Сначала получают изделия из стекломассы теми же способами, что и обычные стекла.

2) Затем его подвергают чаще всего двухступенчатой термической обработке при температурах 500—700°С и 900—1100°С. На первой ступени происходит образование зародышей кристаллизации, на второй – развитие кристаллических фаз. Для обеспечения равномерной тонкокристаллической кристаллизации по всему объему были разработаны два подхода: гомогенное и гетерогенное ядрообразование. Если образование центров кристаллизации при зарождении новой фазы вещества внутри другой его фазы происходит в отсутствие посторонних частиц, то такой процесс определяется как гомогенная кристаллизация. В противном случае — это катализированная или гетерогенная кристаллизация. При помощи гомогенной кристаллизации получают рубиновые, опаловые и некоторые светочувствительные стекла, а по второй технологии — стеклокристаллические материалы. Содержание кристаллических фаз к окончанию технологического процесса достигает порядка 95%, размеры оптимально развитых кристаллов составляют 0,05—1 мкм. Изменение размеров при кристаллизации не превышает 1—2%.В качестве катализаторов и центров кристаллизации, обуславливающих выделение в материале при последующей термообработке огромного числа центров кристаллизации и создающих тем самым условия для образования тонкокристаллической структуры материала, используют катализаторы двух видов. К первому относятся металлические Au, Ag, Cu, Pt, Pd в количествах от сотых до десятых долей %. При варке они растворяются в стекломассе, а при дальнейшей термической обработке выделяются в виде микрокристаллов, вокруг которых формируется конечная структура ситалла. Второй вид катализаторов — оксиды и соли различных металлов: TiO2, P2O5, Cr2O3, ZrO2, ZnO; фторидные Na3AlF6, Na2SiF6, CaF2 и др. (обязательно совместно с Al2O3), сера или сульфаты с добавкой кокса, сульфиды. С такими катализаторами стекла не получались однородными, а разделялись на различные по составу фазы. Одна из них образовывала в стекле капли, равномерно распределенные в другой фазе. В состав фотоситаллов вводят в качестве светочувствительных добавок Au, Ag, Cu в сочетании с сенсибилизаторами. Применение элементов платиновой группы (Pt, Re, Pd, Os, Ir) не требует присутствия сенсибилизаторов. Меняя режим термообработки, можно регулировать размеры и состав выделяющихся кристаллов и соответственно свойства материалов. Все стеклокристаллические материалы состоят из стекла и мелких (не более 1—2 мкм) равномерно распределенных кристаллов, причем содержание кристаллической фазы в зависимости от технологии получения колебались от 30—50 до 90% и более.

Используют в качестве облицовочного материала, элементов слоистых панелей в конструкциях промышленных зданий. Шлакоситалл хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для настила полов промышленных и гражданских зданий, для облицовки наружных и внутренних стен, для футеровки строительных конструкций, подверженных химическим воздействиям и абразивному износу. На предприятиях химической, коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности используют изделия из ситалла (панели, трубы, электроизоляторы и др.). Ситаллы применяют также для герметизации электровакуумных приборов, в оптике и т. д. Фотоситаллы находят широкое применение в микроэлектронике, ракетной технике, космосе, оптике, полиграфии и бытовых приборах: из фотоситалла изготавливают перфорированные диски, применяемые в катодно-лучевых трубках и т.д. Очень большое распространение в химическом машиностроении получили стеклокристаллические покрытия, наносимые на поверхность различных металлов для защиты их от коррозии, окисления и износа при обычных и повышенных температурах. Их используют в качестве диэлектрической изоляции микросхем и межслойной изоляции печатных схем на керамических и других подложках. Ситаллы на основе горных пород (перлита и доломита) рекомендуются для изготовления высоковольтных стержневых и штыревых электроизоляторов. В быту из ситаллов изготавливают жаропрочную хозяйственную посуду — кастрюли, жаровни, сотейники.

36. В чем преимущества керамического производства. Назовите

основные технологические этапы этого производства.

Ответ:

37. Приведите примеры установочных высокочастотных

керамических диэлектриков. Назовите наиболее характерные области их

применения.

Ответ: Специальными материалами для высокочастотных конденсаторов являются титанатовые керамические диэлектрики (тиконды). Среди них можно выделить керамику на основе рутила (ТiO2), перовскита (СаTiO3), титаната стронция (SrTiO3). Используются для изготовления конденсаторов, к которым не предъявляются требования температурной стабильности емкости.

38. На каких принципах основано создание термостабильной

конденсаторной керамики.

Ответ: Повышения температурной стабильности свойств материалов добиваются за счет снижения диэлектрической проницаемости путем введения в состав керамики кристаллообразующего компонента с положительным ae. Такие тиконды иногда называют термокомпенсированными. К этой группе материалов относятся титано-циркониевая керамика (твердые раство­ры ТiO2 — ZrO2; СаТiO3 — СаZrO3), лантановая керамика системы LaAl2O3— СаТiO3, станнатная керамика, в которой кристаллической фазой служат твердые растворы станната кальция СаSnО3, титаната кальция СаТiO3 и цирконата кальция CaZrО3

39. В чем преимущества керамических подложек для микросхем

перед стеклянными и ситалловыми.

Ответ: Преимущество в теплопроводности в 200-250 раз. Это позволяет увеличить допустимую мощность рассеиваемую пленочными элементами. Среди неметаллических материалов наиболее высокой теплопроводностью обладает керамика на основе окисида бериллия (BeO) - брокерит.

40. Что такое тиконды и основные области их применения.

Ответ: ТИКОНД - изоляционный материал из двуокиси титана в смеси с глиной, используется для получения конденсаторов с отрицательным температурным коэффициентом емкости.