窒化ケイ素セラミックスの誘電率

---

誘電率の基本概念
誘電率は、電界中で電気エネルギーを蓄える物質の能力を表す物理量であり、通常、 記号で表される。真空に対する物質の分極能力を反映しています。誘電率が高いほど、電界中での物質の分極度が大きくなり、電気エネルギーが蓄積されます。

窒化ケイ素セラミックスの誘電率範囲
窒化ケイ素セラミックスの誘電率は、調製プロセス、微細構造、および試験条件によって異なります。一般的に、窒化ケイ素セラミックスの誘電率は7.8～10程度です。例えば
-周波数1MHzにおいて、窒化ケイ素セラミックの誘電率は通常8.2～9.5である。
-特定のプロセスを用いて調製された多孔質窒化ケイ素セラミックスは、3.5から4.6という低い誘電率を持つことができる。
-低誘電率窒化ケイ素セラミックスは、気孔形成剤を添加することにより、誘電率をさらに低下させることができる。

窒化ケイ素セラミックスの誘電率に影響を与える要因

1. 微細構造
   -結晶相組成：窒化ケイ素セラミックスは、主にα - Si ∝ N ₄とβ - Si ∝ N ₄の2つの結晶相からなり、α相は比較的誘電率が低く、β相は誘電率が高い。
   -気孔率：気孔率：気孔の存在は窒化ケイ素セラミックスの誘電率を低下させる。気孔率が高いほど、誘電率は低くなります。例えば、気孔率が30%から55%の多孔質窒化ケイ素セラミックスの誘電率は、わずか3.5から4.6です。
   -粒径：粒径：一般的に粒径が大きくなると誘電率が大きくなる。
2. 準備プロセス
   -焼結温度：焼結温度：焼結温度が高いほど緻密化し、誘電率が高くなる。
   -添加物：希土類酸化物のような焼結助剤の添加は、窒化ケイ素セラミックスの微細構造や誘電特性に影響を与えます。例えば、少量の希土類酸化物を添加すると、格子酸素欠陥を減らし、熱伝導率を向上させることができるが、誘電率への影響はより複雑である。
3. 試験条件
   -周波数：周波数：誘電率は通常、試験周波数の増加とともに低下する。高周波条件下では、窒化ケイ素セラミックスの比誘電率が著しく低下することがあります。
   -温度：高温では、窒化ケイ素セラミックスの誘電率は、材料の熱安定性と微細構造によって変化する可能性がある。

窒化ケイ素セラミックスの誘電率の応用的意義
窒化ケイ素セラミックスの誘電率は、さまざまな分野で重要な意味を持つ：

1. 電子デバイス窒化ケイ素セラミックスは誘電率が高いため、高周波電子機器の絶縁特性に優れ、高周波回路基板の製造に使用できる。
2. アンテナカバー材料：誘電率の低い窒化ケイ素セラミックスは、高速航空機用のアンテナカバーの製造に使用することができ、信号透過の要件を満たし、構造強度を維持することができる。
3. 高温環境用途：窒化ケイ素セラミックスは高温でも高い誘電特性を維持できるため、高温の電子機器やセンサーに適している。

の比誘電率である。 窒化ケイ素セラミックス は、微細構造、調製プロセス、および試験条件に大きく影響され、幅広い値を持つ重要な材料性能パラメータです。調製プロセスと微細構造設計を最適化することで、窒化ケイ素セラミックスの誘電率を制御し、さまざまな応用シナリオのニーズを満たすことができます。