074e-orgreview (Исследование работоспособности сегнетокерамических конденсаторов при повышенных электрических нагрузках)

Акционерное Рои4естео нАучнО-исследонАтельский институт Тес.: (812) 247-14-50, 24?-14-60 Факс: (812) 552-60-57 Те(.: (812) 247-14-50, 247-14-60 Гак; (812) 552-60-57 )гору?ттгттко(г(сонг).го Е-го а((:2471450(До(г(сонг).го Россна, 194223, Санкт-Петербург, Курчатова, 10 10 Когсьа(оч в(г., 8(. Ре(агвЬого, 194223, Гтовв!а ИНН(КПП 78О21441447760201 001 .7?.Ж,'~ щ ~Фб/- гт;Я от И жДАЮ о директора т.н.,доцент Беленький АО« ОТЗЫВ ведущей организации на диссертационную работу Плотникова Андрея Павловича на тему: «Исследование работоспособности сегнетокерамических конденсаторов при повышенных электрических нагрузках», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.02 — «Электротехнические материалы и изделия» Актуальность работы Керамические конденсаторы широко применяются в радиоэлектронной аппаратуре самого разнообразного назначения.

Важнейшей тенденцией развития современной радиоэлектронной аппаратуры является ее миниатюризация, что определяет повышенные требования к улучшению массогабаритных характеристик самых массовых многослойных керамических конденсаторов. Особенностью сегнетокерамических конденсаторов является существенная зависимость их емкости от напряжения и температуры, что значительно усложняет расчет потерь в рабочем диэлектрике конденсатора и оценку работоспособности конденсатора при различных видах электрических нагрузок.

В диссертации рассматривается работа сегнетокерамических конденсаторов при электрических нагрузках превышающих номинальные. Повышение нагрузки на конденсатор, сверх номинальной, может быть оправдано только в ряде случаев применения в аппаратуре, не рассчитанной на длительные сроки эксплуатации. Безусловно, ценными представляются сведения о поведении электрофизических характеристик в диапазоне температур и напряжений, значения которых значительно превышают номинальные, Таким образом, тема диссертационной работы Плотникова А.П.

и решаемые в ней задачи являются актуальными. Научная новизна По итогам рассмотрения диссертации можно отметить следующие результаты, обладающие научной новизной: 1. Обнаружено, что рост потерь в исследованных конденсаторах носит термоактивационный характер и при температурах свыше 200'С также зависит от напряженности электрического поля. 2. Установлено, что снижение времени до отказа конденсаторов с ростом частоты и амплитуды действующего напряжения носит степенной характер. 3. Предложена обоснованная теоретически и проверенная экспериментально модель зависимости емкости сегнетокерамических конденсаторов от приложенного напряжения.

На основании предложенной модели получены аналитические решения для процессов заряда-разряда конденсатора с нелинейной зависимостью емкости от напряжения, Показано хорошее соответствие полученных решений данным эксперимента. Практическая значимость результатов работы 1. Разработан испытательный стенд для изучения работоспособности сегнетокерамических конденсаторов при повышенных электрических нагрузках. Стенд позволяет изучать работоспособность на переменном напряжении различных форм, с действующим значением до 600 В, частотой от 45 Гцдо 1 КГЦ. 2.

Обнаружено соответствие функций распределения кратковременной электрической прочности изучаемых в работе конденсаторов нормальному закону. Установлено, что средняя электрическая прочность образцов конденсаторов групп температурной стабильности емкости Х7К и У5Ъ' при росте температуры уменьшается по линейному закону, в то время как для 2'.513 и Н50 практически не испытывает изменений вплоть до 240 'С. 3. Получены зависимости емкости и танге нса угла потерь сегнетокерамических конденсаторов от напряженности электрического поля и перегрева поверхности конденсатора при воздействии напряжений и температур, значительно превышающих номинальные.

