0. 4.4.3. Ситаллы (стеклокерамика).

Ситаллы ― поликристаллические материалы, получаемые путём направленной кристаллизации стёкол. Структура ситаллов представляет собой смесь очень мелких беспорядочно ориентированных кристаллов (60÷95%) и остаточного стекла (40÷5%). Для образования большого количества кристаллов в стекломассу добавляют тонкодисперсные примеси оксидов титана, сернистое железо и др., которые образуют центры кристаллизации. Основную часть стекломассы составляют оксиды кремния. От стёкол ситаллы отличаются иным химическим составом, строением и занимают промежуточное место между стёклами и керамикой.

Ситаллы превосходят стёкла по своим диэлектрическим, механическим, тепловым и химическим свойствам и имеют невысокую стоимость благодаря доступности сырья.

Ситаллы используются в качестве подложек и корпусов гибридных микросхем, приборов электронной техники, конденсаторных материалов.

0. 4.4.4. Электротехническая керамика.

Керамика ― поликристаллический гетерогенный твёрдый, плотный материал, получаемый по керамической технологии, основой которой является высокотемпературный обжиг (спекание) исходной массы. К керамике относят не только традиционные глиносодержащие, но и другие неорганические материалы, получаемые по керамической технологии (полупроводниковые, магнитные, проводниковые).

Любая керамика ― материал многофазный, состоящий из кристаллической, амфорной и газовой фаз. Свойства керамики определяются химическим и фазовым составом, макро- и микроструктурой, технологией производства.

Сырьём для получения керамики служат: глинозём (Al₂O₃), кремнезём (SiO₂), алюмосиликаты, кальцит, тальк, магнезит, минералы, оксиды металлов и другие химические соединения.

Керамика перспективный материал будущего в связи с её много функциональностью, доступностью сырья, относительно низкими затратами при получении, безопасностью и экологичностью производства.

По электрическим свойствам установочную и конденсаторную керамику подразделяют на низкочастотную и высокочастотную. По виду используемого сырья выпускаемая керамика делится на десять классов.

С начала развития электротехники и по настоящее время фарфор один из основных материалов для производства малоответственных установочных деталей (розеток, патронов, электрических ламп, изоляторы и др.). Сырьём для низкочастотного изоляторного электрофарфора служат специальные сорта глин, кварц и полевой шпат (tqδ = 10^-2, ρ = 10¹² ÷10¹³ Ом∙м).

Высокочастотный радиофарфор получают введением в стекловидную фазу оксида бария (ВаО) для уменьшения потерь tqδ.

Высококачественный керамический материал ультрафарфор получен добавлением в исходное сырьё большого количества корунда (природная окись алюминия Al₂O₃). Ультрафарфор имеет повышенную прочность и теплопроводность, меньший tqδ. Он применяется для изготовления ответственных установочных деталей сложной конфигурации, высоковольтных конденсаторов, плат и подложек.

Кроме керамических материалов, получаемых из оксидного сырья, существуют безоксидные керамические материалы ― нитриды, карбиды, силициды и их композиции. В микроэлектронике широко применяют нитрид бора (ВN), который является электроизоляционным материалом высокой нагревостойкости.

Достоинства керамики ― высокая нагревостойксть, негорючесть, радиационная и химическая стойкость, неподверженность старению. Недостатком многих видов керамики является пористость. Поэтому керамические изделия часто покрывают глазурью.

Конденсаторная титаносодержащая керамика имеет высокую диэлектрическую проницаемость. Рутил (двуокись титана) имеет , а титанат бария ― .

Электроизоляционные керамические тонкие плёнки получают напылением при изготовлении конденсаторов, полупроводников, интегральных схем.

Основные свойства керамических материалов. Таблица 4.2

Материал	Плотность, кг/м3	Удельное, объёмное сопротивление, Ом∙м	Диэлектрическая проницаемость	tqδ при 20°С	Электрическая прочность при 50Гц, кВ/мм
Электрофарфор	2400	1010÷1012	6÷7	0,030	30÷32
Радиофарфор	2600	1012	6-6,5	0,045	15÷20
ультрафафор	30000	1012	6÷7	0,0008	15÷20