Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 2 (3-е изд., 1987) (1152096), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Это обусловлено тем, что мелкие кристаллические зерна по сраинению с крупными содержат меньшее количество дефектов, промежуточный слой между кристаллами и тонкозернистых материалах тоньше и плотнее, чем у материалаз с прослойкой крупнозернистых материален, э тонкозеринстых материалах разрушение образца происходит преимущестееино по зернам, а у крупнозернистых — и оснаниом по межкристаллической прослойке. Мелкозернистость структуры может быть достигнута тониим помолом исходных материалон, добавкой небольшого количестна (до 1 %) модификаторои, имеющих иную кристаллическую стРуктуру. чем структура осноэнай фазы, н тормозящих рост кристаллов, а также сокращением длительности обжига и охлаждения и интервале интенсиеиой кристаллизации. Так, добавка ВпО [1 о(>) с гексагональнай структурой к СаТ10а со структурой пероэскита поззоляет получать керамику с размерами кристаллических зерен 1 — 5 мкм, а добавка такого же количестиа ЗгТ10а способствует расту кристаллических зерен до 70 †1 мкм.
В первом случае среднее значение Еаг материала составляет 24, а еа втором — 15 МВтм. Аналогичные результаты получены также при добавке к титанату бария оксида самария илн пироаитимоната кальция, Электрическая прочность зависит и от технологии изготовления керамических изделий.
Та блица 23.40. Электрическая прочность и плотность материала М-900 з зависимости ат технологии изготовления образцов Метод иаготоааааии опраацои Полусухое прессоэание, обжиг при 1220'С с выдержкой 2 ч Изостатнческое прессование прн 100 МПа, обжиг при!240 С Горячее литье Высокотемпературное прессоэание е микролитоных пресс-формах при 2! МПа и 1260'С В табл. 23.40 приведены значения электрической прочности и плотности для керамики М-900 на основе тзердаго раствора титанатое стронция и висмута, полученные на образцах, изготоалеи.
4 23.6 Евюокочастотная керамика с высокой диэлектрической 1»роки((целостью 245 ных различными способами. Как видно, наибольшие значения Е«р и плотности обеснечивает высокотемпературное прессоиание. Достаточно высокое значение Е,р керамики достигается также методом водного взкуумированного шликсрного литья в гипсовые формы с последующей доформовкой.
Так, для широко применяемого прн изготовлении высоковольтных конденсаторов керамического материала М-130 значение Е,р в однородном поле и при постоянном напряжении на образцах, наготовленных по этой технологии, достигает 40 МВ/м, а на образцах, изготовленных вытачиванием из болванок, она не превышает 15 МВ!м. Электрическая прочность керамических ма. териалов из-за его неоднородности изменяется и в однородном поле и зависит от времени воздействия напряжения.
Предполагается, что причина этого явления — искажение электрического поля из-за дефектов внутри материала. Следует отметить, что импульсная прочность конденсаторных материалов не превышает их прочности при переменном напряжении 50 Гц, т. е. коэффициент импульса близок к 1. На рис. 23.24 приведена зависимость Е«р керамики Т-150 от температуры при различных частотах. С ростом частоты точка перегиба, характерная для начала теплового пробоя. смещается в сторону более высоких температур, при этом Е р сохраняет невысокое абсолютное значение. Температура перегиба обусловлена температуров заметного роста 105 при аютветсгвующих частотах.
Коиценсаторные материалы на основе химических соединений оксидов при условии, что в составе этих материалов отсутствуют щелочные ионы, обладают преимущественно электронным характером электропроводности. На рис. 23.25 приведены зависимости удельной проводимости от Е при температуре 100'С для некоторых конденсаторных материалов. Значение у для материалов М-15 и М-!30 не зависит от Е до значения 6 МВ)м и более, тогда как для М-70 н М-21 (на основе титаната цинка) эта зависимость обнаруживается уже и и Е(0,25 МВ/м. МР атериалы для низкочастотных конденсаторов характеризуются высокими и сверхвысокими значениями е„повышенным и большим значением (пб, небольшим значением Е»р по сравнению с другими высокочастотными конденсаторными диэлектриками.
Для этих материалов, за исключением предусмотренных группой «а» классов 1Ч и Ч, характерна нелиней- ау - д) . 7) "И Я + О ЮЕ,МЗ/м Рис. 23.25. Зависимости удельной проводимости от напряженности электрического поля для конденсаторных материалов при температуре 100'С» 1 — Са(Т), за]Ов) 3 — Св(Т!, 2»)О»1 3 — ха(Т1, 2»)О»1 « — (Т(, 2»1О» ная зависимость а, от напряженности электрического воля и температуры. Керамика группы «а» класса 1Ч, обладающая наибольшим значением Е » н наименьшим 155 среди низкочастотных конденсаторных материалов, предназначена для изготовления импульсных конденсаторов и конденсаторов, используемых в цепях постоянного тока, материалы группы «а» класса Ч вЂ д изготовления конденсаторов, приыеняемых в аппаратуре, где необходима повышенная температурная стабильность емкости. Для получения материалов Т-900, М-900 и Т-1000 группы «а» классов !Ч и Ч используют композиции титаиатов стронция и висмута.
