新型元器件用材料现状及展望..
元器件技术进展最新的创新和趋势

元器件技术进展最新的创新和趋势现代科技的快速发展,使得电子产品在各个领域中得到广泛应用。
而元器件作为电子产品的基础组成部分,对于电子产品的性能和功能起着至关重要的作用。
近年来,元器件技术也在不断推陈出新,呈现出一系列创新和发展趋势,本文将就元器件技术的最新创新和趋势进行探讨。
一、微型化和集成化趋势随着电子产品不断朝着轻薄、便携方向发展,对元器件的尺寸和重量提出了更高的要求。
因此,微型化和集成化成为元器件技术的主要发展趋势之一。
例如,传统的电阻、电容等元器件正在逐渐被微型电阻阵列、微型电容阵列等集成型元器件所取代。
这些微型化和集成化的元器件不仅可以实现更小巧的尺寸,还可以提高元器件之间的互连效率,提高产品的性能和可靠性。
二、新材料的应用创新在元器件技术的发展过程中,新材料的应用创新也起到了关键的推动作用。
比如,传统的硅材料在微电子领域中得到广泛应用,但随着电子产品不断推向极限,硅材料已经无法满足其发展要求。
因此,诸如氮化镓、碳化硅等新型材料的出现,为元器件技术的发展提供了全新的可能性。
这些新材料具有优异的物理特性,可用于制造高性能、高功率和高频率的元器件。
三、功耗与效能的平衡在电子产品的设计中,功耗和效能之间的平衡一直是一个难题。
随着电子产品功能的不断增加,功耗逐渐成为一个制约因素。
因此,如何在降低功耗的同时提高电子产品的效能成为一项重要的研究课题。
为了实现功耗与效能的平衡,元器件技术正在不断提出新的解决方案。
例如,采用了更低功耗的工作模式和新型的电源管理技术,通过深入挖掘并改善元器件的性能,有效地提高了电子产品的功耗效益比。
四、可靠性与可持续发展在当今社会,可靠性和可持续发展不仅是电子产品设计的基本要求,也是元器件技术发展的必然趋势。
随着电子产品的普及和应用范围的扩大,人们对于产品的可靠性和使用寿命要求越来越高。
因此,在元器件技术的发展中,提高元器件的可靠性、降低故障率成为一个重要的发展方向。
此外,在元器件的生产和使用过程中,还应注重资源的合理利用和环境的保护,以推动元器件技术的可持续发展。
电子元器件的新材料与新技术

电子元器件的新材料与新技术近年来,随着技术的不断进步,电子元器件的应用和功能也越来越复杂。
为了满足市场和消费者的需求,电子元器件的材料和技术也在不断发展和更新,从而提高了产品的性能和使用寿命。
本文将介绍电子元器件的新材料与新技术,以及这些材料和技术的应用和发展前景。
一、新材料1. 柔性材料随着智能手机和可穿戴设备的不断普及,研发柔性材料已经成为电子元器件发展的趋势之一。
柔性材料有助于将电子元器件变得更轻、更薄、更易弯曲,并且在使用时不会造成磨损和破损。
目前,柔性电子应用主要涉及显示、传感、电源、射频和数据收集。
2. 二维材料二维材料是一种由单层或几层原子组成的材料,具有高比表面积、可调控性、紫外光电响应和良好的机械性能。
常见的二维材料包括石墨烯、硼氮化物和过渡金属二硫化物等。
在电子元器件中,二维材料可用于导电、光电、传感和场效应晶体管等方面。
3. 纳米材料纳米材料是指尺寸在1-100纳米的物质,具有优异的光学、电学、磁学和力学性能。
目前,纳米材料的应用已广泛涉及太阳能电池、柔性传感器、生物传感器、透明导电膜等领域。
由于其优异的性能和出色的应用前景,纳米材料已成为电子元器件中备受关注的材料之一。
二、新技术1. 全球定位系统全球定位系统(GPS)技术已成为电子元器件中常用的技术之一,它的作用是通过地球周围的卫星来确定某物体的位置,使得物体能够连续性地跟踪其位置。
在电子元器件中,GPS技术已用于无线传感器网络、智能家居、智能医疗等方面。
2. 人工智能人工智能(AI)技术的应用可能会引导电子元器件的未来发展。
AI通过机器学习和认知技术实现认知和决策能力,可以减少传感数据处理的计算量和时间,从而提升传感器网络的效率和应用性能。
AI也可以用于电路板设计、测试和故障检测等方面。
3. 3D打印技术3D打印技术通过将数字模型转换为具体的物体实现了制造工艺的转变。
3D打印技术的主要优势在于减少了组装步骤、节省了制造时间和成本,并且可以制造出独特的电子元器件和器件。
新一代半导体材料的发展现状与未来趋势

