01科學(xué)與技術(shù)
新型功能陶瓷材料是以電、磁、光、聲、熱、力學(xué)、化學(xué)或生物功能等的介質(zhì)材料.功能陶瓷材料種類繁多,用途廣泛,主要包括鐵電、壓電、介電、熱釋電、半導(dǎo)體、電光和磁性等功能各異的新型陶瓷材料. 新型功能陶瓷材料是電子信息、集成電路、移動(dòng)通信、能源技術(shù)和國防軍工等現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料.功能陶瓷及其新型電子元器件對(duì)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和綜合國力的增強(qiáng)具有重要的戰(zhàn)略意義. 八大新型功能陶瓷材料 半導(dǎo)體陶瓷 半導(dǎo)體陶瓷是指采用陶瓷工藝成型的多晶陶瓷材料.與多晶半導(dǎo)體不同的是，半導(dǎo)體陶瓷存在大量晶界，晶粒的半導(dǎo)體化是在燒結(jié)工藝過程中完成的，因此具有豐富的材料微結(jié)構(gòu)狀態(tài)和多樣工藝條件，特別適用于作為敏感材料.除半導(dǎo)體晶界陶瓷電容器外，目前已使用的敏感材料，主要有熱敏材料、電壓敏材料、光敏材料、氣敏材料、濕敏材料等. 磁性陶瓷材料 磁性陶瓷主要是指鐵氧體陶瓷,鐵氧體是以氧化鐵和其他鐵族或稀土族氧化物為主要成分的復(fù)合氧化物.鐵氧體多屬半導(dǎo)體,電阻率遠(yuǎn)大于一般金屬磁性材料,具有渦流損失小的優(yōu)點(diǎn),在高頻和微波技術(shù)領(lǐng)域,如雷達(dá)技術(shù)、通信技術(shù)、空間技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)等方面都到了廣泛的應(yīng)用. 高溫超導(dǎo)陶瓷 高溫超導(dǎo)陶瓷指相對(duì)金屬而言具有較高超導(dǎo)溫度的功能陶瓷材料.從20世紀(jì)80年代對(duì)超導(dǎo)陶瓷的研究有重大突破以來,對(duì)高溫超導(dǎo)陶瓷材料的研究及應(yīng)用倍受關(guān)注.近十幾年以來,我國在這方面的研究一直處于世界先進(jìn)水平.目前高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用正朝著大電流應(yīng)用、電子學(xué)應(yīng)用、抗磁性等方面發(fā)展. 絕緣陶瓷 絕緣陶瓷是指在電子設(shè)備中作為安裝、固定、支撐、保護(hù)、絕緣、隔離及連接各種無線電元件及器件的陶瓷材料.絕緣陶瓷要求具有體積電阻率高、介電系數(shù)小、損耗因子低、介電強(qiáng)度高、耐腐蝕和機(jī)械性能好等特性. 絕緣陶瓷被廣泛應(yīng)用在電路基板、封裝、高頻絕緣瓷等行業(yè),主要器件有絕緣子、火花塞、電阻器基體材料和集成電路基片等. 介電陶瓷 介電陶瓷又稱電介質(zhì)陶瓷,是指在電場(chǎng)作用下具有極化能力，且能在體內(nèi)長期建立起電場(chǎng)的功能陶瓷.介電陶瓷具有絕緣電阻高、耐壓高、介電常數(shù)小、介電損耗低、機(jī)械強(qiáng)度高以及化學(xué)穩(wěn)定好的特點(diǎn)，主要用于電容器和微波電路元件. 介電陶瓷包括鐵電介質(zhì)陶瓷、半導(dǎo)體介質(zhì)陶瓷、高頻介質(zhì)陶瓷和微波介質(zhì)陶瓷等陶瓷介質(zhì)材料. 納米功能陶瓷 納米功能陶瓷是應(yīng)用于空氣凈化及水處理等具有抗菌、活化、吸附、過濾等功能的新型功能陶瓷,具有遠(yuǎn)紅外釋放功能、負(fù)離子釋放功能、光催化抗菌功能、除臭、吸附、過濾功能、礦化功能. 壓電陶瓷 壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等)高溫?zé)Y(jié)、固相反應(yīng)后而成的多晶體,并通過直流高壓極化處理使其具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱,是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料.由于具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的壓電性能,壓電陶瓷作為一種重要的力、熱、電、光敏感功能材料,已經(jīng)在傳感器、超聲換能器、微位移器和其它電子元器件等方面得到了廣泛的應(yīng)用. 常用的壓電元件有傳感器、氣體點(diǎn)火器、報(bào)警器、音響設(shè)備、醫(yī)療診斷設(shè)備及通訊等.通常的壓電材料是PZT,新型壓電陶瓷材料主要有:高靈敏、高穩(wěn)定壓電陶瓷材料、電致伸縮陶瓷材料、熱釋電陶瓷材料等. 透明功能陶瓷 透明功能陶瓷材料是在光學(xué)上透明的功能材料,它除了具有一般鐵電陶瓷所有的基本特性以外,還具有優(yōu)異的電光效應(yīng).通過組分的控制可呈現(xiàn)電控雙折射效應(yīng)、電控光散射效應(yīng)、電控表面畸變效應(yīng)、電致伸縮效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)、光致伏特效應(yīng)以及光致伸縮效應(yīng)等. 透明陶瓷可以被制成各種用途的電-光、電-機(jī)軍民兩用器件:光通信用的光開關(guān)、光衰減器、光隔離器、光學(xué)存儲(chǔ)、顯示器、實(shí)時(shí)顯示組頁器、光纖對(duì)接、光纖熔接以及光衰減器等方面應(yīng)用的微位移驅(qū)動(dòng)器、光強(qiáng)傳感器、光驅(qū)動(dòng)器等. 隨著材料科學(xué)的迅速發(fā)展,功能陶瓷材料的各種新性能、新應(yīng)用不斷被人們所認(rèn)識(shí),功能陶瓷已在能源開發(fā)、空間技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.功能陶瓷也朝著高性能、高可靠性、多功能、微型化和集成化的方向發(fā)展.
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