WYROBY

CERAMICZNE

DLA

ELEKTROTECHNI

KI I

ELEKTRONIKI

Ewa Prochownik
WIMiIP rok II IM
Gr.4

Plan wystąpienia:

1. Podział ceramiki przemysłowej

2. Najczęściej stosowane materiały w elektroceramice

3. Podział wyrobów elektroceramicznych

4. Podział materiałów ze względu na zastosowanie

Ceramika przemysłowa

to zróżnicowana grupa produktów.

Najważniejsze rodzaje wyrobów ceramiki przemysłowej to:

a/ ceramiczne wyroby ogniotrwałe

b/ ELEKTROCERAMIKA

(materiały i wyroby ceramiczne stosowane

w elektrotechnice, elektronice i elektrotermii ze względu na ich
właściwości)

c/ bioceramika – materiały ceramiczne przeznaczone do wyrobu
elementów czasowo lub na stale zastępujących chore tkanki, narządy
albo ich części. Stosuje się je przede wszystkim wewnętrznie

d/ ceramika kanalizacyjna

e/ pigmenty, farby i barwniki ceramiczne – barwne tlenki metali
lub ich związki, odporne na działanie wysokich temperatur

f/ ceramika specjalna

Najczęściej stosowanymi materiałami w elektroceramice są:
1) ceramika steatytowa- produkowana z gliny, magnezytu i talku.

Właściwości:
- duża wytrzymałość elektryczna;
- mała stratność dielektryczna;
- możliwość stosowania przy dużych częstotliwościach;
- możliwość stosowania w wysokiej temperaturze;
- kruchość;
- słaba odporność na wstrząsy cieplne.

Zastosowanie:
- elementy konstrukcyjne i izolacyjnych w radiotechnice i elektronice.
- elementy izolacyjne w energetyce;
- dielektryki ceramiczne I typu

Izolatory wsporcze
(energetyka)

2)porcelana elektrotechniczna- produkowana z kaolinu z domieszką plastycznej
gliny, drobno zmielonego kwarcu, korundu i skalenia. To porcelana twarda, biała lub
kremowobiała, o dokładnie spieczonym czerepie.

Zastosowanie:
- izolatory nisko- i wysokonapięciowe dla prądów małej częstotliwości (liniowe, wiszące,
przepustowe, pniowe, wsporcze, przemysłowe).

Izolator
transformatorow
y

Izolator liniowy
stojący pniowy

Izolator liniowy
wiszący
długopniowy

3) ceramika PZT- produkowana jest ze spieków tytanu i cyrkonianu ołowiowego.
Właściwości zależą od techniki polaryzowania próbek.

Zastosowanie:
- przetworniki piezoelektryczne- używanymi do nagłaśniania gitar klasycznych i
elektroakustycznych, skrzypiec, a wykorzystuje się je także do budowy padów
perkusyjnych; sprawdzają się przy pracy w zakresie wysokich częstotliwości, nawet
powyżej 1 MHz, dlatego są chętnie stosowane w technice ultradźwiękowej.
Największą zaletą przetworników piezoelektrycznych jest ich mała wrażliwość na
sprzężenia

- rezonatory generujące ultradźwięki.

Przetwornik piezoelektryczny,
śr. 35mm; elementy piezoelektryczne
(do wbudowania w obudowę
rezonansową)

Podział wyrobów elektroceramicznych:

1) wyroby elektrotechniczne – wykonane z porcelany krzemionkowej,
korundowej, cyrkonowej, mulitowej, ceramiki cezjanowej lub ceramiki
zawierającej węglik krzemu lub tlenek cynku.

Do wyrobów elektrotechnicznych zaliczamy:
- izolatory stacyjne;
- izolatory liniowe;
- izolatory przemysłowe;
- warystory.

Izolator liniowy
stojący pniowy

Izolator stacyjny
przepustowy

warystory

2)wyroby elektroniczne – wykonane z ultraporcelany, ceramiki
steatytowej, tytanianów modyfikowanych ołowiem, cyrkonem lub
barem, czystego tlenku glinu.

