錫酸鹽陶瓷

二氧化錫和多種金屬(鋇、鍶、鈣、鎂、鉍、鑭、鋅等)氧化物化合形成的陶瓷。其中只有BaSnO3、SrSnO3、CaSnO3的電介質損耗小,適合作電容器。

各種錫酸鹽陶瓷材料的電性能

常見的各種錫酸鹽陶瓷材料的電性能見下表。

各種錫酸鹽陶瓷材料的電性能 各種錫酸鹽陶瓷材料的電性能

從上表中看出只有鈣、鍶、鋇的錫酸鹽具有優良的電性能。 MgSnO、NiSnO等介質損耗大,不宜作高頻電容器瓷料。 ZnSnO、 MnSnO等具有高的電子電導,屬於半導體。鈣、鍶、鋇的錫酸鹽的電性能優良,其晶格結構均屬於鈣鈦礦型。由於Sn (0.071nm)和Ti (0.068nm)的離子半徑很接近,所以,錫酸鹽和鈦酸鹽很容易形成固溶體。

它們常用來作為BaTiO基鐵電電容器陶瓷的改性加入物。錫酸鈣適合於用作高頻電容器瓷料。這種材料的介電常數比鈦酸鈣要低得多,但在直流電場和還原氣氛下卻具有較穩定的性能。錫酸鈣瓷在高溫下的電性能比含鈦陶瓷好得多,因此,其使用溫度可達150℃。

錫酸鈣瓷的配方和性能

生產錫酸鈣瓷時,要預先合成CaSnO燒塊。這種燒塊由SnO和CaCO及其少量加入物合成。生產中常用的燒塊配方有:二氧化錫(SnO)53.9%;方解石(CaCO)40.0%;碳酸鋇(BaCO)4.0%;二氧化鈦(TiO)1.5%。合成溫度和保溫時間為1270℃/2.4h。CaSnO燒塊的合成反成為:

CaCO+SnO→CaSnO+CO

根據該式,CaCO與SnO按等摩爾比配合時,CaCO應為39.3%,SnO為60.1%,但實際的燒塊配方(質量分數)中,CaCO均過量,這是因為SnO本身具有很大的電子電導,燒塊中不允許有游離的SnO存在。CaCO適當過量,可保證SnO完全被結合成CaSnO。CaSnO燒塊配方中BaCO起助熔作用,可降低CaSnO的合成溫度。純SnO和CaCO合成CaSnO的溫度在1400℃左右。下表列出了錫酸鈣瓷的配方和性能。

錫酸鈣瓷的配方和性能 錫酸鈣瓷的配方和性能

上表所列錫酸鈣瓷的配方中,除主要成分CaSnO燒塊外,還加入其他少量加入物,其中膨潤土可增加坯料的可塑性,有利於製品的成形,同時還可降低錫酸鈣瓷的燒成溫度。ZrO和ZnO一方面能降低瓷料的燒成溫度,另一方面可以阻止CaSnO生成粗大晶粒,有利於獲得細晶結構。加入CaTiO3可調整瓷料的介電常數溫度係數。下圖所示為錫酸鈣瓷介電常數溫度係數與CaTiO含量的關係。由下圖可見,錫酸鈣瓷的介電常數溫度係數與CaTiO含量的關係近似直線。CaTiO的含量每增加0.1%,錫酸鈣瓷的α就降低2×10 /℃。由於CaSnO具有很強的再結晶現象,易長大成粗晶,從而降低錫酸鈣瓷的機電性能。因此,應嚴格控制燒成溫度,高溫下的保溫時間應短,最好能適當加快冷卻速度。錫酸鈣瓷必須在氧化氣氛下燒成,否則瓷料的介質損耗增加,絕緣電阻下降,抗電強度降低。鈣、鍶、鋇的鋯酸鹽晶格結構都屬於鈣鈦礦型。

錫酸鈣瓷的介電常數溫度係數與CaTiO3含量的關係 錫酸鈣瓷的介電常數溫度係數與CaTiO3含量的關係

錫酸鹽陶瓷特點

錫酸鹽陶瓷的優點是,在高溫、強電場以及還原氣宥中仍具有較穩定的性質,使用溫度可達150℃,是良好的商溫高頻電容器材料。

錫酸鹽陶瓷燒結溫度偏高(1400℃以上),配方中通誚加入少量的BaCO,SiO,ZrO和ZnO,它們可降低燒結溫度並抑制晶粒長大,有利於形成細晶結構。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們