مواد سرامیکی به دلیل ویژگیهای ساختاری و شیمیایی ذاتی خود، خواص عایق الکتریکی بسیار خوبی از خود نشان میدهند. در اینجا چند دلیل کلیدی وجود دارد که چرا سرامیک ها به دلیل خواص عایق الکتریکی خود شناخته می شوند:
-
ساختار اتمی: ساختار اتمی سرامیک ها به طور معمول شامل آرایش پیوند یونی یا کووالانسی قوی است. این ساختار پیوندی یک شبکه با آرایش مشخصی از اتمها ایجاد میکند و باعث پایداری مواد میشود. پیوندهای قوی بین اتم ها، سرامیک ها را ذاتاً رسانای ضعیف الکتریسیته می کند.
-
طبیعت غیر فلزی: سرامیک ها مواد غیرفلزی هستند و برخلاف فلزات، الکترون های آزاد ندارند که بتوانند به راحتی حرکت کنند و الکتریسیته را هدایت کنند. در فلزات، الکترونهای آزاد به رسانایی الکتریکی کمک میکنند، اما سرامیکها فاقد این تحرک الکترون آزاد هستند و آنها را عایقهای موثری میسازد.
-
استحکام دی الکتریک بالا: سرامیک ها اغلب دارای استحکام دی الکتریک بالایی هستند که توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر میدان الکتریکی بدون شکستگی الکتریکی است. استحکام دی الکتریک بالای سرامیک ها آنها را برای کاربردهایی که عایق الکتریکی حیاتی است مناسب می کند.
-
شکاف باند وسیع: سرامیک ها معمولاً دارای یک شکاف باند وسیع هستند که به شکاف انرژی بین نوارهای ظرفیت و رسانایی در ماده اشاره دارد. این شکاف پهن باند جریان الکترون ها را مهار می کند و عایق های سرامیکی می سازد. در مقابل، مواد رسانا، مانند فلزات، دارای شکاف نواری باریک یا بدون شکاف هستند.
-
تحرک کم الکترون: تحرک الکترون ها در سرامیک ها معمولاً کم است. این تحرک کم به این معنی است که الکترون ها آزادانه در مواد حرکت نمی کنند و رسانایی آن را کاهش می دهد و خاصیت عایق آن را افزایش می دهد.
-
پایداری شیمیایی: سرامیکها اغلب پایداری شیمیایی بالایی از خود نشان میدهند و در برابر واکنشهای رطوبت، مواد شیمیایی یا سایر عوامل محیطی مقاومت میکنند. این پایداری برای حفظ خواص عایق الکتریکی ثابت در طول زمان مهم است.
-
مقاومت در برابر حرارت: بسیاری از سرامیک ها قادر به تحمل دمای بالا هستند بدون اینکه تغییرات قابل توجهی در خواص الکتریکی خود داشته باشند. این مقاومت حرارتی در کاربردهایی که عایق الکتریکی در محیطهای با دمای بالا مورد نیاز است، بسیار مهم است.
با توجه به این ویژگی ها، سرامیک ها به طور گسترده در کاربردهای عایق الکتریکی، از جمله ساخت الکترودهای جرقه در سیستم های بخاری استفاده می شوند. در چارچوب الکترودهای جرقه ای بخاری جرقه زن سرامیکی خواص عایق الکتریکی عالی آنها تضمین می کند که جریان الکتریکی تولید شده در هنگام جرقه به طور مناسب برای احتراق هدایت می شود و به ایمنی و قابلیت اطمینان کلی سیستم های گرمایش کمک می کند.