Elektronika va asbobsozlik

10 – MA’RUZA.


Mavzu: Kondensatorlar uchun keramik materiallar. Shisha va sital.


Reja:
1.Kondensatorlarga mo‘ljallangan keramik materiallar.
2.Shishalar va sitallar.

Tayanch iboralar: keramik kondensatorlar, keramik materiallar, kondensator tayyorlash, kvars, shisha, sitallar

Keramik kondensatorlarni tayyorlash texnologiyasi slyudali, plyonkali va qog‘ozli kondensatorlarni tayyorlash texnologiyasiga nisbatan ancha sodda. Bundan tano‘ari, keramik kondensatorlarni germetiklash shart emas, chunki tayyor kera­mik materiallar o‘ziga nam olmaydi.

Kondensatorlarga mo‘ljallangan keramik materiallarning dielektrik singdiruvchanligi yuqori bo‘lishi kerak Dielek­trik singdiruvchanlik yuqori bo‘lishi uchun materialda qutblanish jarayoni keng avj oladigan bo‘lishi shart. Kondensatorlarning keramik materiallari bir tomondan titan dioksidi Ti’₂ yoki kalay dioksidi Sn’₂, yoki sirkonii dioksidi ZrO₂ va ikkinchi tomondan ishkorlar yoki ishkoriy yer metallarining oksidlari SaO, MgO, SrO ning birikmalaridan iborat. Titan dioksidi asosida tayyorlangan materiallar titanatlar deb yuritiladi. Masalan, magniy titanat — MgTi’₃, kalsiy titanat — SaTiO₃, stronsiy titanat — SrTi’₃, kalay dioksidi asosida tayyorlangan materiallar stannatlar deb yuritiladi: masalan, kalsiy stannat - SaZrO₃ , stronsiy stannat SrSnO₃; sirkoniy dioksid asosida tayyorlangan mate­riallar sirkonatlar deb yuritiladi: masalan, kalg‘siy sirkonat — SaZrO₃, bariy sirkonat - VaZrO₃.
Keramik materiallar ishlab chiqarishda boshlang‘ich massa maydalab tuyilgan (kukun shakliga keltirilgan) titan diok­sidi, qalay yoki sirkoniy dioksidi mos ravishda ishqor yoki ishqoriy yer metallari oksidlari bilan aralashtirib tayyor­lanadi. Ba’zi boshlang‘ich massalarga plastiklik berish uchun oz miqdorda giltuproq qo‘shiladi. Biroq to‘proq qo‘shilishi kondensatorlar uchun keramik materialining dielektrik sing-diruvchanligining kamayishiga, tg ning ortishiga va hokazolarga sabab bo‘ladi.
Keramika texnologiyasi bilan tayyorlangan kondensatorlar qattiq nam yuqtirmaydigan (ivimaydigan) bo‘ladi. Keramik materialning sirtiga 15-20 mkm qalinlikda kumush elektrodlar qoplanadi, ularga mis sim kavsharlab ulanadi. Elektrodlarni korroziyadan va namlikdan saqlash uchun biror rangdagi namga chidamli emal qatlami yuritiladi. Emalning rangi kondensator sig‘imi qanday temperaturagacha barqaror saqlanishini ko‘rsatadi.
Kondensator tayyorlash uchun boshlang‘ich plastik massa mundshtuk orqali o‘tkazib cho‘ziladi (masalan, naysimon kon­densatorlar), boshlang‘ich massa plastik bo‘lmasa, presslash (disksimon kondensatorlar) yoki po‘lat yoxud gips qoliplarga quyish usulidan foydalaniladi. Pishirilgandan so‘ng naysi­mon va disksimon kondensatorlarning devorlari qalinligi 0,1 mm gacha yetishi mumkin, bu esa solishtirma sig‘imi katta bo‘lgan kondensatorlar olishga imkon beradi.
Kondensatorlar uchun mo‘ljallangan keramik materiallarning xarakteristikalari 6-jadvalda keltirilgan. Odatda, titanat keramikaning temperaturaviy dielektrik singdiruvchanlik koeffitsienta manfiy qiymatga ega bo‘ladi.
4-jadval



