Керамика.
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;