Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Словарь терминов для диэлектриков

Таблица 1.1. Пространственные решетки кристаллических систем.

Таблица 4.1. Основные параметры меди и алюминия

Таблица 4.2. Основные виды монтажных проводов

Таблица 4.3. Основные виды ленточных проводов

Таблица 4.4. Основные типы обмоточных проводов

Таблица 4.5 Основные свойства сплавов высокого сопротивления

Таблица 4.6 Основные свойства сплавов для изготовления резисторов

Таблица 4.7 Параметры тугоплавких металлов

Таблица 4.8. Параметры легкоплавких металлов

Таблица 4.9

Параметры благородных металлов

Таблица 4.10 Параметры углеродных пленок

Словарь терминов для диэлектриков

Запрещенная зона – это интервал энергий, которыми не могут обладать электроны (говорят, что электрон не может находиться в запрещенной зоне). Ширина запрещенной зоны – минимальная энергия, отделяющая валентную зону от ближайшей энергетической зоны, где имеются свободные уровни, от зоны проводимости.

Электронная поляризация представляет собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов и ионов. Она устанавливается при наложении внешнего электрического поля за время порядка 10^-15 с, наблюдается у всех диэлектриков (независимо от возможного наличия в них и других видов поляризации) и не связана с потерями энергии до резонансных частот.

Ионная поляризация у диэлектриков ионного строения возникает вследствие упругого смещения связанных ионов из положения равновесия на расстояние, меньшее постоянной кристаллической решетки.

Дипольно – релаксационная поляризация заключается в повороте (ориентации) дипольных молекул в направлении внешнего электрического поля. Она принадлежит к числу «медленных» видов поляризации.

Ионно – релаксационная поляризация обусловлена смещением слабо связанных ионов под действием внешнего электрического поля на расстояние, превышающее постоянную кристаллической решетки. Ионно–релаксационная поляризация наблюдается в неорганических диэлектриках ионной структуры с неплотной упаковкой ионов. Поляризация этого типа носит замедленный характер и при высоких частотах не имеет места.

Электронно – релаксационная поляризация возникает за счет возбужденных тепловой энергией избыточных «дефектных» электронов или «дырок». Она характерна для диэлектриков с высоким показателем преломления, большим внутренним полем и электронной электропроводностью. Электронно–релаксационной поляризации свойственно относительно высокое значение диэлектрической проницаемости, а также наличие максимума в температурной зависимости e.

Миграционная (или междуслойная) поляризация - особый вид поляриза­ции, наблюдающийся в неоднородных диэлектриках. Миграционная поляризация сводится к переносу зарядов и накоплению их на поверхностях раздела материалов, имеющих различные параметры. Миграционная поляризация, как и дипольная, принадлежит к числу медлен­ных (релаксационных) видов поляри­зации; проявляется при низких частотах и связана со значительными потерями.

Релаксационные виды поляризации. К ним относятся все виды медленных поляризаций: дипольно- релаксационная, ионно- релаксационная, электронно- релаксационная.

Диполь ( или дипольная молекула) – это молекула с полярной связью, у которой центры положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Дипольная молекула характеризуется величиной электрического дипольного момента m, измеряемого в Кл×м

m = ql

где q - абсолютное значение заряда; l - расстояние между центрами положительного и отрицательного зарядов.

Пироэлектрики - это диэлектрики, обладающие пироэлектрическим эффектом. Пироэлектрический эффект – это электризация диэлектрика при изменении температуры.

Электрический гистерезис (явление, свойственное только сегнетоэлектрикам) - это отставание поляризованности сегнетоэлектрика от внешнего электрического поля. Электрический гистерезис обусловлен необратимым изменением электрических свойств сегнетоэлектрика под влиянием прошедшей ранее поляризации. Необратимость процессов поляризации и деполяризации в основном определяется задержками в смещении границ доменов, вызываемыми различного рода искажениями кристаллической решетки сегнетоэлектрика

Относительная диэлектрическая проницаемость (обычно её называют просто диэлектрической проницаемостью) безразмерная величина, которая определяет способность диэлектриков поляризоваться и образовывать электрическую емкость.

Поляризованность есть векторная величина, характеризующая степень поляризации диэлектрика и равная пределу отношения электрического момента некоторого объема диэлектрика к значению объема, который стремится к нулю.

Линейные диэлектрики - это диэлектрики с безинерционными механизмами поляризации (электронной, ионной), у которых вектор электрического смещения линейно изменяется при изменении напряженности электрического поля.

Нелинейные диэлектрики - это диэлектрики, у которых наблюдается нелинейная зависимость вектора электрического смещения от изменения напряженности электрического поля.

Электрическое смещение (электрическая индукция ) вводится в уравнения электростатики как геометрическая сумма вектора напряженности электрического поля в данной точке диэлектрика Е, умноженного на электрическую постоянную, и вектора поляризованности Р в той же точке.

Время релаксации – это промежуток времени, в течение которого поляризованность диэлектрика после снятия поля уменьшается вследствие теплового движения молекул в e @ 2,72 раза от первоначальной, т.е. система из неравновесного состояния подходит к равновесному.

