陶瓷电容的老化原理是什么?
陶瓷电容已经被广泛应用于各个领域了,在我们身边的电器、电子产品里都有陶瓷电容,虽然应用已经很广泛了,但还是会老化的在陶瓷电容器中,尤其是高诱电率系列电容器(B/X5R、R/X7R特性),具有静电容量随时间延长而降低的特性,经过的时间越长,其实效静电容量越低那么陶瓷电容的老化原理是怎样的呢?陶瓷电容器中的高诱电率系列电容器,现在主要使用以BatiO3(钛酸钡)作为陶瓷电容主要成分的电介质BaTiO3具有钙钛矿形的晶体结构,在居里温度以上时,为立方晶体(cubic),Ba2+离子位于顶点,O2-离子位于表面中,Ti4+离子位于立方体中的位置作为Ti4+离子在结晶单位的延长方向上发生了偏移的结果产生极化,这个极化即使在没有外部电场或电压的情况下也会产生,这也称为自发极化像这样具有自发极化,而且可以根据外部电场转变自发极化的朝向的特性,被特称为强诱电型当将BaTiO3加热到居里温度以上时,晶体结构将从正方晶体向立方晶体进行相转移,伴随此变化自发极化将消失,并且畴也将不存在当将其冰冷到居里温度以下时,在居里温度附近,从立方晶体向正方晶体发生相转移,并且C轴方向将延长约百分之一,其它轴将略微缩短,自发极化及畴将生成,同时晶粒将受到因变形而产生的压力在此时晶粒内生成多个微小的畴,各个畴所具有的自发极化处于即使在低电场的情况下也很容易发生相转变的状态如果在居里温度以下,以无负载的状态放置,随着时间的延长会朝着随机方向生成的畴将具有更大的尺寸,并且向着的量更趋稳定的形态逐渐进行再配列,从而释放由于晶体的变形而带来的压力除此之外,晶界层的空间电荷将发生移动,并产生空间电荷的极化,空间电荷的极化将对自发极化产生作用,阻碍自发极化的相转变所以,自发极化从生成开始随着时间的延长,逐渐向着自发极化趋于稳定的状态进行再配列,与此同时,在晶界层产生空间电荷极化,并使自发极化的相转变受到阻碍在这种状态下,为了使各畴所具有的自发极化发生相转变,需要有更强的电场与单位体积内的自发极化的相转变相同的是陶瓷电容的电容率,因此如果减少在弱电场下发生相转变的畴,静电容量将降低
电解电容与瓷片电容的区别:
一、介质不同
1、电解电容:用氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)作电介质。
2、瓷片电容:用陶瓷材料作介质。
二、原理不同
1、电解电容:金属箔为正极(铝或钽),与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成。
2、瓷片电容:在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。
三、容量不同
1、电解电容:电容量大。
2、瓷片电容:电容量比较小。
四、用途不同
1、电解电容:通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用
2、瓷片电容:用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。
扩展资料
铝电解电容器的类型:
1、引线型铝电解电容器。
2、牛角型铝电解电容器。
3、螺栓式铝电解电容器。
4、固态铝电解电容器。
电解电容的特点:
1、单位体积的电容量非常大,比其它种类的电容大几十到数百倍。
2、额定的容量可以做到非常大,可以轻易做到几万μf甚至几f(但不能和双电层电容比)。
3、价格比其它种类具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料,比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备,可以大规模生产,成本相对比较低。
参考资料来源:百度百科-电解电容
参考资料来源:百度百科-瓷片电容