Как керамика используется в электронике?
В последние годы благодаря популяризации и развитию средств связи, компьютеров, электронных счетчиков, бытовой техники и технологий цифровых схем рыночный спрос на электронные керамические компоненты растет. В 2014 году мировой рынок электронной керамики оценивался в 20,59 млрд долларов США и, как ожидается, достигнет 134,6 млрд долларов США в 2024 году.
Электронная керамика обладает превосходными свойствами, такими как устойчивость к высоким температурам, хорошее рассеивание тепла, высокая надежность и малый вес. Они обладают несравненными преимуществами традиционных материалов. Электронная керамика уже стала незаменимым базовым материалом для изготовления электронных компонентов.
Электронную керамику можно разделить на пять категорий в зависимости от ее функций и использования: изоляционная керамика, конденсаторная керамика, сегнетоэлектрическая керамика, полупроводниковая керамика и ионная керамика.
Изоляционное устройство керамическое
Электронная керамика обладает отличными электроизоляционными свойствами и используется в качестве электронной керамики для конструкционных деталей, подложек и корпусов электронного оборудования и устройств. Керамика изоляционных устройств включает в себя различные изоляторы, катушки катушек, держатели электронных трубок, ленточные переключатели, опорные кронштейны конденсаторов, подложки интегральных схем и упаковочные оболочки и т. д.
Основными требованиями к этому типу электронной керамики являются низкая диэлектрическая проницаемость, малый тангенс диэлектрических потерь, высокое удельное сопротивление изоляции, высокая прочность на пробой и хорошие температурные и частотные характеристики диэлектрика. Кроме того, требуется более высокая механическая прочность и химическая стабильность.
Конденсаторная керамика
Электронная керамика может использоваться в качестве диэлектрических материалов для конденсаторов. В соответствии с различными керамическими материалами керамические конденсаторы можно разделить на низкочастотные керамические конденсаторы и высокочастотные керамические конденсаторы. По структуре их можно разделить на пластинчатые конденсаторы, трубчатые конденсаторы, прямоугольные конденсаторы, чип-конденсаторы, сквозные конденсаторы и т. д.
Сегнетоэлектрическая керамика
Используя его пьезоэлектрические свойства, можно изготовить пьезоэлектрические устройства, что является основным применением сегнетоэлектрической керамики, поэтому сегнетоэлектрическую керамику часто называют пьезоэлектрической керамикой.
Пироэлектрические свойства сегнетоэлектрической керамики можно использовать для изготовления инфракрасных детекторов, которые имеют важные применения в измерении температуры, контроле температуры, дистанционном измерении, дистанционном зондировании и даже в биологии и медицине. Типичная пироэлектрическая керамика включает титанат свинца (PbTiO3) и так далее.
Используя сильный электрооптический эффект прозрачной сегнетоэлектрической керамики PLZT, можно создавать новые устройства, такие как лазерные модуляторы, фотоэлектрические дисплеи, оптические накопители информации, оптические переключатели, фотоэлектрические датчики, накопители и дисплеи изображений, а также очки для защиты от лазерного или ядерного излучения.
Полупроводниковая керамика
Электронная керамика с полупроводниковыми кристаллическими зернами и изолирующими (или полупроводниковыми) границами зерен за счет мер полупроводниковости, тем самым обеспечивая сильный барьер интерфейса и другие полупроводниковые характеристики.
Существует много типов полупроводниковой керамики, в том числе различные термисторы с отрицательным температурным коэффициентом, изготовленные из кристаллических зерен полупроводниковой керамики; полупроводниковые конденсаторы, изготовленные из природы границ зерен, варисторы ZnO и термисторы с положительным температурным коэффициентом серии BaTiO3 Резисторы, солнечные элементы CdS/Cu2S; и различные керамические влагочувствительные резисторы и газочувствительные резисторы, изготовленные из поверхностных свойств.
Ионная керамика
Электронная керамика с быстрой ионной проводимостью. Он обладает характеристиками быстрой доставки положительных ионов. Типичным представителем является фарфор β-Al2O3. Ионная проводимость этого вида керамики может достигать 0,1/(Ом·см) при 300℃, что может быть использовано для изготовления более экономичных твердых батарей с высоким коэффициентом энергии, а также для изготовления конденсаторов с медленным разрядом и высокой плотностью накопления энергии. Это материал, который помогает решить энергетические проблемы.