Do wyrobów elektronicznych zaliczamy:
- elementy piezoelektryczne;
- kondensatory;
- rezystory;
- części konstrukcyjne;
- podłoża;
- magnesy ferrytowe;
- obudowy( np. mikroprocesorów)

Kondensator
ceramiczny na
karcie
sieciowej

Kondensatory
ceramiczne

Rezystor

ceramiczny

3) wyroby elektrotermiczne

Zastosowanie:
- ogniwa paliwowe z tworzyw ceramicznych;
- ogniwa sód-siarka;
- elementy grzejne pieców elektrycznych.

Ceramiczne elementy grzejne składają
się z segmentów ceramicznych oraz
spirali oporowej

Grzejniki ceramiczne

Podział materiałów ze względu na zachowanie:

a/ dielektryki ceramiczne- materiały o strukturze polikrystalicznej uzyskanej przez
spieczenie proszków. Pod nazwą dielektryki rozumie się potocznie materiały
elektroizolacyjne. Właściwości:
- duża wytrzymałość mechaniczna;
- wysoka trwałość;
- duża ognioodporność zwykła;
- duża wytrzymałość elektryczna;
- duży opór właściwy;
- mały współczynnik strat dielektrycznych.

W zależności od właściwości fizycznych dielektryki dzielą się na:
- dielektryki I typu- elektroizolacyjne materiały ceramiczne o liniowej zależności
polaryzacji od natężenia pola elektrycznego. Oparte na ceramicznych materiałach para
elektrycznych. Właściwości:
- nie wykazują histerezy elektrycznej
- przenikalność elektryczna względna poniżej 200

Zastosowanie:
- kondensatory niskonapięciowe
- obwody rezonansowe
- kompensacja cieplna obwodów radiotechnicznych
- kondensatory wysokonapięciowe
- kondensatory mocy
- kondensatory impulsowe o małych pojemnościach

Kondensator mocy
niskiego napięcia

-dielektryki II typu- elektroizolacyjne materiały ceramiczne o nieliniowej
zależności polaryzacji od natężenia pola elektrycznego. Oparte są na
materiałach ferroelektrycznych o dużej przenikalności elektrycznej.

Właściwości:
- zawierają domieszki pozwalające uzyskać najbardziej płaski przebieg funkcji
e=f(T), mniejszą stratność, wiekszą rezystywność, większą wytrzymałość
elektryczną oraz lepsze własności technologiczne
- przenikalność elektryczna (zależna od typu dielektryka) 1000-5000

b/ wyroby optoelektroniczne
Przezroczyste spieki lub warstwy ferroelektryczne. Po przyłożeniu
pola elektrycznego materiał staje się mętny i ponownie staje się
przezroczysty dopiero po spięciu na krótko układu elektrycznego.

Zastosowanie:
- modulacja światła,
- szybkie przełączanie sygnałów,
- wykonywanie wskaźników,
- wykonywanie elementów pamięci,
- wykonywanie osłon światłoszczelnych.

c/ piezoelektryki
Materiały ceramiczne wykazujące efekt piezoelektryczny, zwane także PZT.
Są wykorzystywane do przetwarzania napięć i impulsów mechanicznych w
elektryczne i odwrotnie. Ceramika piezoelektryczna jest materiałem
drobnokrystalicznym złożonym z kryształów ferroelektrycznych, które mają
strukturę domenową o określonych kierunkach polaryzacji.

Zastosowanie:
- nadajniki i odbiorniki dźwięku i ultradźwięków (aparaty słuchowe,
mikropompy medyczne, głośniki wysokich częstotliwości, hydrolokatory,
płuczki ultradźwiękowe, mikrofony i hydrofony);
- przetworniki piezoelektryczne w liniach opóźniających i filtrach urządzeń
elektronicznych;
- czujniki ciśnienia, wilgotności, temperatury, akcelerometry;
- detonatory i zapalniki ładunków wybuchowych, zapalarki do
gazu.

Źródła:

1. „Niemetaliczne materiały inżynierskie” Dobrzański L.A wyd. Śląsk Katowice

1971

2. „Materiały ceramiczne dla elektroniki „ R .Pampuch, S.Błażewicz, G.Górny

wyd. AGH Kraków 1993

3.

http://www.ceramika.com.pl