电容器介质陶瓷反铁电体

电容种类电容结构和特点纸介电容用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。

它的特点是体积较小，容量可以做得较大。

但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。

云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。

它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。

用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。

它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。

铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。

结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。

涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。

聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。

常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。

图1 电容的外形陶瓷电容薄膜电容2。

常用固±10%Ⅱ±20%Ⅲ(+20% -30%)Ⅳ(+50% -20%)Ⅴ(+100%-10%)Ⅵ电容类别允许误差容量范围标 称 容 量系 列±5%±10%±20% 1 2 4 6 8 1015 20 3050 60 801001.1 1.2 1.31.5 1.6 1.82.02.4 2.73.03.3 3.6 3.94.34.75.1 5.66.2 6.87.58.2 9.11.0 1.2 1.51.82.2 2.73.3 3.94.75.66.8 8.2±20%1.0 1.52.23.34.7 6.8±10%±20%-250-10001.64 6.3101625100125*160250300*4001.0 1.52.23.34.7 6.81uF-100uF 高频（无极性）有机薄膜介质电容、瓷介电容、玻璃釉电容、云母电容±5%±10%纸介电容、金属化纸介电容、纸膜复合介质电容、低频（有极性）有机薄膜介质电容100pF-1uF 铝、钽、铌、钛电解电容 1.0 1.5 2.23.3 4.7 6.8电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。

8种常用电容器的结构和特点电容器是电子设备中常用的电子元件，下面对几种常用电容器的结构和特点作以简要介绍，以供大家参考。

1．铝电解电容器：它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。

还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。

其特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。

2．钽铌电解电容器：它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。

其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。

绝缘电阻大。

温度性能好，用在要求较高的设备中。

3．陶瓷电容器：用陶瓷做介质。

在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。

其特点是：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。

铁电陶瓷电容容量较大，但损耗和温度系数较大，适用于低频电路。

4．云母电容器：用金属箔或在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。

其特点是：介质损耗小、绝缘电阻大。

温度系数小，适用于高频电路。

5.薄膜电容器：结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯乙烯。

涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。

聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。

6.纸介电容器：用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成。

它的特点是体积较小，容量可以做得较大。

但是固有电感和损耗比较大，适用于低频电路。

7 金属化纸介电容器：结构基本相同于纸介电容器，它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代金属箔，体积小、容里较大，一般用于低频电路。

8 油浸纸介电容器：它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强其耐压。

其特点是电容量大、耐压高，但体积较大。

此外，在实际应用中，第一要根据不同的用途选择不同类型的电容器；第二要考虑到电容器的标称容量，允许误差、耐压值、漏电电阻等技术参数；第三对于有正、负极性的电解电容器来说，正、负极在焊接时不要接反。

压电陶瓷基本术语介绍1 极化 polarization在电场作用下，电介质中束缚着的电荷发生位移或者极性按电场方向转动的现象，称为电介质的极化。

2 自发极化 spontaneous polarization在没有外电场作用时，铁电晶体或铁电陶瓷中存在着由于电偶极子的有序排列而产生的极化，称为自发极化。

在垂直于极化轴的表面上，单位面积的自发极化电荷量称为自发极化强度。

它是一个矢量，用P表示，其单位为C/m2。

3 铁电性 ferroelectricity某些材料在一定温度范围内具有自发极化。

而且其自发极化可以因外电场的作用而转向，材料的这种特性称为铁电性。

4 铁电畴 ferroeletric domain铁电体内部分成若干个小区域，自发极化方向一致的区域称为铁电畴，简称电畴。

两个畴之间的界面称为畴壁。

5 电滞回线 ferroelectric hysteresis loop在较强的交变电场作用下，铁电体的极化强度P随外电场呈非线性变化，而且在一定的温度范围内，P表现为电场E的双值函数，呈现出滯后现象，如图1`所示。

这个P-E（或D-E）回线就称为电滯回线。

6 反铁电性 anti-ferroelectricty反铁电体是一种反极性晶体。

由顺电相向反铁电相转变时，高温相的两个相邻晶胞产生反平行的电偶极子而成为子晶格，两者构成一个新的晶胞。

因此，晶胞的体积增大一倍。

其自由能与该晶体的铁电态自由能很接近，因而在外加电场作用下，它可由反极性相转变到铁电相，故可观察到双电滯回线。

这种性质称为反铁电性。

7 钙钛结构矿 perovskite structure具有钙钛矿结构的铁电，压电陶瓷属于ABO3型氧八面体，其中A为一价或二价金属离子，而B为四价或五价金属。

半径较大的A正离子，半径较小的B正离子和氧离子分别位于晶胞格子的顶角，体心和面心。

如图所示。

这种结构也可看成是一组BO6八面体按简立方图样排列而成，各氧八面体由公有的氧离子联结，A正离子占据氧八面体之间的空隙，钙钛矿原胞是立方的，也可畸变成具有三角和四方对称性。

反铁电介质陶瓷矩鞍环PbZr03晶体的温度低于230℃时为反铁电相，高于230℃时为立方钙铁矿结构。

反铁电体有四方对称结构和斜方对称结构，纯的PbZr03晶体在低子居里温度几个摄氏度的范围结构为四方结构反铁电相，低于该温度至室温的很宽温区属于斜方反铁电相。

该斜方反铁电相的。

轴和6轴沿着[110]方向取向，晶格常数为a＝0.588nm。

反铁电陶瓷矩鞍环的特征之一是具有双电滞回线，如图4—25所示。

该曲线显示了反铁电陶瓷的介电常数随电场强度变化的规律。

图中极化强度达到饱和时所对应的电场强度称为饱和场强E饱。

反铁电陶瓷矩鞍环介质材料是以PbZr03或PbZrO3为基的固溶体为主晶相组成的。

研究表明含La 的PbZrO3反铁电陶瓷具有较宽的四方反铁电相稳定区域。

反铁电陶瓷电容器的主要生产工艺为：配料→预合成→粉碎→成型→烧成→烧渗电极→焊接引线→包封→性能检测→产品包装等。

工艺中需要注意的是防止PbO的挥发，通常采取主晶相的预合成容器必须提前进行吸铅处理、加盖密封和低温合成，配料中加入适当过量的PbO等。

反铁电介质瓷是由反铁电体PbZrO3或以PbZrO3为基的固溶体(包括PLZT)组成。

反铁电体与铁电体不同之处在于：蜂窝陶瓷载体当外加作用电场强度降至零时，反铁电体没有剩余极化，而铁电体则有剩余极化Pr。

当作用于反铁电体的电场强度由弱逐渐增强，由线性特征转变为非线性时，反铁电体即相变为铁电体。

而当电场强度降低，由非曲线性特征转变为线性时，铁电体又相变为反铁电体。

所以当材料由反铁电体相变为铁电体时，材料的极化强度迅速增大，材料中几乎所有反铁电体都相变为铁电体时，极化强度趋于饱和Pmax，Pmax为相应于饱和场强Emax时的极化强度。

除了电场能强迫反铁电态与铁电态进行相变外，温度与压力也能使反铁电态与铁电态之间互相转变。

反铁电陶瓷矩鞍环具有的特性，使其成为比较优良的储能介质材料。

可用反铁电陶瓷制造储能电容器，该电容器具有储能密度高和储能释放充分地突出特点。