標(biāo)準(zhǔn)電容器材料和結(jié)構(gòu)探討

茹曉虎

身份證號：3202831986＊＊＊＊1877 江蘇 無錫 214000

正文：

1 空氣標(biāo)準(zhǔn)電容器

主要以空氣（純氮氣和純氬氣）為介質(zhì)的電容器稱之為空氣標(biāo)準(zhǔn)電容器。以性能方面來定論，還算是非常理想的一類電容器。其具備的優(yōu)勢在于：在介質(zhì)的損耗方面是非常小的；介電常數(shù)也是比較穩(wěn)定的；溫度的系數(shù)方面處于偏小狀態(tài)；其性能比較穩(wěn)定，因此精度也偏高等等。為了能夠?qū)⑵浞€(wěn)定的性能加以提升，以降低或是排除因環(huán)境因素所致的磁場影響，甚至是在潮濕所致的影響等等。鑒于此，其結(jié)構(gòu)則以擁有金屬性質(zhì)的屏蔽盒為電容器來達(dá)到一定的密封性為主，在抽真空后又注入純氮氣/純氬氣或空氣，從而將其性能加以提升。

同軸型可調(diào)式標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器主要是以金屬材料和絕緣材料予以加工制成，利用調(diào)節(jié)桿在旋轉(zhuǎn)的作用下對兩個極板進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換，以調(diào)節(jié)其有效的面積，將電容值調(diào)節(jié)到所需求的標(biāo)準(zhǔn)值。而在電容量的核算方面，則主要是以處于同軸的內(nèi)外兩電極的有效面積以及在極板之間所形成的距離來確定。因兩極結(jié)構(gòu)所至，其在電容量方面通常會低于10pF，且在精準(zhǔn)度方面能夠優(yōu)于0.05級。其外殼、內(nèi)外電極和支承架可用具有同一介質(zhì)特性的金屬材料來制作，比如運用黃銅、殷鋼特性的金屬類材料。而絕緣材料則主要選取的是陶瓷環(huán)以及石英環(huán)來用于制作。除此，還有同軸型固定式標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器和平板型標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器，在其金屬材料和絕緣材料的選取方面類同于可調(diào)式空氣電容器，不同的是平板型標(biāo)準(zhǔn)空氣電容器在其電板板結(jié)構(gòu)形態(tài)上可方可圓。

2 石英標(biāo)準(zhǔn)電容器

石英標(biāo)準(zhǔn)電容器中所選取的材料石英是一種深紫外光級的石英玻璃，其純度非常的高，并且其線膨脹數(shù)值也極其的小，電壓的數(shù)值通常都低于5×10-8，而介質(zhì)的損耗基本上都是在10-6量級的這個標(biāo)準(zhǔn)，所以其精準(zhǔn)系數(shù)級別也是非常非常的高。就其結(jié)構(gòu)而言，石英電容器比平板型空氣電容器的體積要小一些，另外，還比空氣電容器更能夠耐振動一些，正是由于這一特性，因此其是非常有利于運輸?shù)摹＝Y(jié)構(gòu)通常都是單層的片狀式，電極處于上、下，而其邊緣則是為了能夠更好的保護(hù)電板，中間則屬于石英體。因為其面積通常都不會偏大，因此其電容量并不大，通常都低于100pF。

3 云母標(biāo)準(zhǔn)電容器

眾所周知，云母屬于一種擁有天然特性的無機礦產(chǎn)物質(zhì)，主要是層狀，結(jié)晶的形態(tài)，因為本身所具備的化學(xué)穩(wěn)定性非常好，耐熱和電氣性能也非常好，且屬于非燃性材質(zhì)，不僅輕薄，還擁有一定的柔軟度，具備彈性，所以其是一種非常好的純天然的無機絕緣材料。通常在電容器的材質(zhì)運用上，選取的是金云母和白云母（屬于純天然開采的礦物質(zhì)），還有氟金云母（屬于通過人工合成技術(shù)所形成的物質(zhì)）。就其結(jié)構(gòu)狀態(tài)而論，則主要是采取了蒸發(fā)的方法或者是燒滲的方法來給云母的外層覆上銀電極，主要的優(yōu)勢在于能夠除去氣隙，還能將其電容量的穩(wěn)定和介電強度加以提升。但是，云母電容器的芯子，一般來說都是選用偏硬質(zhì)的金屬片來制成為卡子型的，支充公運用了卡子的運轉(zhuǎn)變化的彎曲特征來達(dá)到固定化或是夾緊的需求標(biāo)準(zhǔn)。

