Керамические диэлектрики. Ситаллы. Технологии производства и применение материалов

Для получения кристаллической структуры ситаллов используют двухстадийную термическую обработку. На первой стадии происходит образование центров кристаллизации. Данная стадия осуществляется для большинства сплавов и является оптимальной для процесса производства ситаллов. На второй стадии термической обработки происходит нагрев при более высоких температурах. Это требуется для полного завершения процесса кристаллизации в получаемомситалле.Для получения необходимого комплекса свойств необходимо не только контролировать фазовый состав ситалла, но и его структурный состав. Для получения высокой прочности, твердости и стойкости к абразовному износу необходимо обеспечить плотную мелкозернистую структуру. Для повышения модуля упругости необходимо обеспечить высокую степень закристаллизованности стекловидной фазы. Уменьшение доли стекловидной фазы также приводит к улучшению механических, электроизоляционных и термических свойств материала, а также к повышению химической стойкости.3.2 Материалы и их применениеСиталлы, как конструкционные материалы, подразделяют на технические и строительные. Основные системы для получения техническихситаллов это Li2O-Al2O3-SiO2, MO-Al203-SiO2, Li2O-МО-А12О3-SiO2, MgO-Al2O3-SiO2-K2O-F; МО-В2О2-А12О3 PbO-ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2и др. По свойствам техническиеситаллы делятся на:Высокопрочные;Радиопрозрачные химически стойкие;Прозрачные термостойкие;Износостойкие и химически стойкие;Фотоситаллы;Слюдоситаллы;Биоситаллы;Ситаллоцементы;Ситаллоэмали;Ситаллы со специальными электрическими свойствами.Основными областями применения высокопрочных ситаллов являются радиоэлектроника, а также авиа- и ракетостроение. В авиа- и ракетостроении высокопрочные ситаллы используются для обтекателей антенн. Основой для получения высокопрочныхситаллов являются стекла системы MgO-Al2O3-SiO2 и Na2O-Al2O3-SiO2.На рисунке 6 представлена деталь из высокопрочногоситалла. Данныйситалл применятся в производстве приборов для астрономии, навигации, медицинских и научных исследований, товаров народного потребления. [6]Рис.7. Высокопрочный Ситалл-ЛГОсновой для прозрачных, термостойких, радиопрозрачных, химически стойких ситаллов являются стекла системы Li2O-Al2 O3-SiO2. Кристаллизующем инициатором для данной системы ситаллов являетсяTiO2. Областями применения данной системы материалов являются космическая отрасль, лазерная техника, а также астрооптика. При применении для данного класса ситаллов специальный люминесцентных добавок расширяет область применения и позволяет использовать их в солнечных батареях.Биологическая совместимость некоторых ситаллов позволяет их использовать в медицинских целях. Так, сочетание высокой механической прочности и биосовместимости позволяет изготавливать из биоситаллов на основе системы СаО - MgO - SiO2 - Р2 О5 зубные протезы (рис. 8).Рис. 8. Зубной протез из биоситаллаШирокое применение нашли ситаллыс очень низким ТКЛР. Ситаллоцементы изготавливают из стекол системы PbO-ZnO-B2O3-SiO. Областью применения является спаивание деталей из стекла, цветных кинескопов и электронно-лучевых трубок при герметизации полупроводниковых прибор, т.к. в зоне термического влияние большое значение имеют образующиеся термические напряжения, вследствие которых разнородные материалы начинают растрескиваться. При применение ситаллов в качестве эмалей стремятся повысить коррозионнуюстойкость металлических изделий.ЗаключениеРассмотрены основные классификации диэлектрических материалов. Основное деление происходит по агрегатному состоянию, а также по стабильности диэлектрических параметров, которые можно изменять под воздействие внешних факторов. Обширную область диэлектрических материалов занимают керамические материалы благодаря сочетанию механических свойств и структурной стабильности. Самым распространенными материалами для материалами для установочной керамики являются электрофорфор и стеатит, для конденсаторной керамики тиконды и термоконды.Рассмотрены основные приемы создания стеклокристаллических материалов. Причиной появления данного вида материалов является введение в стекла определенной системы модификаторов, которые является центрами кристаллизации. Сферы применения ситалловых материалов различны – от обычных машиностроительных технологии до протезов в медицинских технологиях.Список используемых источников:Материаловедение: Учебник для вузов / Б.Н Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; Под общ.ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Н. Мухина. – 8-е изд., стереотип. – М.: Изд-во МГТУ им. НЭ. Бамана, 2008- 648 с.Б.А. Ротенберг. Керамические конденсаторные диэлектрики // М.: ОАО НИИ ''Гириконд'', 2000. — 239 c.Mashtalir, O., Kurtoglu, M., Pogulay, S., Gogotsi, A., Naguib, M. and Gogotsi, Y. (2012),Photocatalytic WO3 and TiO2 Films on Brass.International Journal of Applied Ceramic Technology. doi: 10.1111/j.1744-7402.2012.02843.xН. М. Павлушкин. Основы технологии ситаллов: Учеб. Пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1979. – 360 с.«Швабе» разработал новое поколение сверхпрочного ситалла [Электронныйресурс], - http://www.arms-expo.ru/news/novye_razrabotki/shvabe_razrabotal_novoe_pokolenie_sverkhprochnogo_sitalla/