Металлизация диэлектрика

Устранение недостатков, связанных с наличием зазора между диэлектриком и обкладкой, можно осуществить с помощью металлизации диэлектрика, то есть непосредственным нанесением тонкого слоя металла на поверхность материала, используемого в качестве диэлектрика в конденсаторе. При этом достигается значительная экономия металла, так как металлический слой на поверхности диэлектрика может иметь значительно меньшую толщину, чем металлическая фольга. Для металлизации диэлектриков были предложены следующие методы: химический, вжигание, испарение в вакууме и катодное распыление. При металлизации органических диэлектриков, имеющих вид длинных тонких лент, намотанных в рулоны, имеется возможность вести процесс, непрерывно пропуская движущуюся ленту над испарителем до тех пор, пока с отдающего рулона исходной ленты весь материал не будет перемотан на приёмный рулон металлизированной ленты. После этого надо снять вакуум, вынуть из установки рулон металлизированного материала и поставить на металлизацию новый рулон ещё не металлизированной бумаги. В качестве металла для металлизации бумаги, в основном, выбирают алюминий. Так как он устойчив к коррозии и окислению. В связи с тем, что бумага, металлизированная алюминием, допускает длительное хранение, оказывается возможным ставить процесс металлизации непосредственно на бумажной фабрике и использовать в конденсаторостроении готовую металлизированную бумагу. Преимуществом алюминия также является меньшая величина удельного сопротивления. При покрытии алюминием не нужен подслой из другого металла. Недостатками, связанными с металлизацией алюминием являются: повышенный расход энергии на испарение металла в связи с его повышенной температурой кипения и необходимостью работать при высоком вакууме. Кроме того, при высокой температуре алюминий активно реагирует с большинством нагревостойких материалов, которые могли бы быть использованы для изготовления тиглей для плавки и испарения этого металла.

Эту задачу удалось решить только при отказе от использования тиглей и переходе к стрежневым нагревателям, на которые непрерывно подаётся алюминиевая проволока, которая плавится и испаряется, соприкасаясь с нагревателем; последний приходится периодически заменять, так как он постепенно разрушается при соприкосновении с алюминием. Обычно для металлизации применяется широкая лента, которая затем при перемотке разрезается на более узкие с таким расчётом, чтобы с одного из краёв ленты оставалась бы неметаллизированная закраина. Обычно применяется односторонняя металлизация. В этом случае при намотке конденсатора из двух лент они располагаются таким образом, чтобы на одной ленте закраина была сдвинута к одному краю ленты, а на второй ленте - к противоположному краю. На торцы намотанных секций наносятся путём распыления проводящие накладки из сплавов, контактирующие с металлическими слоями каждой из лент. К накладке на каждом торце припаивают выводной проводник. При металлизации бумаги алюминием для получения надёжного контакта перед нанесением накладки из сплава производится предварительное напыление на торцы конденсаторных секций слоя цинка.

Рисунок 4.2 Секция металлобумажного конденсатора. 1- первая лента металлизированной бумаги; 2-закраина цервой ленты; 3-вторая лента металлизированной бумаги; 4-закраина второй ленты; 5- контактная накладка, соединенная с металлическим слоем первой ленты; 6-припаянный к этой накладке выводной проводник;7-накладка, контактирующая с металлом второй ленты; 8- вывод от этой накладки.

При замене обкладок из фольги тонким слоем металла, в конденсаторе могут возникать явления, которые не наблюдались при обкладках из фольги: явление мерцания ёмкости (у слюдяных и керамических конденсаторов с серебряными обкладками) и явление самовосстановления конденсатора при пробое.

Статья в тему

Трехзвенный Г-образный фильтр верхних частот
Рис. 1 Электрическая принципиальная схема Задание: Расчет АЧХ, ФЧХ и переходной характеристики трехзвенного Г-образного фильтра. Варианты: С [мкФ] R [кОм] Вариант С [мкФ] R [кОм] 1 ...