Время релаксации, энергия активации Э_а и частота собственных колебаний релаксирующей частицы f связаны соотношением

Сегнетоэлектрики - это диэлектрики, которые характеризуются доменной структурой и спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, направление которой может быть изменено за счет внешнего воздействия.

Температурный коэффициент диэлектрической проницаемости, К^-1, - это величина, показывающая, насколько изменяется диэлектрическая проницаемость при изменении температуры на один ⁰С.

Температурный коэффициент емкости, К^-1, - это величина, показывающая, насколько изменяется емкость конденсатора при изменении температуры на один ⁰С

Спонтанная поляризация – это поляризация, присущая сегнетоэлектрикам и заключающаяся в том, что воздействие внешнего поля способствует преимущественной ориентации электрических моментов доменов в направлении поля.

Доменная структура. Домены – это области сегнетоэлектрика макроскопического размера с равновероятным распределением направлений электрических моментов, вследствие чего результирующий электрический момент тела оказывается равным нулю.

Пьезомодуль - это поверхностный заряд на единице поверхности диэлектрика, который возникает под влиянием единицы давления, его размерность [Кл/Н].

Термоэлектретами принято называть электреты, получаемые охлаждением расплавленного или нагретого диэлектрика в сильном электрическом поле. После охлаждения диэлектрика в электрическом поле подвижность полярных молекул или свободных зарядов резко уменьшается, и диэлектрик может длительно сохранять сформированную остаточную поляризацию и заряды.

Фотоэлектреты получают из материалов, обладающих фотопроводимостью (сера, сульфид кадмия, сульфид цинка и др.), при совместном воздействии электрического поля и световой энергии. Фотоэлектреты могут длительно сохранять заряды в темноте и быстро разряжают­ся при освещении.

Радиоэлектреты получают воздействием на диэлектрик радиоактивного излучения. В результате ударной ионизации поверхностного слоя или внедрения в поверхностный слой диэлектрика ускоренных заряженных частиц поверхность диэлектрика оказывается заряженной.

Электроэлектреты получают воздействием на диэлектрик только электрического поля при комнатной температуре. В зазоре между электродом и диэлектриком свободные носители заряда (ионы и электроны), ускоренные полем, бомбардируют поверхность диэлектрика, создавая тем самым заряженный поверхностный слой.

Трибоэлектретами называют электреты, получаемые контактной поляризацией, т.е. трением двух диэлектриков. Образование поверхностного заряда объясняется различной работой выхода электронов. При плотном контакте двух диэлектриков электроны диэлектрика с меньшей работой выхода переходят в диэлектрик с большей работой выхода.

Сквозной ток – это ток, вызванный небольшим количеством свободных зарядов, имеющихся в диэлектрике.

Токи поляризации – это токи, вызванные мгновенными и замедленными видами поляризации

Удельные диэлектрические потери предел отношения диэлектрических потерь к некоторому объему изоляции, когда последний стремится к нулю.

Гидрофобные диэлектрики – это, в основном, неполярные диэлектрики, чистая поверхность которых не смачивается водой.

Гидрофильные диэлектрики - это полярные и ионные диэлектрики со смачиваемой поверхностью.

Объемная электропроводность – это электропроводность твердых диэлектриков, которая при низких температурах обусловлена передвижением слабо закрепленных ионов, в частности ионов примеси; а при повышенных температурах проводимость обусловлена переносом ионов основного вещества диэлектрика, освобожденных из узлов кристаллической решетки.

По­верхностная электропроводность – это электропроводность, которая обусловлена не столько свойствами самого диэлектрика, сколько состоянием его поверхности (степенью ее загрязненности, влажности, наличием трещин, пор.)

Угол диэлектрических потерь т.е. угол, дополняющий до 90⁰ угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи.

Флинты —это щелочные стекла с большим со­держанием оксида свинца.

Кроны —ще­лочные стекла, содержащие оксид бария.

Стекловидная фаза – это фаза, которая представляет собой прослойки стекла, связывающие кристаллическую фазу.

Газовая фаза в керамике - это наличие пор, микротрещин, наполненных воздухом. Газовая фаза является нежелательной, и ее наличие приводит к снижению механических и электрических свойств материала.

Стронциевая керамика изготовляется на ос­нове титаната стронция SrTiO₂ и используется для изготовления высокочастотных конденсаторов, к которым не предъявляют требований стабильности емкости.

Перовскитовая кера­мика получается на основе синтезируемого титаната кальция СаТiO_з, и используется для изготовления высокочастотных конденсаторов, к которым не предъявляют требований стабильности емкости.

Станнатная керамика изготовляется на основе станната кальция CaSnO₃, титаната кальция СаТiO_з и цирконата кальция СаZr0_з, Предназначена для изготовления контурных, разделительных и термокомпенсирующих конденсаторов. У термокомпенсирующих конденсаторов емкость снижается при повышении температуры. Свое название такой конденсатор получил в связи с тем, что его используют для термокомпенсации частоты контура, в котором индуктивность возрастает с повышением температуры.