Эти материалы синтезируются из чистых оксидов стронпня, олова, висмута и титана. Кроме того, для улучшения технических свойств материалов к ним в небольшом количестве добавляют оксвды цинка и марганца. Материалы, предусмотренные группами «б» вЂ «е» класса Ч и предвазначенные для производства конденсаторов низкой частоты и по- Е р,Мам 3' Л 0,5 «!ОО ЛО зо ор 80 й)О 0,'3 О 5О (ОО 75О зОО25ОЗОО 35О К Рис. 23.26, Температурные зависимости в, для конденсаторных сегнетокерамических матери- алов: )-З вЂ” »»«Р)»МЗ Р«СВВЮР Ва, Са(Т1, за, 2»)О» С ПРИ- Ме«аив( «ОЭУ«ѫ(Т1, за, 2»)(в+О ОЗС«»5Ь»О» Рнс.
23.24. Температурная зависимость Е,р керамики Т-150 при различных частотах Равд. 23 Электротехническая яерплияа Т а б л и ц а 23.41. Параметры низкочастотных конденсаторных материалов Темпера. тура об!кого, 'С е лрл точке крл, с цп ' мв) е прп ЗО ча р прл |ю 'с, ам и Тп л|о Кюрл, ка 5,5 10|о Взо оо'Сао обго ы (Тоо |Е|м|) Оз+ +О, 1ЩО 8,4 5000 4700 4кп Вао,|Сап | (Т|о,оЕгод)Оз + О, 11.азОз+ + 0,5В!зОз !5 7,9 5. 10о 1340 !Ото 30 3800 Вао,ооСао щ (Т!о,ыЕго,оо) Оз 3500 Гбш ! 360 30 6000 (Взо,оаЯо,азСао,нТ!) Оз !Ото ЖОО 30 6000 !0|о 0,99ВаТ10з +0,01СазБЬзО| 850 — 1 000 7 — 10 1Он 20 ИВО 1500 Вао,о|РЬо.ооТ|Оз Вао,оо|Са, тй [Т|о,он Его о|дна,ооо) Оз + -[ 0,03 ('В1з5пз) Оз в 6900 !Ого И!00 Вао ооСао |з [Т|о,оз5по,!!Его,о!)Оз+ +О,а'(В!з 5шз)Оз' !О'о 10 200 Вао оСао | (Т!о,оЕгоз) Оз + 0,07$паОз + +0.5В!зОз Вао о|Сап |3 (Т!о кт3по оооо + Его озо)0 з+ +0,8 (ЙзОз+МпО) стоянного вепря|кения, полу~ают с использованием керамических сегнетоэлектриков на основе твердых растворов титаната, станната и цирконата бария, стронция и кальция (табл.
23.4!). Температурные зависимости для них приведены на рис. 23.26. Емкость сегнетоэлектрнческвх конденсаторов уменьшается от времени хранення: в течение первых двух суток на 4 То, последующих 3 — 5 суток на 4,8 о(! и 6 — 9 суток на 5,1 о[о, а затем она практически остается неизменной. 23.7. ТЕРМОСТОИКАЯ КЕРАМИКА Керамику с очень низким ТК1, способную многократно выдерживать большие термаудары, принято называть термостойкой, Стойкость керамики к термоударам обусловливается комплексом свойств и зависит от ряда физико- механических и теплофнзических показателей, таких, как прочность при растяжении, модуль упругости, коэффициент Пуассона, ТК1, коэффициент теплопроводностн, а также структуры материала, размеров и конфигурации керамических изделий.
Стойкость к термоударам явлнется наиболее ва|кным фактором для выбора конструкционнаго материала при заданных термомеханическнх режимах. К термостойким керамическим материалам с малым ТК! согласно ГОСТ 20419-83 (СТ СЭВ 3567-82) относятся плотные материалы на основе алюмосиликата магния (кордиерят 2МцО 2А!оОо 58!О,) или бария (цельзиан ВаО А1|0|.2ЯОо) группы 400 (табл. 23.42) и пористые термосгойкие группы 500 (табл. 23.43); последняя группа материалов включает в себя материалы на основе алюмосилвката магния (подгруппы 510 — 512), отличаюшиеся по значению пористости и физико-механическим свойствам, высококордиеритовый парис. тый материал (подгруппа 520) и высокоглиноземистый порвсгый термастойкий материал (подгруппа 530).
Тсрмостойкая керамика широко используется для изготовления широкого ассортимента специальных изоляторов в электронагревательных устройствах, стойких к термоударам, дугогасительных решетках высоковольтных выключателей, камер взрывоопасных устройств, параметрических защитных трубок и др. В качестве термостойкой керамики кроме корднерита нспопзуются также литийсодержащая, цнрконовая и коруидавая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