由于云母這一材質(zhì)的介電數(shù)值基準(zhǔn)為7.5，所以能夠?qū)⒃颇钙M(jìn)行多層的疊加，需要注意的是云母片在加工中不可太薄，要把控在標(biāo)準(zhǔn)的厚度為益，太薄則會致使電容器在絕緣電組或是耐壓性能等方面受到一定程度的影響，由此，在疊加云母片時并不是無限度的。在實際的應(yīng)用中，云母電容器的主要優(yōu)勢在于其頻率和運行的穩(wěn)定可靠特征方面都非常好。

4 陶瓷標(biāo)準(zhǔn)電容器

陶瓷通常分為三大類，最優(yōu)質(zhì)的可稱之為高頻陶瓷，能夠?qū)⒔殡姵?shù)控制得非常低，所以在電容器方面的優(yōu)勢在于介質(zhì)的損耗特別小，溫度的系數(shù)也偏小，并且還能夠呈線性來變化等諸多特點，所以其是普遍適用于標(biāo)準(zhǔn)電容器的制作。而在納米技術(shù)的輔助下，所加工出來的納米陶瓷材料更加優(yōu)異于材質(zhì)本身，在表面能的作用下，使得表面原子具備了高活性，也就加大了同另外的輩子相互結(jié)合的容易度，同時其材質(zhì)更加均勻且密度也良好，進(jìn)而將陶瓷材料所具備的穩(wěn)定性能加以提高，還將其電性能加以改善，有效的將介質(zhì)損耗把控至最低級，所以說陶瓷標(biāo)準(zhǔn)電容器已經(jīng)逐漸推廣應(yīng)用開來。

在結(jié)構(gòu)方面，陶瓷電容器主要是通過陶瓷坯體表層涂上金屬電極，并進(jìn)行交替的形式來疊加，再以多層形式來組合而成的，最后運用高溫作用將納米陶瓷材料與電極材料融合為整體的一個組件。其最主要的優(yōu)勢在于：1.比容量比較大，且體積偏小，在進(jìn)行逐層疊加合成一體后，也能達(dá)到極高的電阻絕緣性和無極性這些優(yōu)異特征；2.在介質(zhì)同電極進(jìn)行燒結(jié)而組成整體的這一步驟下，大幅度的將其機械強度提升，致使其結(jié)構(gòu)也更為可靠了，而電極在介質(zhì)中也得到了更好的保護(hù)，所以還具備了良好的防潮性能，介電強度出隨之變高；3.在同比性能的情況下，高頻陶瓷電容器的高頻性能能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)異于上述的云母電容器，所以其內(nèi)電感是非常小的，通常在使用方面的頻率自然也高。

結(jié)論：

綜上，因制作材料的不同，致使標(biāo)準(zhǔn)電容器在不同容量的標(biāo)準(zhǔn)下也突顯出了各自的優(yōu)勢、特征。通常來說，運用空氣（純氮氣、純氬氣）電容器和石英電容器能夠?qū)㈦娙萘堪芽卦?pF～100pF的范圍值內(nèi)，雖說空氣電容器能將電容量把控在10nF,然而其體積偏大且較重；當(dāng)運用陶瓷電容器和云母電容器時則能將電容量把控在100pF～1μF的范圍值內(nèi)，而兩者相比之下，由于高性能陶瓷電容器的性能以及可靠性都比云母電容器顯得更好，所以一般可選取綜合性能偏好的陶瓷電容器。