Лантановая керамика содержит твердые растворы LaAl₂O₃ и CaTiO₃ и обладает достаточно высокой e = 40 –150 и tgd не более 5×10^-4. Ее применяют для изготовления высокочастотных термостабильных конденсаторов.

Форстеритовая керамика. Кристаллическая фаза такой керамики образована форстеритом 2 MgO×SiO₂ малым значением tgd = 1×10^-4 - 2×10^-4, высоким r (10¹⁴ – 10¹⁵ Ом×м), повышенным значением ТКl. Это позволяет использовать форстеритовую керамику для получения вакуумно-плотных согласованных металлокерамических спаев. Особенно часто эту керамику применяют, когда необходимо изготовить изоляторы корпусов полупроводниковых приборов на основе спаев керамики с металлами, обладающими повышенным ТКl, например с медью. Марки форстеритовой керамики:

Ф-58, ЛФ-11, КВФ-4 и др.

Стеатит. Кристаллическая фаза его состоит из мелкозернистого клиноэнстатита MgO×SiO₂, аморфная фаза из бесщелочного бариевого стекла. Стеатит обладает малой величиной диэлектрических потерь и высокой механической прочностью. Его широко используют при изготовлении элементов корпусов полупроводниковых приборов и интегральных схем, а также в качестве высокочастотного материала для изготовления проходных изоляторов, опорных плит, подложек, изолирующих колец и др. Наиболее часто используют стеатит марок СПК-5, СК-1, СНЦ, Б-17.

Глиноземная керамика. Глиноземная керамика в зависимости от содержания оксида алюминия называют глиноземным фарфором, ультрафарфором, корундо-муллитовой керамикой. Все они отличаются большой механической прочностью, твердостью, химической стойкостью, повышенным значением теплопроводности, высокими электроизоляционными свойствами. Наиболее широкое применение находят корундо-муллитовая керамика марки КМ-1, ультрафарфор маркиУф-46, из которых изготавливают крупногабаритные и механически прочные изоляторы корпуса мощных предохранителей, крышки к ртутным вентилям.

Температура Кюри для сегнетоэлектриков, это предельная температура, после которой происходит изменение структуры материала и сегнетоэлектрические свойства исчезают.

Время жизни электрета. Время, в течение которого значение остаточной поляризации уменьшится в 2,72 раза, называют временем жизни электрета. Оно может равняться десяткам лет, а для хороших электретов – сотням лет.

Полярные диэлектрики - это диэлектрики, содержащие электрические диполи, которые способны к ориентации во внешнем электрическом поле. В полярных диэлектриках кроме электронной наблюдают и дипольно-релаксационную поляризацию.

Неполярные диэлектрики – это группа диэлектриков, не содержащих в своей структуре электрических диполей, способных к переориентации во внешнем электрическом поле. Неполярным диэлектрикам свойственна в основном электронная поляризация.

Стример - намечающийся канал возрастающей проводимости газа.

Электрическая прочность - способность диэлектрика сохранять высокое удельное сопротивление в полях большой напряженности.

Дипольно-релаксационные потери – потери, вызванные дипольно- релаксационной поляризацией.

Пробивное напряжение - наибольшее значение напряжения, которое было приложено к диэлектрику в момент пробоя.

Стеклотекстолит представляет собой слоистый прессо­ванный материал, состоящий из двух или более слоев стеклоткани, пропитанной различными термореактивными связующими. Из стеклотекстолита изготавливают платы печатных схем, антенные обтекатели и другие радиодетали.

Гетинакс представляет собой листовой слоистый прессованный материал, состоящий из двух или более слоев бумаги, пропи­танной термореактивной смолой. Гетинакс легко поддается механической обработке, а тонколис­товые сорта гетинакса хорошо штампуются, особенно в подогретом состоянии. Следует отметить слабую дугостойкость гетинакса. Так, после искрового разряда на поверхности остается науглероженный слой с большой проводимостью. Из гетинакса изготавливают дета­ли радиотехнического и электротехнического назначения.

Текстолит —слоистый пластик, в котором в качестве напол­нителя используют хлопчатобумажную ткань, пропитанную термо­реактивной смолой фенолоформальдегидного типа. Листовой текстолит применяют как конструкционно-изоляционный материал для изделий, подвергающихся ударным нагрузкам или работающих на истирание (например, детали переключателей).

Конденсаторная бумага является наиболее тонким и высококачественным видом электроизоляционных бумаг; ее выпус­кают следующих марок: КОН — обычная конденсаторная бумага; СКОН — специальная улучшенного качества; МКОН — конденса­торная бумага с малыми диэлектрическими потерями. Для повышения диэлектрической проницаемости и элек­трической прочности бумагу пропитывают различными типами пропиточных масс. Пробивное напряжение для различных бумаг после пропитки составляет 240—680 В, tgd = 0,0009—0,0018 при температуре 60°С, а при температуре 100°С tgd = 0,001—0,0035.