电容器陶瓷

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相对介电常数越大，极化强度越大，即 电介质陶瓷表面的束缚电荷面密度大。应用制 作陶瓷电容器的材料，ξr越大，电容量越高， 相同容量时，电容器的体积可以做的更小。所 以一般高容量小型电容器陶瓷的相对介电常数 都很高。
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（3）介电损耗（dielectric loss）：
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20Biblioteka 目录 一，电介质陶瓷 1，电介质陶瓷一般特性 2，电介质陶瓷的分类 二，电容器陶瓷 1，电容器陶瓷简介 2，电容器陶瓷性能要求 3，电容器陶瓷的分类 三，各类电容器陶瓷 1，非铁电电容器陶瓷 （1）温度补偿型电容器陶瓷 （2）温度稳定型电容器陶瓷 2，铁电电容器陶瓷 3，反铁电电容器陶瓷 4，半导体电容器陶瓷 5，新型电容器陶瓷（独石电容器陶瓷） 四，总结
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极化强度不仅与外电场强度有关，更与电介质陶瓷
本身的特性有关。对于平板型真空电容器，极板间无电介 质存在，在电场强度为E时，其表面的束缚电荷为Q0，电 容量为C0，在真空中插入电介质陶瓷时，则束缚电荷增为 Q，电容也增至C，评价同一电场下材料的极化强度，可 用相对介电常数ξr（relative dielectric constant）。用下 式计算：
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①金红石瓷配方
目前，金红石瓷的配方很多，下给出几个典型配方。 下面就配方中各种组成的作用或要求作简要说明
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A, TiO2： 金红石瓷的主晶相化学组成是TiO2，其加 入数量、形态、晶粒大小等均会影响瓷体的性能。TiO2中 常含锐钛矿晶型的TiO2，因此需要在1100～l300℃预烧， 以减少瓷体烧成时的晶型转变和收缩。TiO2的活性、晶粒 大小及烧结温度与预烧温度方关。经预烧过的TiO2活性降 低，因此工厂一般采用未预烧和预烧的TiO2以一定比例配 合使用。
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实际中电绝缘材料都不是完全的电介质，其电阻 不是无穷大的，在外电场的作用下，总有一些带电质 点会发生移动而引起漏导电流，这种漏导电流流经介 质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的 介质损耗称为“漏导损耗”。同时一切介质在电场中 均会呈现出极化现象，除电子、离子弹性位移极化基 本上不消耗能量以外，其他缓慢极化，如松弛极化、 空间电荷极化等在极化缓慢建立的过程中都会因克服 阻力而引起能量的损耗，这种损耗一般称为“极化损 耗 ” 。极化损耗与外电场频率和工作温度密切相关， 一般在高温、高频时损耗较大。
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0、引言
随着材料科学的发展，陶瓷材料的新性能、新应用不 断被人们所认识和开拓。陶瓷材料在现代科学技术中的地 位也日益提高。按其应用领域可将特种陶瓷分为结构陶瓷 和功能陶瓷，所谓功能陶瓷，是指在应用时主要利用其非 力学性能的材料，这类材料通常具有一种或多种功能，如 电、磁、光、热、化学、生物等功能。功能陶瓷已在能源 开发、空间技术、电子技术、激光技术、红外技术、生物 技术以及环境等领域得到了广泛的应用。在这里讨论的是 主要应用于电子技术的电介质陶瓷中的电容器陶瓷，其作 为绝缘材料主要是用于储存电能使用的。

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四，总结
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二，电容器陶瓷
1，电容器陶瓷简介
电容器是一种“通交流、隔直流”的电子元器件，
接在交流电源上时电容器连续地充电、放电，电路中就 会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流， 因而在电子电路中电容器常被用来产生电磁振荡、改变 波形、耦合、旁路，充当滤波器来存储和释放电荷，平 滑输出脉动信号等。此外利用电容器充电后储藏的电能 在放电时产生的强大电流和火花可以用来熔焊金属等。
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近年来，随着电子线路的小型化、高密度化的迅猛发展， 电子陶瓷作为电子工业基础的作用，越来越受到人们的重视， 在高技术领域也取得了重要地位。在世界的电容器市场中，陶 瓷电容器无论从现实的数量上还是从未来的市场潜力上，所占 份额都最大。在小型电脑、移动通信等设备日益轻、薄、短、 小，高性能，多功能化的过程中，对小体积、大容量电容器的 要求日益迫切。固体电解电容器只能适用于直流场合，因此在 交流的情况下，陶瓷电容器则具有其特殊的重要性。陶瓷电容 器以其体积小、容量大、结构简单、优良的高频特性、品种繁 多、价格低廉、便于大批量生产而被广泛地应用于家用电器、 计算机等通信设备、工业仪器仪表等领域。
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目

