Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
221
5: 12 I
• 5 \
\i -
и электросопротивление возрастает почти до величины сопротивления стекла. Роль влаги косвенно подтверждается отмеченным авторами работы [16] повышением сопротивления при комнатной температуре сразу после высокотемпературного напрева керамики. Следует иметь в виду, что снижение сопротивления обусловливается не только обычной влажностью керамического материала, но и структурно связанной с керамикой водой.
. Более высокое электросопротивление пропитанной кварцевой керамики до 400°С объясняется отсутствием влияния влаги, так как заполнение пор силиконовой смолой защищает керамику от атмосферной влаги. С повышением температуры до 500°С смола разлагается. Образующийся при этом углерод резко снижает электросопротивление пропитанной керамики. Последующее окисление углерода в интервале 700—900°С обусловливает рост электросопротивления, абсолютное значение которого будет зависеть от времени нагрева и выдержки при конечной температуре.
На рис. 120 представлены результаты исследования электросопротивления кварцевой керамики с пористостью 1 и 10% на воздухе и в вакууме, по данным [69].
Электросопротивление плотных образцов в вакууме и на воздухе практически такое же, как и образцов с пористостью 10%. С ростом температуры расхождение значений сопротивления в вакууме и на воздухе уменьшается и для обоих материалов приближается к величине электросопротивления кварцевого стекла [178, 201], В работе [198] отмечается, что объемное электросопротивление кварцевой ленокерамики с пористостью 82—83 и 86%) соответственно равно при комнатной температуре (2,4—4,7) • 1012 и 5-Ю12 Ом-см.
Данных по электрической прочности кварцевой керамики не опубликовано, ее значения для кварцевого
ьоо воо то moo t."c
Рас. 119. Электрическое сопротивление -кварцевого стекла (/), кварцевой керамики, пропитанной силиконовой смолой (2), и без пропитки (3)
222
стекла при частоте 50 Гц в зависимости от толщины приведены ниже [206]:
7 4 2,0 1,2
Толщина, мм . . . Пробивное напряжение, В..... 70000
V00 800
46000
t;c
35000 500 400
30000
300
4
Рис. 120. Зависимость электросопротивления от температуры в вакууме (1) и на воздухе (2)
1 \\. 2 1 1 1
0.8
1,2. 1,6
w3/t, к
2.0
Диэлектрическая проницаемость
Кварцевая керамика имеет благоприятное сочетание диэлектрических характеристик и является одним из лучших радиопрозрачных материалов. Ее диэлектрическая проницаемость в первую очередь определяется величиной диэлектрической проницаемости кварцевого стекла, из которого она состоит, а также пористостью. Диэлектрическая проницаемость кварцевой керамики с теоретической плотностью соответствует таковой для кварцевого стекла и равна 3,78. Зависимость диэлектрической проницаемости керамики, в частности кварцевой, от пористости описывается уравнением (36):
в = в'-*. (78)
Для кварцевой керамики графически такая зависимость выражается пологой кривой, приближающейся к прямой линии.
223
120
I
I 1
& 60 I
В работе [30] получено линейное уменьшение диэлектрической проницаемости по мере увеличения пористости от 0 до 85%.
В более узком интервале пористостей линейное снижение диэлектрической проницаемости установлено также в работах [49] и [54].
Влияние влагопоглощения на диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь кварцевой керамики разной пористости исследовано с участием автора книги1 на образцах из чистой кварцевой керамики (99,9% ЭЮг) и с легирующими добавками двуокиси хрома (до 1,5%) при комнатной температуре на установке «Зурна» по ГОСТ 12723—67, а при повышенных — на установке «Кварц». Рабочая частота в обоих случаях составляла 10'° Гц. Минимальная пористость образцов составляла 8%, максимальная 13%, толщина 9+0,1 мм.
Увлажнение образцов производилось в атмосфере воздуха с относительной влажностью 95% при температуре 23°С. Содержание влаги в образцах регулировалось путем изменения времени выдержки в этих условиях.
Полученная зависимость влагопоглощения от времени выдержки и пористости образцов дана на рис. 121. Для всех значений пористости четко обнаруживается прямо пропорциональное увеличение содержания влаги с ростом времени выдержки. Видно также, что скорость набора влаги для образцов с пористостью 13% почти вдвое больше, чем для образцов с пористостью 8%.
Полученные данные по влиянию влаги на г ntg 8 приведены на рис. 122. Для всех об-
40
20
/у
/24
/) : У
/уГ4
20 40 т,ч
60
Рис. ]21. Поглощение влага кварцевой керамикой: 1.4 — чистая керамика с пористостью 13,0 и 8%; 2, 3 —легированная керамика с пористостью 12,7 и 9,6%.
Совместно с А. В. Литовченко
224
разцов характерно увеличение е и 1д б с ростом влагосо-держания. Такой характер зависимости е и tg б кварцевой керамики был проверен и подтвержден многократными измерениями на разных образцах, поскольку в работе [54] приводились данные о более резком и нелинейном возрастании 1дб, хотя и была установлена линейная зависимость е от влагосодержания в диапазоне от 0 до 0,35% по массе. Линейное увеличение 1дб кварцевой керамики по мере накопления влаги хорошо согласуется
