陶瓷介电电容器的介质及性质

顾名思义，陶瓷介电电容器是陶瓷用介电材料的电容器。根据陶瓷材料的不同，可分为容量为1~300pF的低频陶瓷介电和容量为300~22000pF的高频陶瓷介电。按结构形式可分为图像、管状、矩形、片状、穿孔电容器等。在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但普通铁电陶瓷电容器由铁电陶瓷制成的陶瓷介质很难使陶瓷介质变薄。首先，由于铁电陶瓷强度低，薄时易断裂，难以进行实际生产操作。 陶瓷电容器又称陶瓷介电电容器或单石电容器。顾名思义，陶瓷介电电容器是陶瓷用介电材料的电容器。根据陶瓷材料的不同，可将电容器分为容量为1~300pF的低频陶瓷介电和容量为300~22000pF的高频陶瓷介电。按结构形式可分为图像、管状、矩形、片状、穿孔电容器等。 由于陶瓷电容的介电材料是陶瓷介质，具有良好的耐热性和不易老化性。陶瓷电容器能抵抗酸碱腐蚀和盐腐蚀，腐蚀性能好。低压陶瓷电容的介电常数大，体积小，容量大。陶瓷电容器具有良好的绝缘性能和较高的耐压性能。陶瓷电容器基本上不随温度、电压、时间等变化而变化。 具有表面层的陶瓷电容器的小型化，即电容器可以在尽可能小的体积内获得尽可能大的容量，是电容器发展的趋势之一。对于电容器元件的分离，有两种基本的小型化方法：(1)尽可能提高介电材料的介电常数；(2)尽量减小介电层厚度。在陶瓷材料中，铁电陶瓷的介电常数很高，但普通铁电陶瓷电容器由铁电陶瓷制成的陶瓷介质很难使陶瓷介质变薄。首先，由于铁电陶瓷强度低，薄时易断裂，难以进行实际生产操作。其次，当陶瓷介质很薄时，很容易造成各种显微组织缺陷，生产过程非常困难。

半导体陶瓷电容器材料的特性

包覆的氧化物与BaTiO3形成共晶相，并沿开孔和晶界迅速扩散到陶瓷内部，在晶界形成一薄层固溶体绝缘层。虽然陶瓷颗粒仍然是半导体，但整个陶瓷体是一个表观介电常数为2×104～8×104的绝缘体。用这种陶瓷制成的电容器称为边界层陶瓷电容器。高压陶瓷电容器用陶瓷材料有两种：钛酸钡和钛酸锶。钛酸锶的居里温度为-250℃，室温下为立方钙钛矿结构。在高压下，钛酸锶基陶瓷的介电系数变化不大，TGδ和电容的变化率较小。 在晶粒发育良好的BaTiO3半导体陶瓷表面，在BaTiO3半导体陶瓷表面涂覆适当的金属氧化物（如CuO或Cu2O、MnO2、Bi2O3、Tl2O3等），并在适当温度下在氧化条件下进行热处理。包覆的氧化物与BaTiO3形成共晶相，并沿开孔和晶界迅速扩散到陶瓷内部，在晶界形成一薄层固溶体绝缘层。薄的固溶体绝缘层的电阻率很高（高达10-1013Ω·cm）。虽然陶瓷颗粒仍然是半导体，但整个陶瓷体是一个表观介电常数为2×104～8×104的绝缘体。用这种陶瓷制成的电容器称为边界层陶瓷电容器（BL电容器）。 高压陶瓷电容器用陶瓷材料有两种：钛酸钡和钛酸锶。钛酸钡基陶瓷具有介电系数高、交流耐压性能好等优点，但也存在电容变化率随介质温度升高而增大、绝缘电阻减小等缺点。钛酸锶的居里温度为-250℃，室温下为立方钙钛矿结构。它是顺电的，不存在自发极化现象。在高压下，钛酸锶基陶瓷的介电系数变化不大，TGδ和电容的变化率较小。