Учебно-методический комплекс по дисциплине «электротехнические материалы»

Различные керамические диэлектрики.
Фарфор имеет широкое применение в электротехнике. Однако, отмеченные выше недостатки фарфора прежде всего сравнительно высокий угол диэлектрических потерь, быстро увеличивающийся к тому же при повышении температуры, - затрудняют применение фарфора для электротехнической изоляции при высоких частотах, а также при высоких температурах.
Развитие радиоэлектронной промышленности и электротермии вызвало необходимость в новых керамических материалах, обладающих повышенными свойствами по сравнению с фарфором.
Изделия из различных керамических масс формуются перед обжигом способами, весьма близкими способом формовки фарфоровых изделий. Эти материалы в зависимости от назначения изготавливаются следующих типов: А – высокочастотные для конденсаторов; Б – низкочастотные для конденсаторов; В – высокочастотные для установочных изделий и других радиотехнических деталей. Для каждого типа изготовляют материалы различных классов и групп с определенными техническими показателями, которые мы здесь краткости ради не приводим.
Керамика с низкой диэлектрической проницаемости. Эта группа материалов содержит в виде основной кристаллической фазы кварц β-SiO₂, корцид α-Al₂O₃, муллит 3Al₂O₃∙2SiO₂, цельзиал BaO∙Al₂O₃∙2SiO₂, клиноэнстатит MgO∙SiO₂, форстерит 2MgO∙SiO₂, шпинель MgO∙Al₂O₃, периклаз MgO, анортит CaO∙Al₂O₃∙2SiO₂, волластонит CaOSiO₂ и циркон Z₂O₂∙SiO₂.
Радиофарфор. Представляет собой фарфор, стекловидная фаза которого облагорожена введением в нее тяжелого окисла BaO.
Ультрафарфор, изготовляемый различных марок и представляющий собой дальнейшее усовершенствование радиофарфора, характеризуется большим содержанием Al₂O₃. У радиофарфора tgσ значительно меньше, а ρ больше, чем у обычного электротехнического фарфора, а электроизоляционные свойства ультрафарфора еще лучше. Кроме того, ультрафарфор имеет существенно повышенную по сравнению с обычным фарфором механическую прочность.
Высокоглиноземистая керамика (алюминоксид) в основном состоит из окиси алюминия (глинозема) Al₂O₃. Этот материал, требующий сложной технологии изготовлении с весьма высокой температурой обжига до (750⁰С), обладает высокой нагревостойкостью (рабочая температура до 600⁰С), высоким ρ и малым tgσ при повышенных температурах.
Керамика с высокой диэлектрической проницаемостью. Такая керамика применяется, в частности, для изготовления керамических конденсаторов; по сравнению с конденсаторами из керамики с малой ε, такие конденсаторы имеют значительно меньшие размеры и массу. Большая часть керамических материалов с высокой ε имеет в качестве основной составной части двуокись титана TiO₂.
Сегнетокерамика – это особая группа материалов, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами: резкой зависимостью ε от температуры и напряженности электрического поля, наличием диэлектрического гистеризиса.