一，电介质陶瓷 1，电介质陶瓷一般特性 2，电介质陶瓷的分类 二，电容器陶瓷 1，电容器陶瓷简介 2，电容器陶瓷性能要求 3，电容器陶瓷的分类
录

三，各类电容器陶瓷 1，非铁电电容器陶瓷 （1）温度补偿型电容器陶瓷 （2）温度稳定型电容器陶瓷
2，铁电电容器陶瓷
3，反铁电电容器陶瓷 4，半导体电容器陶瓷 5，新型电容器陶瓷（独石电容器陶 瓷）
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三，各类电容器陶瓷
1，非铁电电容器陶瓷
非铁电高介电容器陶瓷的品种繁多，
按照材料介电系数的温度系数α的大小，可
分为温度补偿电容器陶瓷及温度稳定电容 器陶瓷两类：
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（1）温度补偿电容器陶瓷（以金红石瓷和 钛酸钙陶瓷为例）
高频温度补偿电容器陶瓷的介电系数在650以下，介 电常数的温度系数较小，而且可以通过组成的调节，使介 电常数的温度系数灵活的变化。Q值高，高频带仍能使用， 且介电常数不随电压而变化。介电常数的温度系数为负值， 可以用来补偿回路中电感的正温度系数，使回路的谐振频 率保持稳定。一般温度补偿电容器陶瓷都具有一种特性， 其具体为：随着ξ提高，其温度系数由正值变为负值，且 其值逐渐变小，这种特性叫NPO特性。目前正在使用的， 具有NPO特性且介电常数最高的材料是（钛酸钕） Nd2Ti2O7-BaTiO3-Bi2O3-TiO2-PbO系材料。
B, 高岭土、膨润土：TiO2没有可塑性，高岭土的加入 一方面增加可塑性，另一方面降低烧结温度。当采用挤管 或车坯等可塑法成型时，可塑性要求更高，需要部分膨润 土代替部分高岭土，但一般应少于4％。
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（2）极化（polarization）：电介质陶瓷在外 电场的作用下会造成电荷的移动，致使其中的正负 电荷中心不重合，这样在电介质陶瓷内部会形成偶 极矩，产生极化。极化的结果是在外电场垂直的电 介质陶瓷表面会出现感应电荷Q，这种感应电荷不 能自由移动，被称为束缚电荷。束缚电荷的面密度 即为极化强度P（intensity of polarization）。
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2，陶瓷电容器材料的性能要求

(1)陶瓷的介电常数应尽可能地高。介电常数越高，陶瓷电容器的 体积可以做得越小。


(2)陶瓷材料在高频、高温、高压及其他恶劣环境下，应能可靠、 稳定地工作。
(3)介电损耗角正切要小。这样可以在高频电路中充分发挥作用， 对于高功率陶瓷电容器能提高电功功率。 (4)比体积电阻要求高于1010Ω·m，这样可保证在高温下工作不至 于失效。 (5)介电强度高。陶瓷电容器在高压和高功率条件下，往往由于击 穿而不能工作，所以提高其耐压性能，对充分发挥陶瓷的功能有重 要作用。
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1，电介质陶瓷的一般性能
电介质陶瓷在静电场或交变电场中使用， 它的一般特性是电绝缘性、极化、介电损耗及 介电强度。 （1）电绝缘性（insulation）：电介质陶瓷 中的分子正负电荷彼此强烈的束缚，在弱电场 的作用下，虽然正电荷沿电场的方向移动，负 电荷逆电场的方向移动，但它们并不能挣脱彼 此的束缚而形成电流，因而其具有较高的体积 电阻率，故而具有好的绝缘性能。
介电损耗是电介质陶瓷的又一重要特性。任何电 介质在电场作用下，总会或多或少地把部分电能 转化为热能使介质发热，在单位时间内因发热而 消耗的能量称为损耗功率，或称为介电损耗，常 用tgδ表示，其值越大，损耗越大。δ称为介质损 耗角。
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一般当介质存在损耗时，介电常数变为复
数：
在复介电常数中，实部ξ’反映电介质储存电 荷的能力，虚部ξ’’表示电介质电导引起的电场 能量的损耗，其物理意义是单位体积介质中， 当单位场强变化一周期时所消耗的能量，常以 热的形式耗散掉。
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目 录



一，电介质陶瓷 1，电介质陶瓷一般特性 2，电介质陶瓷的分类 二，电容器陶瓷 1，电容器陶瓷简介 2，电容器陶瓷性能要求 3，电容器陶瓷的分类 三，各类电容器陶瓷 1，非铁电电容器陶瓷 （1）温度补偿型电容器陶瓷 （2）温度稳定型电容器陶瓷 2，铁电电容器陶瓷 3，反铁电电容器陶瓷 4，半导体电容器陶瓷 5，新型电容器陶瓷（独石电容器陶瓷） 四，总结
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一、电介质陶瓷

电介质（dielectric）陶瓷是指电阻率大于 108Ω· m的陶瓷材料，能承受较强的电场而不被 击穿。按其在电场中的极化特性，可分为电绝缘 陶瓷（insulation ceramics）和电容器陶瓷 （capacitor ceramics）。随着材料的发展，在这 类材料中又相继发现了压电、热释电和铁电等性 能，因此电介质陶瓷作为电子陶瓷又在传感、电 声和电光技术等领域获得了广泛的应用。

电介质陶瓷在静电场或交变电场中使用，评价其 特性的主要参数为：体积电阻率、介电常数和介电损耗 角。根据这些参数的不同，可把电介质陶瓷分为电绝缘 陶瓷，也称装置陶瓷（mounting ceramics）和电容器 陶瓷（capacitor ceramics） 。此外某些具有特殊性能 陶瓷，如压电陶瓷、铁电陶瓷及热释电陶瓷等电介质陶 瓷也归为此类。下面主要讨论的就是其中的电容器陶瓷。