Навигация
Неорганические стекла и ситаллы
26036
знаков
0
таблиц
0
изображений
5. Неорганические стекла и ситаллы
Cтекла - неорганические аморфные твердые вещества, в которых при наличии ближнего порядка отсутствует дальний порядок в расположении частиц.
Стекла получаются при быстром охлаждении расплавленной стекломассы для уменьшения вероятности перехода в кристаллическое состояние. Свойства диэлектриков проявляют лишь оксидные стекла. Основу оксидного стекла составляет стеклообразующий окисел (SiO2, B2O3, GeO2, P2O5). Наибольшее распространение получили силикатные стекла (т.е. на основе SiО2) благодаря химической устойчивости, дешевизне и доступности сырьевых компонентов.
Силикатные стекла по составу, а в связи с этим и по электрическим свойствам (тангенсу угла диэлектрических потерь и удельной проводимости) можно подразделить на три группы.
Б е с щ е л о ч н ы е с т е к л а (отсутствуют окислы натрия и калия). Стекла этой группы обладают высокой нагревостойкостью, высокими электрическими свойствами, но из них трудно изготовить изделие. В эту группу входит кварцевое стекло (плавленный кварц). Кварцевое стекло имеет наименьшее значение температурного коэффициента линейного расширения aiиз всех известных веществ вообще. Благодаря высокой нагревостойкости и химической инертности к действию большинства реактивов кварцевое стекло получило широкое применение в технологии производства чистых веществ в качестве конструкционного материала. По электрическим свойствам кварцевое стекло относят к хорошим высокочастотным диэлектрикам (e = 8, r ³ 1016 Ом× м; tgd = 2 ×10-4 на частоте 106 Гц.).
Щ е л о ч н ы е с т е к л а б е з т я ж е л ы х о к и с л о в или с незначительным их содержанием. Эта группа стекла состоит из двух подгрупп: натриевые; калиевые и калиево-натривые. В эту группу входит большинство обычных стекол. Введение окисла щелочных металлов существенно ухудшает электрические свойства стекол: возрастают диэлектрические потери и увеличивается диэлектрическая проницаемость, что связано с усилением ионно-релаксационной поляризации, одновременно наблюдается уменьшение удельного сопротивления, так как возрастает количество ионов, участвующих в процессе электропроводности.
Щ е л о ч н ы е с т е к л а с в ы с о к и м с о д е р ж а н и е м т я ж е л ы х о к и с л о в (например, силикатно-свинцовые и бариевые) характеризуются высоким значением e и малыми потерями даже при значительной добавке щелочных окислов.
Диэлектричекая проницаемость стекол увеличивается с повышением температуры.
По техническому назначению стекла можно подразделить на следующие основные типы:
электровакуумные, применяемые для изготовления баллонов, ножек и других деталей электровакуумных приборов. Температурные коэффициенты линейного расширения стекла и соединяемых с ним материалов должен быть приблизительно одинаков, чтобы при изменении температуры избежать растрескивания стекла, а также нарушения герметичности в месте ввода металлической проволоки в стекло. Для высокочастотных приборов используют стекла с низкими диэлектрическими потерями;
изоляторные стекла - используются в качестве герметизированных вводов в корпуса различных приборов;
лазерные стекла - используются в качестве рабочего тела в твердотельных лазерах;
стекловолокно - волокно, изготавливаемое из тонких стеклянных нитей (диаметром 4 - 7 мкм), обладает высокой нагревостойкостью, значительной механической прочностью и хорошими электроизоляционными свойствами;
световоды - это жгуты, скрученные из волокон, имеющих сердцевину и оболочку из стекол разного состава, с различными коэффициентами преломления, используемые для передачи света между источником и приемником излучения.
Бесщелочные стекла типов С41-1 (алюмосиликатное), С48-3 (боросиликатное) и плавленный кварц применяются для изготовления подложек тонкопленочных гибридных интегральных микросхем.
С и т а л л ы - это стеклокристаллические материалы, полученные путем кристаллизации стекол специально подобранного состава. Они занимают промежуточное положение между обычными стеклами и керамикой. В состав стекол, склонных к кристаллизации, вводят вещества, образующие зародыши кристаллизации. Этим стимулируется процесс кристаллизации стекла по всему объему. Размер кристаллов составляет 0.05 - 1 мкм.
Ситаллы отличаются от стекол своим кристаллическим строением, а от керамики - значительно меньшим размером кристаллических зерен.
Как правило, ситаллы обладают более высокими электроизоляционными свойствами (в частности более низким tgd), чем аморфные стекла того же состава, а по сравнению с керамикой обладают более высокой электрической прочностью. Ситаллы отличаются повышенной механической прочностью (примерно в 10 раз прочнее прокатного стекла), высокой твердостью, высокой температурой размягчения (до 1350 °С) и термостойкостью (300 - 700 °С).
По техническому назначению ситаллы можно подразделить на установочные и конденсаторные. Установочные ситаллы широко используются в качестве подложек гибридных интегральных микросхем и дискретных пассивных элементов, деталей СВЧ. Достоинством ситалловых конденсаторов является повышенная электрическая прочность по сравнению с керамическими конденсаторами.
Похожие работы
... линейному закону в зависимости от механических усилий F (рис. 36,а). Q = dF; Q/S = qs = R = dd, где d - пьезомодуль; S - площадь; qs - заряд на единицу площади, Р - поляризованость, d - механическое напряжение в сечении диэлектрика. Пьезомодуль d численно равен заряду, на единице площади поверхности при приложении к нему единицы давления. Величина пьезомодуля составляет около 10-10 Кл/Н. ...
ион в муждуузелье Существуют и линейные дефекты. В этом случае искажение кристаллической решетки захватывает не одну элементарную ячейку, а ряд соседних (дислокации и двойники). У аморфного тела определенный порядок расположения атомов соблюдается только в пределах элементарной ячейки – ближний порядок. Аморфное вещество часто называют переохлажденной жидкостью, тк ближний порядок ...
... resistor – сопротивление. Тиристоры представляют класс полупроводниковых приборов, который подразделяется на диодные (динисторы), триодные (тринисторы), запираемые и симметричные (симисторы). 5. История развития полупроводников После изобретения в 1904 г. Дж. Флемингом двухэлектродной лампы-диода и Л. Де Форестом в 1906 г. трехэлектродной лампы-триода в радиотехнике произошла революция. ...
... цепи для передачи и преобразования электрической энергии и цепи для передачи и преобразования информации. Основные понятия и элементы линейных пассивных электрических цепей Электрический ток и напряжение - основные величины, характеризующие состояние электрических цепей. Электрический ток в проводнике есть упорядоченное перемещение электрических зарядов. Ток оценивают интенсивностью или ...
0 комментариев