Рис. 2-5. Типы твердых растворов.

Как показано на рис. 2-5, твердые растворы могут быть типа внедрения (а) и типа замещения (б и в), причем на рис. 2-5,б приведен вариант, когда замещающие атомы круп­нее, чем атомы основного компонента, а на рис. 2-5,в — вариант, когда заме­щающие атомы меньше. Однако во всех случаях из-за того, что в твердом раство­ре находятся атомы разного размера, ячейка основного компонента деформиру­ется. Следовательно, размер ячейки, о котором говорится в правиле Вегарда, в целом представляет собой среднюю величину.

Рис. 2-6. Параметры решетки в системе РbTiO3— (NaNd)1/2TiO3 (по данным Сакада).

На рис. 2-6 показано, как изменяются постоянные решетки у ке­рамики в системе PbTiO3—(NaNd)1/2TiO3) измеренные Сакада. При большом количестве РbTiO3 происходит некоторое отклонение от пра­вила Вегарда, но в общем оно, как видно, соблюдается.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Технология изготовления может иметь определенные отличия при получении дисковых или пластинчатых плоских, трубчатых, многослой­ных керамических конденсаторов, крупных конденсаторов высокого на­пряжения и т. п.

Составы шихты для керамических конденсаторов с высокой диэлектрической проницаемостью

В табл. 7-3-1 приведены составы шихты, предназначенной для изготовления керамических конденсаторов с высокой εs. Если использовать эти мате­риалы, то, очевидно, исклю­чается операция составления шихты.

Трубчатые малогабарит­ные керамические конден­саторы обычно имеют толщину стенки 0,2—0,5 мм, поэтому формование сухим способом за­труднительно, и обычно их изготовляют протяжкой мокрым спосо­бом. При изготовлении изоляторных трубок из обычной керамики исходные компоненты содержат определенное количество глинистых материалов и поэтому для придания пластичности достаточно лишь до­бавить соответствующее количество воды. Кроме того, толщина стенок у изоляторных трубок больше, что также облегчает протяжку. В случае же керамических диэлектриков исходные компоненты сами по себе абсолютно не пластичны, поэтому в них вводят 7—10 масс.% связки. В качестве связки используют клейстер из пшеничной муки, сахар и другие материалы, их необходимо тщательно смешать с исходными ком­понентами, так как плохое смешивание становится причиной образова­ния пор типа булавочных уколов. Кроме того, в связи с попаданием в смесь пузырьков воздуха для их удаления желательно использовать вакуумную массомялку, позволяющую при том же количестве связки получать более высокую пластичность. Из трубчатого мундштука мас­са выдавливается так же, как при изготовлении макарон. В мундштуке создается довольно значительное трение, поэтому со временем толщина стенки трубки возрастает. Это оказывает влияние на емкость конден­сатора. Полученные протяжкой трубки содер­жат определенное количество связки и воды, поэтому необходима мед­ленная сушка. Интенсивная сушка приводит к искривлению трубок и образованию трещин. По прошествии определенного времени трубки разрезают в соответствии с заданными размерами. Затем тщательно высушивают, помещают в капсели и обжига­ют. При изготовлении трубок таким способом необходимо уделять осо­бое внимание процессам сушки и удаления связки, поскольку количество связки в данном случае значительно боль­ше, чем при изготовлении дисков и пластин сухим способом.

Кроме того, иногда удобно пластины толщиной 0,2 мм и меньше (в обожженном виде) формовать рассмотренным выше способом про­тяжки, а для придания желаемой формы (пластины или диска) исполь­зовать метод штамповки.

ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ

Конденсатор — это диэлектрик + электроды. Только один диэлектрик нельзя назвать конденсатором. Следовательно, какими бы хорошими ни были характеристики диэлектрика, но если на него нельзя нанести элек­троды, то он не может быть использован в качестве конденсаторного материала. В этом заключается принципиальное отличие конденсатор­ных материалов от предназначенных только для электрической изоля­ции.

В качестве электродов для керамических конденсаторов, начиная с того времени, когда подобные конденсаторы получили практическое применение большей частью используют серебро, наносимое методом вжигания. В Европу эта техника возможно попала из Японии, где она издревле применяется -для декодирования бытовой керамики. Этот традиционно применяемый способ вжигания серебра, под каким бы углом зрения его ни рассматривать, несомненно, остается одним из луч­ших, которому и сегодня, кажется, не видно замены. В последнее вре­мя в отдельных случаях пытаются использовать безэлектролизное галь­ваническое покрытие и другие способы, однако это, скорее, имеет целью понизить стоимость. Что же касается характеристик, то метод вжигания серебра не имеет себе равных. Кроме того, многие также считают хо­рошим метод напыления, однако ни по адгезии, ни по электрическим характеристикам электродов с методом вжигания серебра сопоставить его нельзя. В последнее время также получили практическое примене-нение многослойные конденсаторы, у которых электроды из драгоцен­ных материалов, например из платины создаются между слоями кера­мики во время спекания.

Для проведения вжигания серебра черный порошок окиси серебра (Ag2O) смешивают с 5-10 масс.% стеклянного порошка, называемого фриттой и содержащего боросиликат свинца, замешивают в связке, ос­новными компонентами которой могут быть растворитель, смола, масло. и наносят на поверхность; при этом консистенция полученной пасты должна позволять мазать ее, как тушь. В массовом производстве для нанесения электродов на керамику используют технику печати. Если после нанесения пасты керамику нагреть до 500—800°С, то органические материалы разложатся и улетучатся, окись се ребра восстановится и образует зерна компоненты серебра, фритта расплавится, создав плотное соединение зерен серебра с по­верхностью керамики. Возможности кон­денсаторов в очень большой степени за­висят от техники нанесения электродов. Иногда характеристики диэлектриков определяются характеристиками элек­тродов.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ ИЗ КОНДЕНСАТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

На рис. 7-3-5 показано устройство дискового, трубчатого и высоко­вольтного керамических конденсаторов.

Рис. 3. Конструкция керамических конденсаторов.

а – дисковый; б – трубчатый; в – конденсатор большой мощности; 1 – керамический диэлектрик; 2 – нанесенный припой; 3 - серебряный электрод; 4 — влагозащитное покрытие погружением; 5 - вывод; 6 – вывод; 7 — влагозащитное покрытие.

Трубчатый конденсатор имеет электроды снаружи и внутри. Способом, описанным выше, проводят вжигание серебра, затем, при­ложив выводы, наносят. при­пой, покрывают изоляционной краской и конденсатор готов. Пластинчатые и дисковые кон­денсаторы для повышения ме­ханической прочности и одно­временно для изоляции покры­вают толстым слоем компаун­да и термопластичной смолы, пропитывают парафином.