4. Предложена методика определения зависимости емкости сегнетокерамического конденсатора от напряжения на основе анализа кривой разрядного напряжения, позволяющая достаточно быстро получить искомую характеристику с удовлетворительной точностью, не прибегая к мостовым схемам измерения. 5. Показано, что образцы исследованных конденсаторов типа Х7К обладают максимальной электрической прочностью среди остальных образцов исследованных типов конденсаторов, при этом выдерживают при прочих равных наибольшие перегрузки по напряженности электрического поля.

Достоверность полученных результатов В представленной диссертационной работе разработаны и применены методики исследования с использованием современных измерительныхприборов. Получен достаточно большой объем экспериментальных данных и проведена их статистическая обработка. Математические расчеты и численное моделирование характеристик сегнетокерамических конденсаторов осуществлялось с помощью современных программных пакетов.

Теоретический анализ производился на основе известных методов теории дифференциальных уравнений. Учитывая вышесказанное, результаты диссертационной работы можно считать достоверными. Замечания н вопросы по диссертации В ходе ознакомления с текстом диссертации возникли следующие замечания и вопросы: 1. В диссертационной работе не приведены сведения, объясняющие мотивацию автора при выборе объектов исследования и параметров электрической нагрузки. Актуальным представляется сравнительное исследование сегнетокерамических компаундированных и чип-конденсаторов, которые находят массовое применение в современной технике. Однако чип- конденсаторы не были исследованы.Чем обусловлен выбор в качестве объектов исследования конденсаторов именно выводной конструкции? 2.

В литературном обзоре излишне большое внимание уделено изложению известных сведений о вариантах конструкций многослойных конденсаторов и подробному описанию общеизвестных фактов о сегнетоэлектриках. Вместе с тем значительно меньшее внимание уделено химическому составу современной сегнетокерамики. Известен ли химический состав сегнетокерамических материалов исследуемых конденсаторов и каково возможное влияние состава на работоспособность конденсаторов при повышенных нагрузках? 3. Полученные автором электро физические характеристики конденсаторов типа У5Ч практически не отличаются от таковых для Х7В, Между тем известно, что материалы, применяемые для производства данных типов конденсаторов, существенно отличаются по своему составу, что определяет разницу в поведении характеристик конденсаторов: температурной зависимости емкости, зависимости емкости от постоянного напряжения смещения и т.д. Как автор объясняет данный факт? 4.

Автор никак не объясняет наблюдаемое нарушение пропорциональности величины мощности потерь сегнетокерамического конденсатора квадрату действующего напряжения. 5. В тексте диссертации используются термины некорректно отражающие технический смысл характеристик конденсаторов: "тангенс угла диэлектрических потерь конденсатора" (стр.53), "удельная проводимость конденсаторов" ~стр.7), "диэлектрическая проницаемость конденсаторов" (стр.81). б. В диссертации используются не соответствующие отечественным нормативным документам условные графические обозначения элементов электрических схем.

7. Отсутствуют критерии и оценка возможности использования полученных сроков службы конденсаторов других габаритных размеров, обладающих другими тепловыми постоянными времени, определяющими, в том числе, общее время наработки конденсаторов до отказа.

Заключение Диссертация Плотникова А.П. на тему «Исследование работоспособности сегнетокерамических конденсаторов при повышенных " электрических нагрузках» является законченной научно-квалификационной работой. Полученные результаты опубликованы автором в 15 работах, из них 9 в Коршак -Мария Николаевна И.о.

начальника лаборато Сак Александр Викторович Начальник НПК КК и Ф ~и и рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК, в том числе 7 индексируемых в базах Бсорпз и %еЬойс1епсе, отличаются актуальностью и могут быть применены при эксплуатации сегнетокерамических конденсаторов в расширенных диапазонах воздействующих факторов. Диссертационная работа полностью удовлетворяет требованиям пунктов 9 — 14 «Положения о присуждении ученых степеней», утвержденного Постановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24.09.2013 г., а сам автор — заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.02— «Электротехнические материалы и изделия». .