SHPORA.net :: PDA

[ Back ]

Керамика— обобщенное название материалов, получаемых спеканием глин и их смесей с минер альными добавками, а также спеканием оксидов металлов и др. неорганических

соединений.

В состав большинства керамических материалов (КМ) входят:

1)кислородосодержащие соединения — на основе глин и др. алюмосиликатов или на основе оксидов некоторых металлов -Al, Be, Hf, Zr, Ti и др.; (такие керамики составляют обширный кпасс оксидной керамики);

2)к бескислородным КМ относятся нитриды, бориды, силициды, карбиды металлов (к бескислородным видам керамики относят, например, нитриды бора и алюминия — синтезируются в виде пленок и порошков).

Замечание: ранее под керамикой понимали только неорганические материалы, изготовляемые на основе глины; в настоящее время к керамическим

относят не только глино содержащие материалы, но и другие неорганические поликристалпические материалы, изготовляемые по аналогичной технологии, в

которой основной операцией является высокотемпературный обжиг, и имеющие сходный («пригодный») фазовый состав.

Замечание: спекают порошки (поликристалпические).

Различают керамику (по области применения):

1)техническую; (весьма обширная группа искусственно синтезированных при определенных условиях термо обработки керамических материалов самого разного

химического и фазового состава);

2)строительную

3)художественную.

По электрическим свойствам:

Элекротехнич (до20МГц)

Радиотехнич (высокочастотность)



По назначению:

Установочная (детали ЭВП, компоненты, подложки ИС)

Вакуумноплотная, поликор

Конденсаторная

пьезокерамика

Состав, Структура.

Керамика представляет собой многофазную гетерогенную систему, состоящую из кристаллической, стекловидной и газовой фаз.

Соотношение фаз и их распределение в керамике (состав) во многом определяют ее физические свойства:

* кристаллическая фаза — химические соединения или твердые растворы — является основой, она определяет свойства и класс керамики; может быть несколько кристаллических фаз; (ионные кристаллы 20.. .30 мкм в поперечнике);

* стекловидная фаза (стеклофаза, аморфная фаза) присутствует в керамике в виде микроучастков или прослоек между кристаллитами, она влияет на электрические свойства керамики, ее пластичность; содержание стекло фазы может составлять от 35... 60% (стеатитовая керамика) до 8... 15% (сегнетокерамика);

* газовая фаза (закрытые поры) заполняет поры керамики и ухудшает ее механические и электрические свойства (особенно при повышении влажности среды) и поэтому нежелательна; Искл: специальная пористая керамика, содержащая 20% пор имеет пониженную диэлектрическую проницаемость.

Свойства керамики

* плотность 1,8.. .4 г/смз ( некоторые виды - до 5 г/смз);

* твердость и хрупкость (7-8 по Маосу); (хрупкость предопределяется ионным строением);

* твердая и плотная керамика — газонепроницаема и водонепроницаема;

* б изг=30...300МПа, б сжат- в несколько раз больше;

* прочность изделия из керамики можно повысить (на 15.. .20%) покрывая его глазурью,но глазурь повышает электрические потери (в высокочастотной керамике не применяется);

* хорошие электрические свойства;

замечание: электрические свойства зависят от подвижности ионов; в стекле ионы более подвижны, чем в кристаллах; ионы примесей (особенно ЩМ) еще более подвижны, чем ионы основного кристалла;

* химическая стойкость (к кислотам и органическим растворителям), водостойкость; высокая радиационная стойкость;

* высокая антикоррозионная устойчивость;

* керамика — изотропна, т.к. является поликристаллическим веществом; исключение составляет керамика на основе монокристаллов — сегнетокерамика, пьезокерамика;

* высокая теплостойкость (одно из главных достоинств керамики); способность работать при температурах до 1000 °С и выше;

* низкая теппопроводность λ =(2... 20) *10-3 кал/(см* °С * с);

* низкий ТКЛР= (1...12)х10-бК-1;

* климат стабильность свойст. Отсутствие старения

* при обжиге дает большую усадку — до 20.. .25%;

* плохо обрабатывается, и преимущественно (только лишь), абразивными материалами;