Свойства неорганических диэлектриков

Неорганические диэлектрики ― это окислы кремния, алюминия, магния, калия, натрия, нитриды, фториды.

Природные неорганические диэлектрики: горные породы, минералы, слюда, асбест.

Искусственные неорганические материалы, получаемые при переработке и смешении природных или химически полученных веществ: керамика, стекло, фарфор, кварц, ситаллы.

Достоинства неорганических диэлектриков.:

– большая химическая стойкость;

– высокая нагревостойкость, термостойкость;

– влагостойкость;

– повышенная теплопроводность, негорючесть.

Недостатки неорганических диэлектриков:

– нетехнологичность, трудность механической обработки, переработки в изделия, большая твёрдость, необходимость обработки шлифованием;

– хрупкость, низкая прочность при растяжении;

– невозможность получения тонких плёнок.

В настоящее время получено много новых материалов, свойства которых не укладываются в рамки принятой классификации: органические - неорганические материалы, однородно-неоднородные материалы.

Получены элементоорганические соединения, пластмассы с органической связкой, содержащие минеральные наполнители; органические волокнистые материалы, пропитанные кремнийорганическими смолами. Свойства органических материалов улучшаются неорганическими добавками.

 

4.4.2. Стёкла.

Стекла ― твёрдые неорганические амфорные вещества, многокомпонентные смеси различных оксидов. Стеклообразное состояние стёкол является основной разновидностью амфорного состояния вещества. Особенность стеклообразного состояния, отличающее его от других амфорных состояний ― обратимость перехода из стеклообразного состояния в расплав и обратно (стеклование) в определённом интервале температур.

Свойства стёкол определяются их химическим составом, режимом тепловой обработки и колеблются в широких пределах. Основная масса производимых стёкол ― оксидные. Стекла называются по виду оксида- стеклообразователя: силикатные SiO₂, боратные В₂О₃, фосфатные Р₂О₃, алюмосиликатные Al₂O₃∙ SiO₂.

По содержанию оксидов щелочных металлов различают стёкла:

– бесщелочные (кварцевое стекло);

– малощелочные с большим содержанием тяжёлых металлов ВаО, РbО и высоким удельным сопротивлением (изоляторы);

– многощелочные (оконные и бутылочные стёкла).

Стёкла получают в результате „варки” исходных компонентов стекловарочных печах. При расплавлении шихты удаляются летучие составные части (Н₂О, СО₂, SО₃) и получается однородная стекломасса. При быстром охлаждении расплавленной стекломассы молекулы не успевают образовать кристаллическую решётку и остаются закреплёнными в случайных положениях. Стеклянные изделия для устранения внутренних механических напряжений подвергаются отжигу.

Достоинством стёкол является низкая стоимость сырья и возможность выработки стёкол с необходимыми свойствами подбором рецептуры.

Недостатком стёкол является хрупкость, хорошая смачиваемость и снижение при этом диэлектрических свойств, чувствительность к термоударам, необходимость при производстве длительно варить шихту при высокой температуре.

По применению в радиоэлектронике различают:

1. Конденсаторные стёкла. ε = 3, 5÷ 20, tqδ = 2∙ 10^-4.

2. Установочные стёкла. Арматура для распределительных сетей низкого напряжения, изоляторы, бусы, платы, корпуса приборов, диодов, триодов, ИС, подложки.

3. Ламповые стёкла. Колбы, баллоны.

4. Стеклоэмали. Изоляционные и антикоррозионные покрытия проводов, резисторов и др.

5. Стекловолокно. Получают из расплава бесщёлочного алюмоборосиликатного стекла. Из стеклянных нитей изготавливают световоды, изоляцию проводов, стеклянные ткани.

6. Световоды представляют собой световедущее волокно, которое применяется для передачи информации в вычислительной технике, телевидении, фототелеграфии.