高压陶瓷电容器及其电气性能研究

摘要

高压陶瓷电容器是以有着较高介电常数的陶瓷为介质的电容器，它具有以下特点:高耐压、小型和频率特性好等。由于当今时代电子工业的飞速发展，高压陶瓷电容器也进入了一个新的发展阶段，它的应用领域也更加广泛。目前，BaTiO3基陶瓷是最主要的介电材料，它具有高介电常数、低损耗、高稳定等特点，因此，研究BaTiO3基高压陶瓷电容器的电气性能具有十分重要的意义。
　　利用有限元方法对电容器的内部结构进行建模与仿真，在外加电场与温度场作用下，分析电介质存在缺陷时内部电场和温度场的分布规律，从而为高压电容器的设计和制备提供理论指导。利用一种无铅环保、成本低廉、适合工业批量生产的制备方法制备BaTiO3基陶瓷电介质材料，进一步组装成模拟电容器用于实验研究。针对电容器的电介质设计了一系列实验研究方案，并对其进行电气性能测试，其平均相对介电常数为140，阻抗角正切值小于2％，绝缘电阻为2×108Ω，耐压强度大于2kV/mm，频率和温度特性良好，具有优秀的工作稳定性。选择某型号商业成品电容器进行相同的研究实验，将试样的性能参数与成品参数进行对比，对试样性能进行综合评价，进而总结出BaTiO3基陶瓷电容器电气特性的一般性规律，为以后的高压陶瓷电容器的设计、制造以及使用提出参考性意见。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 高压陶瓷电容器概述

1．1．1 概念与分类

1．1．2 国内外发展现状

1．2 介电材料

1．2．1 介质极化

1．2．2 介电强度

1．2，3 介质损耗

1．2．4 BaTiO2的特性

1．3 课题研究内容

1．3．1 研究意义

1．3．2 论文主要内容

1．4 论文总体结构

2 电容器的有限元分析

2．1 电容器内部缺陷

2．2 电场分析

2．2．1 问题描述及电场分析原理

2．2．2 建立模型及求解

2．2．3 结果分析

2．3 温度场分析

2．3．1 问题描述及热分析原理

2．3．2 建立模型及求解

2．3．3 结果分析

2．4 本章小结

3 电容器电介质材料的制备

3．1 成品陶瓷电容器制备流程概述

3．2 粉体制备技术

3．2．1 粉体性质

3．2．2 粉体配方及预处理

3．2．3 粉体制备方法

3．3 陶瓷电介质制备技术

3．4 陶瓷电介质样品的制备

3．5 本章小结

4 BaTiO3基陶瓷电容器电气性能研究

4．1 实验研究

4．1．1 频率特性

4．1．2 温度特性

4．1．3 稳定性

4．1．4 耐压强度

4．2 实验结果与讨论

4．3 本章小结

结论

参考文献

附录A 电气性能研究实验连接图

附录B 电气性能研究实验测量数据

致谢