Eletrocerâmicas: Dielétricos Flashcards
(24 cards)
O que são Eletrocerâmicas?
Materiais cerâmicos com propriedades elétricas específicas, usados em componentes eletrônicos como capacitores, isoladores e substratos para circuitos.
Quais são os principais grupos de Eletrocerâmicas?
- Dielétricos
- Semicondutores
- Supercondutores
O que são Dielétricos?
Materiais isolantes usados em capacitores e substratos que armazenam carga elétrica sem permitir corrente significativa.
Quais são as principais aplicações dos Dielétricos?
- Isoladores elétricos: Porcelanas elétricas, esteatita, forsterita
- Capacitores: BaTiO₃
- Piezoelétricos: PZT
- Eletro-ópticos: PLZT
Como ocorre a polarização em um dielétrico?
Quando um campo elétrico é aplicado, ocorre polarização, ou seja, separação de cargas dentro do material.
Quais fatores influenciam a resposta dielétrica?
- Estrutura cristalina do material
- Temperatura
- Frequência do campo elétrico aplicado
Qual é a fórmula que relaciona a carga armazenada em um capacitor?
Q = C ⋅ V
O que representa a constante dielétrica relativa (k’)?
Mede a capacidade do material de armazenar carga em relação ao vácuo.
Quais são os quatro tipos de polarização dielétrica?
- Polarização Eletrônica
- Polarização Iônica
- Polarização Dipolar
- Polarização de Carga Espacial
O que caracteriza a Polarização Eletrônica?
Pequeno deslocamento da nuvem eletrônica ao redor do núcleo atômico, presente em todos os materiais.
O que caracteriza a Polarização Iônica?
Deslocamento de íons positivos e negativos em um cristal, importante em materiais iônicos como óxidos cerâmicos.
O que caracteriza a Polarização Dipolar?
Moléculas assimétricas possuem dipolos elétricos permanentes, importante em baixas frequências.
O que caracteriza a Polarização de Carga Espacial?
Acúmulo de cargas na superfície do dielétrico.
O que ocorre em um dielétrico ideal em corrente alternada?
A corrente está 90° defasada da tensão, resultando em perda zero.
Como é medida a perda dielétrica?
Pelo fator de dissipação (tan δ) onde tan δ = k’’ / k’.
Quais são as estratégias para reduzir perdas dielétricas?
- Usar materiais altamente isolantes (σ_dc → 0)
- Diminuir o fator de perda (k’’)
O que é rigidez dielétrica (Uc)?
Capacidade do material suportar um campo elétrico sem falha.
Quais são os mecanismos de ruptura dielétrica?
- Ruptura intrínseca: Aceleração de elétrons na banda de condução → efeito avalanche
- Ruptura térmica: Geração de calor maior do que a dissipação → superaquecimento e falha.
Qual a rigidez dielétrica do SiO₂ (quartzo)?
15 - 25 kV/mm
Quais são as propriedades dielétricas do BeO?
- k’ = 6,0
- tan δ = 0,0001 - 0,001
- Rigidez dielétrica = 13 kV/mm
Quais são as propriedades dielétricas do Al₂O₃ (90-99%)?
- k’ = 8,8 - 10,1
- tan δ = 0,0003 - 0,002
- Rigidez dielétrica = 17 kV/mm
Quais são as propriedades dielétricas do BaTiO₃?
- k’ = 1600
- tan δ = 0,0001 - 0,020
- Rigidez dielétrica = -
Quais são as características dos substratos eletrônicos?
- Alta resistividade elétrica (R)
- Baixa constante dielétrica (k’ < 4)
- Baixo fator de dissipação (tan δ)
- Alta rigidez dielétrica (Uc)
- Boa condutividade térmica (λ > 200 W/m·K)
Quais são os principais materiais usados como substratos eletrônicos?
- Al₂O₃ (alumina)
- BeO
- AlN
