Potocznie pod pojęciem dielektryków ceramicznych rozumie się popularne materiały elektroizolacyjne, ceramiczne. Dielektryki ceramiczne mają dużą wytrzymałość elektryczną, duży opór właściwy (rezystancję właściwą), mały wspólczynnik strat dielektrycznych, rozmaitą przenikalność elektryczną. Ponadto charakteryzuje je duża wytrzymałość mechaniczna, wysoka trwałość i duża ognioodporność zwykła.Zależnie od właściwości fizycznych odpowiadających przeznaczeniu do produkcji różnych wyrobów dielektryki ceramiczne dzieli się na dielektryki I i II typu.
Dielektryki ceramiczne I typu - grupa elektroizolacyjnych materiałów ceramicznych. Odznaczają się liniową zależnością polaryzacji od natężenia pola elektrycznego. Są to tzw. dielektryki liniowe, nie wykazujące histerezy elektrycznej. Są oparte na ceramicznych materiałach paraelektrycznych o przenikalności elektrycznej wzglednej poniżej 200. Jest to ceramika tytanianowapniowa, rytulowa, tytanianu magnezu, ceramika steatytowa. Dielektryki ceramiczne I typu są najczęsciej stosowane w kondensatorach niskonapięciowych o mocy biernej do 200 W. Ponadto znalazły zastosowanie w obwodach rezonansowych, do kompensacji cieplnej obwodów radiotechnicznych oraz do kondensatorów wysokonapięciowych, kondensatorów mocy oraz impulsowych o małych pojemnościach.
Dielektryki ceramiczne II typu odznaczaja się nieliniową zależnością polaryzacji od natężenia pola elektrycznego. Są to tzw. dielektryki nieliniowe. Oparte są na materiałach ferroelektrycznych o dużej przenikalności elektrycznej. Zawierają domieszki pozwalające uzyskać najbardziej płaski przebieg funkcji e=f(T), mniejszą stratność, wiekszą rezystywność, większą wytrzymałość elektryczną oraz lepsze własności technologiczne.Domieszki przesuwające i spłaszczające charakterystykę e=f(T) to przede wszystkim: FeO, CaO i MgO. Dielektryki te klasyfikuje się w grupy IIA i IIF. Dielektryki typu IIA i IIB oparte na tytanianie baru mają mała względną przenikalność elektryczną - ok. 1000 i małą stratność. Dielektryki IIC i IID oparte na spiekach BaTiO3 z domieszkami mają przenikalność rzędu 2000-5000 i średnią stratność.
Sam tytanian baru niezbyt dobrze nadaje się do produkcji kondensatorów. Dlatego stosuje się następujące domieszki:
SrTiO3(Ba1-xSrx)TiO3 przy x=0,15;
BaTiO3-BaSnO3Ba(Ti1-xSnx)O3 przy x=0,20.

Niekiedy są również produkowane specjalne kondensatory z dielektykiem o przenikalności elektrycznej względnej powyżej 10000.



Wyroby steatytowe.


Literatura:
Ranachowski, 1988, Elektroceramika cz.1
Skulski R., 1998, Materiały do wykładu z materiałoznawstwa.