Классификация пассивных диэлектриков

По агрегатному состоянию диэлектрики подразделяются на газообразные, жидкие и твердые. В особую группу можно выделить твердеющие материалы, которые в исходном состоянии являются жидкостями, но затем отверждаются и в готовом изделии представляют собой твердые тела (лаки, эмали, компаунды).

Твердые диэлектрики, используемые в РЭА, можно разделить на три основные группы: полимеры, стёкла, керамика. В каждой из них насчитываются сотни материалов, выпускаемых промышленностью в соответствии с ГОСТами и техническими условиями. Классификация пассивных диэлектриков приведена на схеме рис. 1.2.

Таблица 1.1 − Основные функции диэлектриков в РЭА.

Радиоэлектронные функциональные узлы	Полупроводниковые ИС	Гибридные ИС и микросборки
Монтажно-коммутационные основания – платы   Элементы конструкций дискретных компонентов и приборов.   Изоляция кабелей и проводов	Защита поверхности p-n переходов (рис.1.1,а)     Межэлементная изоляция (рис. 1.1,а)   Изоляция пересечений проводников (рис. 1.1,б). Герметизирующие покрытия. Детали корпусов.	Подложки (рис. 1.1,в)   Диэлектрические слои конденсаторов (рис. 1.1,в)   Защитные слои.

а) б) в)

Рис. 1.1. Функции диэлектриков в интегральных схемах.

Пассивные диэлектрики

Газообразные

Твёрдые

Жидкие

Рис. 1.2. Классификация пассивных диэлектриков

1.3. Газообразные диэлектрики

К газообразным диэлектрикам относятся воздух и другие газы. Воздух занимает особое положение, так как он окружает и заполняет большинство радиоэлектронных устройств. Кроме того, при недостаточной пропитке изоляции кобелей, конденсаторов в них могут оставаться воздушные включения и полости, в которых при высоком напряжении возможна ионизация.

К особенностям газов по сравнению с остальными видами диэлектрических материалов относятся:

- высокое удельное сопротивление (у воздуха ρ = 10⁴³ Ом·м);

- малый тангенс угла диэлектрических потерь (у воздуха при нормальном давлении и температуре tg δ = 4·10^-5);

- малая (близкая к единице) относительная диэлектрическая проницаемость;

- восстановление электрической прочности после пробоя и отсутствие старения;

- невысокая электрическая прочность у большинства газов при атмосферном давлении;

Основные параметры газов приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 − Основные параметры газообразных диэлектриков

Газ	Плотность, кг/м^3	εr	Епр, МВ/м	Ткип, °С	λ, Вт/(м·к)
Воздух   Азот (N2)   Водород (H2)   Углекислый газ (CO2)   Элегаз (SF6)	1,2928   1,2507   0,0898   1,9768     6,4851	1,00058   1,00058   1,00027   1,00096     1,00191	1,8   2,7     7,2	-194   -195,8   -252,8   -78,5     -63,8	0,025537   0,04426   0,17445   0,02826     0,03198

Кроме воздуха в качестве электрической изоляции широко используются азот, водород, углекислый газ. Азот имеет с воздухом практически одинаковую электрическую прочность и часто применяется вместо него для заполнения газовых конденсаторов и других целей, так как не содержит кислорода, оказывающего окисляющее действие на соприкасающиеся с ним материалы.

Электрическая прочность гексафторида серы SF₆-элегаза – примерно в 2,5 раза больше, чем воздуха, он нетоксичен, химостоек и находит успешное применение в конденсаторах кабелях и т.д.

Инертными газами (аргоном, неоном, криптоном и др.) заполняют газоразрядные приборы.

---

Дата добавления: 2015-10-21