Bundan tashqari kondensatorlar uchun mo‘ljallangan hamma keramik materiallarning solishtirma hajmiy elektr qarshilik qiymati va elektr mustahkamlik qiymati katta bo‘ladi:
_ = 10¹¹10¹³ Omm; E _mus = 2025 MV/m.
Temperatura ortishi bilan hamma elektr xarakteristikalari kamayadi. Kondensator keramikasining zichligi 3200— 4800 km/m³ bo‘ladi.
2. Shishalar va sitallar
Shishalar noorganik yoki organik moddalardan iborat bo‘lib, amorf termoplastik moddalar hisoblanadi. REAda noorganik shishalar keng qo‘llaniladi. Bu shishalar maxsus tanlangan oksidlar qotishmasidan iborat. Ulardan eng muhimlari kremniy dioksid — Si’₂, giltuproq A1₂O₃, ishkoriy oksidlar — Na₃ va K₂O hamda ishqoriy yer oksidlari — SaO va VaO ko‘rg‘oshin oksidi — RbO va rux oksidi — ZnO hisob­lanadi. Shisha olish uchun kvarsli sum, dala shpati, borat kislota N₃VO₃, kalsiylangan soda Ka₂SO₃, dolomit va boshqalar xom ashyo bo‘lib xizmat qiladi.
Xom ashyo uchun tanlangan hamma materiallar avval maydalanadi, berilgan tarkibiga muvofiq tarozida tortib olinadi va yaxshilab aralashtiriladi. Hosil qilingan shixta shisha pishirish o‘chog‘iga kiritiladi. Shixta 1300—1650°Sgacha qizdirilganda uchuvchan SO₂, 5O₃ lar undan chiqib ketadi, qolgan oksidlar esa murakkab reaksiyaga kirishib, bir jinsli shisha massasini hosil qiladi. Qaynoq presslash, quyish va boshqa usullar bilan shakl va o‘lchamlardagi shisha buyumlar olina­di. Shisha kristallanib ketmasligi uchun u tez sovitiladi.
Kvars shisha eng yuqori elektr va fizik-ximiyaviy xarakteristikalarga ega. U ishqorsiz shishalar guruhiga kiradi va suyultirilgan tabiiy kvarsdan (tog‘ billuridan) olinadi. Kvarsdan ishlangan buyumlar juda shaffof va elektr xarak­teristikalari yuqoridir. _ = 10¹⁴ 10¹⁵ Omm, _r = 3,23,5; tg = 0,002; Ye_mus =3540 MV/m. Bu buyumlarda KTR eng kichik (510^-7 1/°S), bo‘lib, bu ularning issiqbardoshligi juda yuqori bo‘lishini taxminlandi. Kvars shisha yuqori chastotali dielektriklar qatoriga kiradi, biroq undan biror buyum yasash juda qiyin, chunki uning suyuqlanish temperaturasi juda yuqori (1713°S dan ortiq) va murakkab shakldagi buyumlar yasashni qiyinlashtiradi.
Tarkibida ishqorli oksidlar 10% dan ortiq bo‘lgan ishqorli shishalar oson eriydi, biroq ularda ion o‘tkazuvchanlik seziladi va dielektrik yo‘qotishlar ko‘p bo‘ladi. Tarkibida ishqorli oksidlar 5% dan ortiq bo‘lmagan kam kuvvatli shi­shalar elektr izolyatsiey materiallar sifatida keng qo‘lla­niladi.
Bu shisha 1450°S da suyuklanadi va elektr xarakteristikalari kanoatlanarlidir: zichligi 2600—3500 kg/m³; a_i = 255MPa; _ = 10¹² Omm; _r =4,27,0; tg  = 0,0010,008; 5_mus = 2030 MV/m.
Bu shishadan shisha kondensator, kichik o‘tish izolyatorlari, mikrosxemalar uchun dielektrik tushamalar (kistirmalar) va boshqalar tayyorlashda foydalaniladi.
Sitallar — mikrokristall tuzilishga ega bo‘lgan kristallangan shishalar. Eng yaxshi radiokeramik materiallarda (steatit, ulg‘trachinni) kristallar o‘lchamlari 10-20 mkm bo‘lsa, sitallarda -0,02-1 mkm ni tashkil etadi.
Sitallar tarkibidagi shisha miqdori 5-10% dan oshmaydi. Sitallarning o‘ziga xos xususiyati shundan iboratki mikrokristall tuzilishi butun hajmi bo‘yicha bir jinsli bo‘lib, shisha fazasi tekis taqsimlangan. Bu esa sitallarning mexa­nik va elektr xarakteristikalarining yuqori bo‘lishini va g‘ovaklik gaz o‘tkazuvchanlik va nam o‘tkazuvchanlikning butunlay bo‘lmasligini taxminlaydi.
Sitallar mexanik mustahkamligi bo‘yicha keramik materiallardan va hatto ba’zi metallardan ustun turadi. Sitallarni 14-daraja saflikda silliqlash, ya’ni ideal darajada, silliq olish mumkin. Bu jihatdan undan yupqa plyonkali mikrosxemalar uchun mexanik mustahkam izolyatsiyalovchi asos (taglik) sifatida foydalanishga imkon beradi. Sitallarning mexanik mustahkamligi yuqori va temperatura jihatdan kengayish koeffitsienta juda kichik KTR =(330)•10^-71/°S. Shuning uchun ulardan uchish apparatlarining me­xanik mustahkam va temperaturaga chidamli antenna suyri kremnii va boshqa radiokomponentlarni tayyorlash mumkin.
Sitallarning mikrokristall tuzilishi undagi shisha tarkibiga bog‘liq. Bundan tashqari ularning tarkibiga kristallanish tezlatkichlari (juda oz miqdorda), masalan, oltin, kumush, platina kiritiladi. Ular ultrabinafsha yoki -nurlanish ta’sirida shisha buyumlarning tez kristallanishiga olib keladi. Shunday yo‘l bilan fotositall buyumlar olinadi.
Faqat qimmatbaxo metallargina emas, balki shishada yaxshi eriydigan mis, shuningdek metallarning oksidlari: TiO₂, ZnO lar ham katalizatorlar bo‘lib xizmat qilishi mumkin. Bu katalizatorlar 550-880 va 1100-1350°S temperaturalarda bosqichma-bosqich termik ishlov berishda shisha buyumlar­ning kristallanishiga sabab bo‘ladi, natijada termositall buyumlar olinadi.
Sitallarning asosiy xarakteristikalari: zichligi 2600-300 kg/m³;
_i =160280 MPa; _= 10¹² 10¹⁴ Omm; _mus = 7,58,5;
tg= (338) •10^-4; Ye_nus = 4060 MV/m.
Sitallning rangi uning ximiyaviy tarkibiga va kristallanish usuliga bog‘liq. Sitallar shaffof bo‘lishi, shuningdek sariq va boshqa ranglarda bo‘yalishi mumkin.

Adabiyotlar:

1)K.P.Bogorodiskiy, V.V.Pasinkov, “Elektrotexnicheskiy materiali”1985g

2)I.Xolikulov,M.M.Nishonova”Elektron texnika materiallari“ Toshkent shark 2006y
3)N.V.Nikulin, V.A.Nazarov ”Radiomateriallar va komponentlar “ Toshkent