CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 95
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ В ОКИСЛАХ И ГАЛОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ
II ГРУППЫ
А. А. ВОРОБЬЕВ, А. П. НАХОДНОВА
С увеличением энергии решетки кристаллов щелочно-галоидных солей возрастает их электрическая прочность, температура плавления, твердость, уменьшаются диэлектрические потери и др. [1, 2, 3. 4]. Установлена связь между другими физико-химическими свойствами.
Проведено исследование температурно-частотной зависимости tg о окислов, фтористых и хлористых соединений и элементов II группы.
Измерения зависимости — f{T) проводились в вакууме
(Я = 10мм рт. ст.) при помощи куметра на спеченных поликристаллических образцах, плотность которых составляла 65—70 и 95% плотности монокристалла. Образцы имели форму дисков диаметром 14—17 мм и 0,5—0,8 мм толщиной, на которые распылением наносились серебряные электроды.
Исследование температурной зависимости tg о для окислов проводилось в интервале 25—480°С, галоидных соединений—25—260°С.
Результаты измерений показывают, что диэлектрические потери окислов металлов II группы, имеющих кубическую решетку, малы. Для ВеО, М^О и СаО при 155°С и /—900 кгц tgo не превышает 5ХЮ"4' У ЗгО и ВаО потери несколько больше, но и здесь при Т = 25°С и /=900 кгц tgo не превышает 8.10^4.
Для всех окислов наблюдается относительно быстрый рост tgS с повышением температуры (фиг. 1).
Замена ионов Ве++, М++ на ионы металлов, имеющих больший радиус, сопровождается разрыхлением кристаллической решетки и увеличением величины tg о. Диэлектрические потери окислов в ряду ВеО—ВаО тем больше, чем меньше энергия кристаллической решетки вещества (фиг. 1).
Зависимость tgo от температуры для БтР2 и ВаР2 изучалась
на образцах, плотность которых составляла 65—70% и 95% монокристалла. Наблюдалось возрастание ígo с температурой (фиг. 2). Для образцов более высокой плотности в интервале 60—120°С появляется слабый максимум tgo (фиг. 3).
Наличие температурного максимума tgo для образцов относительно большой плотности дает основание полагать, что в спеченных поликристаллических образцах, кроме потерь, обусловленных проводимостью, имеются релаксационные потери, обусловленные слабо закрепленными ионами.
too ЭОО 250 2DO tS5 *00 SO'C
Фиг. 1. Температурная зависимость для окислов металлов 11 группы при /=900 кгц
-«2-
Фиг. 2. Температурная зависимость lgtgü для CaF2,
SrF2, BaF2 при /=900 кгц. Плотность образцов составляет 65—70% уд. веса вещества.
I—CaF2, И—SrF2, III—BaF2
В группе фтористых соединений Са, Бг и Ва, как для пористых образцов, так и для плотных, наибольшее значение tgo имеет ВаР;, и наименьшее Са¥2-
В группе хлористых соединений Са, Бг и Ва наибольшие потерн наблюдаются для БгСЬ (фиг. 4).
Изменение tgo для СаС12 и ВаС12 находится в соответствии с основными физико - химическими свойствами данных соединении и энергией кристаллической решетки. Наблюдаемые отклонения от общей закономерности величины {до для БгС12 связаны, очевидно, с кристаллической структурой хлористого стронция. Тип кристаллической решетки и кристаллографическая система БгС12 отличны от кристаллической решетки ВаС12 и СаС12.
На фиг. 5, 6 представлены зависимости tgо~/(Т) для соединений Ва, у которых происходит последовательная замена иона кислорода на ионы и СГ. Значение угла диэлектрических потерь БЮ, БгР2, БгСЬ и ВаО, ВаР2, ВаС12 увеличивается с уменьшением энергии связи ионов кристаллической решетки.
Частотная зависимость tg о рассматриваемых соединений представлена на фиг. 7, 8, 9.
Для образцов, относительная плотность которых составляет 65 — 70% удельного веса монокристаллов, окислов и галоидных соединений элементов II группы в интервале 450—900 кгц уменьшается с увеличением частоты. Для более плотных образцов СаР2, ЭгР2 и ВаИ. в интервале 500—2000 кгц также уменьшается с увеличением частоты. Температурный максимум для данного вещества при этом сдвигается в сторону более высоких температур (фиг. 9).
Следует отметить, что диэлектрические потери пористых поликристаллических образцов соединений элементов II группы зависят от условий проведения опыта.
В воздухе диэлектрические потери значительно выше, чем в вакууме (фиг. 10). Величина tgo в воздухе для ВаО при Т~ 25°С и/ — 450-900 кгц почти на два порядка выше, чем в вакууме, для БЮ—больше чем на порядок. Основная причина повышенного значения tgo в воздухе обуславливается, по-видимому, наличием открытых пор, в которых происходит адсорбция паров воды.
Выводы
1. Угол диэлектрических потерь окислов и галоидных соединений элементов II группы в вакууме при 25°С и/ — 450—900 кгц имеет относительно небольшую величину и за исключением ХпО и БгСЬ не превышает 4.10~3.
2. Диэлектрические потери для поликристаллических образцов соединений в воздухе значительно выше, чем в вакууме.
3. Тангенс угла диэлектрических потерь в интервале 450—900 кгц изменяется обратно пропорционально частоте.
4. С ростом температуры диэлектрические потери для образцов, относительная плотность которых составляет 65—70% удельного веса монокристалла, увеличиваются. Для образцов, имеющих относительно высокую плотность, обнаруживается температурный максимум.
