- •Глава 9. Керамические конденсаторные материалы и технология производства керамических
- •9.1. Сегнетоэлектрические вещества
- •Характеристики некоторых сегнетоэлектриков со структурой перовскита
- •Примеры соединений сложного состава со структурой перовскита
- •Примеры сегнетоэлектриков со слоистой перовскитоподобной структурой
- •9.1.1. Понятие об антисегнетоэлектриках
- •Антисегнетоэлектрики кислородно-октаэдрического типа
- •9.1.2. Сегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом
- •9.2. Классификация керамических конденсаторных материалов и общие принципы их получения
- •9.2.1. Керамические материалы для конденсаторов первого типа – высокочастотная конденсаторная керамика
- •9.2.2. Основные физико-химические принципы получения высокочастотной конденсаторной керамики
- •9.2.3. Высокочастотные керамические конденсаторные материалы
- •Характеристики различных модификаций ТiO2 и некоторых титанатов
- •Электрические свойства барийлантаноидных тетратитанатов
- •9.2.4. Керамические материалы для конденсаторов второго типа – конденсаторная сегнетокерамика
- •9.2.5. Материалы с максимальной диэлектрической проницаемостью
- •Относительное изменение реверсивной диэлектрической проницаемости для некоторых керамических материалов с максимальной при различных напряженностях постоянного электрического поля
- •Фундаментальные физические характеристики некоторых индивидуальных сегнетоэлектриков (данные для монокристаллов)
- •Упругость паров оксида свинца при различных температурах
- •9.2.6. Материалы с повышенной стабильностью диэлектрической проницаемости
- •Относительное изменение реверсивной диэлектрической проницаемости для некоторых стабильных сегнетокерамических материалов при различных напряженностях постоянного электрического поля
- •9.3. Керамические конденсаторы
- •Диэлектрические потери в электродах монолитных конденсаторов
- •Глава 10. Химия и технология позисторной
- •10.2. Применение керамических терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления
- •Электрические параметры терморезисторов
- •10.3. Получение титаната бария
- •10.4. Формирование полупроводниковых свойств титаната бария
- •10.5. Позисторный эффект
- •Сопротивления образцов позисторной керамики
- •10.6. Особенности технологии позисторной керамики
10.6. Особенности технологии позисторной керамики
Материалы.Под титанатом бария обычно понимают химическое соединениеBаTiO3. Правда, такое определение неточно, так как в системеBaО–TiO2существуют более стабильные соединения, например, ортотитанат барияBa2TiO4, а также целый ряд полититанатов, cреди которых наиболее важенBa6Ti17O40, используемый в производстве позисторов. Основу же керамики составляет упомянутое соединениеBaTiO3, которое правильнее было бы называть метатитанатом бария.
При формировании полупроводниковых свойств у титаната бария реализуются в основном два механизма: управление валентностью и принудительного восстановления.
Элементы, препятствующие управлению валентностью. Элементы, применяемые для замещения Ba, но имеющие валентность ниже Ba или элементы, применяемые для замещения Ti, но имеющие валентность ниже Ti, обычно препятствуют управлению валентностью. К ним относятся щелочные металлы, железо и др. В этих случаях реакция протекает следующим образом:
|
Ba2+1-xLa3+x [Ti4+1-xTi3+x ]O2-3+xNa → Ba2+1-2xLa3+xNa+xTi4+O23. |
(119) |
Видно, что включение в решетку натрия влечет за собой исчезновение иона Ti3+, что и является причиной превращения полупроводника в диэлектрик. Явление, при котором полупроводник с управляемой валентностью становится диэлектриком, называется «компенсацией валентности». Необходимо быть очень внимательным, так как элементы, способные компенсировать валентность, могут содержаться в любом из сырьевых материалов в виде посторонних включений (загрязнений).
Особенности технологии позисторов связаны с необходимостью:
– использования при синтезе полупроводниковой керамики высокочистых исходных компонентов (марок ОСЧ, чистотой до 99,85);
– точного соблюдения стехиометрии керамических составов; введения микроскопических добавок на молекулярном уровне и равномерного их распределения, исключения загрязнения шихты в процессе производства, в том числе диспергирующими и связующими жидкостями;
– строгого соблюдения режима и атмосферы обжига, технологии нанесения электродов.
Стадия спекания весьма чувствительна в отношении температурного режима, особенно на этапе охлаждения и подбирается сугубо экспериментально.