《先进陶瓷材料及进展》 第七章 高介电容器瓷教学提纲.ppt

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1、《先进陶瓷材料及进展》第七章高介电容器瓷④、体积电阻率ρv高（ρv>1012Ω·cm）为保证高温时能有效工作，要求ρv高⑤、抗电强度Ep要高a、小型化，使Ε=V/d↑b、陶瓷材料的分散性，即使Ε

2、体为主晶相。（主要用于：高频热稳定电容器瓷，高频热补偿电容器瓷）Ⅱ类瓷以高介电常数为特征，为具有钙钛矿型结构的铁电强介瓷料，如BaTiO3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3。（主要用于：低频高介电容器瓷）Ⅲ类瓷：半导体陶瓷§7-1概述§7-2-1高介电容器瓷的分类§7-2-2值不同的原因§7-2-3ε的对数混合法则§7-2-4产生高介电系数的原因§7-2-5含钛陶瓷的介质损耗§7-2电容器瓷的介电特性§7-2-1高介电容器瓷的分类的值分按aε按主晶相分铌铋锌系：ZnO－Bi2O3-Nb2O5锆酸盐瓷：CaZrO3锡酸盐瓷：CaSnO3、SrSnO3钛酸

3、盐瓷：CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3金红石瓷：TiO2»><0003332：、、、：、、：CaZrO3SrSnO3CaSnO3MgTiO3SrTiOCaTiOTiOaaaeeBaO•7TiO2§7-2电容器瓷的介电特性温度每变化1℃时介电系数的相对变化率有正、负、零，取决于不同温度下质点的极化程度，也决定于相应温度下单位体积的质点数。a、 TiO2、CaTiO3b、 CaSnO3、CaZrO3c、 BaO·7TiO2§7-2-2值不同的原因§7-2电容器瓷的介电特性电介质的极化-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-++

4、+++++------Pμ极化强度:介电常数:§7-2电容器瓷的介电特性++-EE=0原子核电子极化前极化后电子位移极化离子晶体中主要是电子位移极化与离子位移极化。§7-2电容器瓷的介电特性2r离子位移极化-+-+E=0E→§7-2电容器瓷的介电特性a、TiO2、CaTiO3以电子位移极化为主[TiO6]八面体，Ti7+高价、小半径→离子位移极化→强大的局部内电场EiTi7+，O2-→极化率大→电子位移极化为主Ei§7-2电容器瓷的介电特性金红石型晶体结构b、CaSnO3、CaZrO3等以离子位移极化为主§7-2电容器瓷的介电特性T↑→n↓（距离↑）→

5、ε↓T↑→V↑（热膨胀）→（r++r-）↑→αa（极化率）按（r++r-）3↑↑→ε↑↑c、BaO·7TiO2§7-2电容器瓷的介电特性§7-2-3ε的对数混合法则对于n相系统：§7-2电容器瓷的介电特性由以上法则，在生产实践中，可用具有不同εi、αi材料通过改变浓度比来获得满足各种温度系数要求的材料。如：由αε>0+αε<0的瓷料获得αε≈0的瓷料。§7-2电容器瓷的介电特性金红石型和钙钛矿型结构的陶瓷具有特殊的结构，离子位移极化后，产生强大的局部内电场，并进一步产生强烈的离子位移极化和电子位移极化，使得作用在离子上的内电场得到显著加强，故ε大。钛酸

6、锶铋也是利用SrTiO3钙钛矿型结构的内电场，而加入钛酸铋等，使之产生锶离子空位，产生离子松弛极化，从而使ε增大。§7-2-4产生高介电系数的原因§7-2电容器瓷的介电特性低温下高频电容器瓷的tgδ较小，但在一定的频率下，当温度超过某一临界温度后，由离子松弛极化和电子电导所引起的大量能量损耗，使材料的介质损耗急剧地增大。另外：①TiO2的二次再结晶，破坏晶粒的均匀度，使材料的机械性能和介电性能恶化；②Ti7+→Ti3+→tgδ↑§7-2-5含钛陶瓷的介质损耗§7-2电容器瓷的介电特性§7-3-1热补偿电容器瓷§7-3-2热稳定电容器瓷§7-3-3温度系

7、数系列化的电容器瓷§7-3高频电容器瓷的主要原料定义：αε具有很大的负值，用来补偿振荡回路中电感的正温度系数，以使回路的谐振频率保持稳定。1、金红石瓷ε：80~90，αε：-750~-850×10-6/℃2、钛酸钙瓷ε：150~160αε：-2300×10-6/℃(-60~120℃)-(1500~1600)×10-6/℃(+20~80℃)§7-3-1热补偿电容器瓷§7-3高频电容器瓷的主要原料1、金红石瓷(1)TiO2的结构(2)钛离子变价及防止措施(3)用途§7-3高频电容器瓷的主要原料⑴TiO2的结构rTi4+=0.68A°，rO2-→=1.70A

8、°，r+/r-=0.768∴形成[TiO6]八面体Ti4+取六配位，用电价规则算得每个O2-离