Для данной температуры поликристаллических спеченных образцов соединений металлов второй группы увеличивается с уменьшением энергии кристаллической решетки вещества. Отмеченная закономерность имеет место как для соединений, имеющих общий катион, так и для соединений с переменным катионом.
'ЗОЯ
Фиг. 3. Температурная зависимость lgtg о для CaF2, SrF2, BaF2 при / — 900кгц. Относительная плотность образцов составляет 95% уд. веса вещества.
I —CaF2, II —SrF2, III — BaF2
Jtf° SO zftt
Фиг. 4. Температурная зависимость* lgtg Ь для СаС12, SrCfo, ВаС12 при 900кгц. I — CаС12, II —SrCl2, III—ВаСЬ
Фиг. 5. Температурная зависимость lgtgo для SrO,SrF2, SrCl2, при/ =^900 к?.ц. I — SrO, II — SrF2, Ш — SrCl2
250 äCO <SS (CO 50 20° С
Фиг. 6. Температурная зависимость Igtg для BaO, BaFj, BaCI при f =900 к zu.
I —BaO, II—BaF2, III — BaCl2
*
иоо 500 600 WO 600 Ар 7
Фиг. 7. Зависимость lgtg о от частоты для ВеО, MgO, СаО, SrO, ВаО при Т= 310°С I—ВеО, II—MgO, III—СаО, IV—SrO, V—ВаО
Фиг. 8. Зависимость lgtg о от частоты для CaFo, SrF2, BaF2 при Т=20°С. Плотность образнее составляет 65—70% уд. веса вещества. I — CaF2, II —SrF2, III —BaF2
Фиг. 9. Температурно-частотная зависимость lgtg о для CaFs. Плотность образцов составляет 95% уд. веса вещества.
I — / = 500 кгц , II— / = Шкгц, III —/ — 2000кгц
Фиг. 10. Зависимость ^ от частоты в воздухе и в вакууме для БгО, ВаО и 2пО при Т = 25°С а) в воздухе, 6) в вакууме
ЛИТЕРАТУРА
1. Воробьев А. А. и ЗавадовскаяЕ. К. Изв. Томского политехи, ин-та, 71, 3, 1953.
2. Воробьев А. А. и Завадовская Е. К. Электрическая прочность твердых диэлектриков, Гостехиздат, 1956.
3. Водопьянов К. А. и Галибина Т. И. Изв. Томского политехи, ин-та, 91, 269, 1955.
4. С к а н а в и Г. И. иСарафановВ. И. ЖЭТФ 27, 735, 1954.
5. С к а н а в и Г. И. и М а с л о в В. В. ЖЭТФ 27, 1954.
6. В е v е г R. S and S р г о и 11 R. L. Phys. Rev. 83. 804. 1951.
ОПЕЧАТКИ
Стр. С фока Напечатано Следует чнтам,
3 И сн. 10 !|; 10 - «
9 9 сп. 5.10-9 сек 5*10-9 сек
11 1 св. 2 3 . 10к — сек 2 : 3-10-» сек
29 6 сн. Ю-15 СМ;сек 10,; см ¡сек
29 2 сп. большой больший
30 3 сн. 10 « сек 10-е сек
32 6 сн. спаянности спайности
34 17 сн. 10 - сек 10-8 сек
34 3 сп. 10 6 сек 10- « сак
31 1,5 св. 10 -1 - 10 сек 10-4.-10-1 сек
3*1 19 св. 10 ^ и 10 6 см сек 10-« сек н 1С" сми\-к
56 форм. 9 ! В конце фигурной скобки следует — 1.
65 3 сн. формулу | форму
91 5 сн. 1350 ом и Г< т ^ 30 КаМ !\т 1350 ом Кт 30 ком
107 6 CIS. ~ - 10 сек - — Ю-о сек
100 10 си. образцов микротвердости образной
111 1 сн. Е
112 ■УЛГ. 9, !У СЕ ноле однородное поле неоднородное
По 12 СН. Винчелла Винчелл
123 7 спаянность спайность
128 40 мод(',, 90 мол %
!?() 1 СИ. ангенеа тангенса
217 15 ai. При введении примесей гнпл При введении примесей в твер-
внедрения дые растворы типа внедрении
218 ■JA сп. Измерялась зависимость | Определялась заинсимоегь
219 8 с и. хлористый рубидий ]> бромистый калий
219 22 сн. хранения из монокристаллон хранения монокристаллов
220 фи г. 2 В точке начала координат еле на по оси $ следует
поставить — 12
228 } С!?. ы раженпе выражение
228 5 сн. о гда тогда
228 6 с и. арфора ! фарфора
228 7 сп. каркасном в каркасном
228 8 сн. етальной детальной
228 16 сн. гат\гшек катушек
228 форм. 3 Q Q
242 , 2 сн. И а фиг. 1 Из диаграммы плавкости
244 ; íl — Í 2 с п. рентгенограммы смещены рентгенограммы сплава смещены
251 ; 24 си. с ионизованном с ионизированным
301 | 7 сп. ионизирующих ионизирующих
302 18 сн. -процентного 50-процентного
3U6 9 сн. 95ü i у м о и о крн с т а л л а 95° о плотности монокристалла1*
325 24 сн. группы ! ÍI группы
332 6 сп. К)т — Ю8 ом сек Ю? — 10« см ¡сек
343 1 1 сн. „438 -1" иИЗВ—í-
394 3 с н. Со Со-
Изв. i ТПИ. т. 95
