Cum se utilizează ceramica în electronică?
În ultimii ani, beneficiind de popularizarea și dezvoltarea comunicațiilor, calculatoarelor, contoarelor electronice, electrocasnicelor și tehnologiilor de circuite digitale, cererea pieței de componente electronice ceramice este în creștere. În 2014, piața globală a ceramicii electronice avea o valoare de 20,59 miliarde USD și este de așteptat să ajungă la 134,6 miliarde USD în 2024.
Ceramica electronică are proprietăți excelente, cum ar fi rezistența la temperaturi ridicate, o bună disipare a căldurii, fiabilitate ridicată și greutate redusă. Au avantajele incomparabile ale materialelor tradiționale. Ceramica electronică a devenit deja un material de bază indispensabil pentru fabricarea componentelor electronice.
Ceramica electronică poate fi împărțită în cinci categorii în funcție de funcțiile și utilizările lor: ceramică izolatoare, ceramică de condensator, ceramică feroelectrică, ceramică semiconductoare și ceramică ionică.
Dispozitiv de izolare ceramică
Ceramica electronică are proprietăți excelente de izolare electrică și este utilizată ca ceramică electronică pentru părțile structurale, substraturile și carcasele echipamentelor și dispozitivelor electronice. Ceramica pentru dispozitive de izolație include diferiți izolatori, bobine de bobine, suporturi electronice pentru tuburi, comutatoare de bandă, suporturi de suport pentru condensatori, substraturi pentru circuite integrate și carcase de ambalare etc.
Cerințele de bază pentru acest tip de ceramică electronică sunt constantă dielectrică scăzută, pierderi dielectrice scăzute, rezistivitate ridicată a izolației, rezistență mare la rupere și caracteristici bune de temperatură și frecvență dielectrică. În plus, sunt necesare o rezistență mecanică și o stabilitate chimică mai ridicate.
Ceramica condensatorului
Ceramica electronică poate fi folosită ca materiale dielectrice pentru condensatoare. În funcție de diferitele materiale ceramice, condensatoarele ceramice pot fi împărțite în condensatoare ceramice de joasă frecvență și condensatoare ceramice de înaltă frecvență. Clasificat după structură, poate fi împărțit în condensatoare wafer, condensatoare tubulare, condensatoare dreptunghiulare, condensatoare cu cip, condensatoare prin miez etc.
Ceramica Feroelectrică
Utilizarea proprietăților sale piezoelectrice poate fi transformată în dispozitive piezoelectrice, care este principala aplicație a ceramicii feroelectrice, astfel încât ceramica feroelectrică este adesea numită ceramică piezoelectrică.
Proprietățile piroelectrice ale ceramicii feroelectrice pot fi folosite pentru a realiza detectoare cu infraroșu, care au aplicații importante în măsurarea temperaturii, controlul temperaturii, măsurarea de la distanță, teledetecția și chiar biologie și medicină. Ceramica piroelectrică tipică include titanatul de plumb (PbTiO3) și așa mai departe.
Folosind efectul electro-optic puternic al ceramicii feroelectrice transparente PLZT, pot fi realizate noi dispozitive, cum ar fi modulatoare laser, afișaje fotoelectrice, stocare de informații optice, comutatoare optice, senzori fotoelectrici, stocare și afișare de imagini și ochelari de protecție împotriva radiațiilor laser sau nucleare.
Ceramica semiconductoare
Ceramica electronică cu granule de cristal semiconductoare și limite de granule izolatoare (sau semiconductoare) prin măsuri de semiconductorizare, prezentând astfel o barieră puternică de interfață și alte caracteristici semiconductoare.
Există multe tipuri de ceramică semiconductoare, inclusiv diverse termistoare cu coeficient de temperatură negativ realizate din natura granulelor de cristal din ceramica semiconductoare; condensatoare semiconductoare realizate din natura granițelor, varistoare ZnO și termistori cu coeficient de temperatură pozitiv din seria BaTiO3 Rezistori, celule solare CdS/Cu2S; și diverse rezistențe ceramice sensibile la umiditate și rezistențe sensibile la gaz realizate din proprietăți de suprafață.
Ceramica ionică
Ceramica electronică cu conductivitate ionică rapidă. Are caracteristicile livrării rapide a ionilor pozitivi. Reprezentantul tipic este porțelanul β-Al2O3. Conductivitatea ionică a acestui tip de ceramică poate ajunge la 0,1/(ohm·cm) la 300 ℃, care poate fi folosită pentru a face o baterie solidă mai economică, cu un raport de energie ridicat și, de asemenea, poate face un condensator de descărcare lentă cu densitate mare de stocare a energiei. Este un material care ajută la rezolvarea problemelor energetice.