新一代半导体材料的发展现状与未来趋势近年来,随着电子技术的不断发展,半导体材料作为电子器件的核心材料之一,得到了广泛的关注和研究。
新一代半导体材料的发展不仅仅是技术的进步,更是对电子产业未来发展的关键支撑。
本文将从七个方面介绍新一代半导体材料的发展现状与未来趋势。
1. 碳基材料的崛起碳基材料是近年来备受关注的一类新型半导体材料。
其中,石墨烯是最受瞩目的代表之一。
石墨烯具有极高的导电性和热导率,被认为是目前最好的导电材料之一。
另外,碳纳米管、石墨烯氧化物等碳基材料也表现出了良好的半导体性能。
未来,碳基材料有望替代传统硅材料,成为新一代半导体材料的主要候选。
2. 钙钛矿的应用钙钛矿作为一类具有特殊结构和优异性能的新型半导体材料,近年来在光电器件领域取得了巨大的突破。
钙钛矿太阳能电池以其高效率和低成本的特点吸引了广泛的关注。
此外,在LED、光电探测器和光储存器等领域,钙钛矿也展现出了巨大的潜力。
未来,钙钛矿材料的研究和应用将迎来更多机遇和挑战。
3. 新型半导体材料研究的热点除了碳基材料和钙钛矿,其他一些新型半导体材料也备受关注。
例如,氮化镓材料在高功率和高频率电子器件中的应用前景广阔;硼化硅材料因其优异的热稳定性和高功率特性,被广泛应用于电力电子器件,如电动汽车中的电力控制器等。
此外,磷化铟、碲化铟等材料也具备较好的半导体性能,在微电子学、光电子学和能源领域有着广泛的应用前景。
4. 新一代半导体材料的研发挑战新一代半导体材料的研发面临着一些挑战。
首先,目前半导体材料的生产成本较高,需要进一步降低成本以提高竞争力。
其次,新材料的稳定性和可靠性等问题仍待解决,这对于工业化应用来说是非常关键的。
最后,新材料的制备工艺和设备也需要持续创新和改进,以提高制备效率和产品质量。
5. 半导体材料的可持续发展可持续发展是新一代半导体材料研究与应用的重要方向之一。
绿色半导体材料的研究成为当前的热点之一。
例如,无毒无害的材料替代有害材料,减少资源的浪费和环境污染。
新型元器件用材料现状及展望

新型元器件用材料现状及展望一、引言电子信息材料是信息产业的基础和先导,涉及到国民经济和国防建设的各个领域。
信息产业的成功,得益于电子信息材料技术的提高及新材料的应用。
以半导体材料、光电子材料、新型元器件用材料等为代表的电子信息材料,已成为新材料领域中最具活力的因素。
这些材料及其产品支撑着通信、计算机、家电与网络技术等现代信息产业的发展。
电子信息材料是新材料大家族里的重要成员,是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料,主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料;激光晶体为代表的光电子材料;介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料;钕铁硼(NdFeB)永磁材料为代表的磁性材料;光纤通信材料;磁存储和光盘存储为主的数据存储材料;压电晶体与薄膜材料;贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料以及横跨多个领域的纳米材料等。
由半导体材料及辅料、光电子材料和新型元器件用材料组成的三大系列,涵盖了电子现代信息材料领域的主要方面。
本文探讨新型元器件用材料的发展现状及趋势。
新型元器件用材料包括电子陶瓷材料、磁性材料、压电晶体材料、覆铜板材料、绿色电池材料等,广泛应用于计算机、通信设备、家用电器、汽车、医疗设备、航空、航天等各个领域。
二、新型元器件用材料发展状况(一)电子陶瓷材料电子陶瓷是特种陶瓷材料中的一种重要类型。
特种陶瓷材料是相对于传统陶瓷而言的,是20世纪70年代后期才逐渐兴起的高新技术。
随着汽车工业、航空航天事业、电子信息技术、环保节能技术、生物工程、建筑科技的飞速发展,特种陶瓷也得到了长足的发展,并在这些领域得到了广泛的应用。
其中的电子陶瓷是电子工业、微电子及光电子工业中制备基础元件的关键,其市场需求量大,产业化前景广阔,是一类广泛应用于电子信息领域中的重要的高技术新材料。
2004年世界电子陶瓷陶瓷的用量约2万吨。
2004年中国陶瓷基片和陶瓷产量是:陶瓷基片约17~20万平方米;圆片陶瓷电容器和多层陶瓷电容器用陶瓷分别为500吨和200吨;热敏电阻和压敏电阻用陶瓷分别为450吨和320吨;压电频率元件用瓷料约650吨。
新型电子材料的研发与应用前景

新型电子材料的研发与应用前景随着科技的不断发展,新型电子材料的研发与应用成为科技领域的重点之一。
新型电子材料是指在表面或体内具有特定功能的材料,可以用于信息技术、能量技术、生物医学和环境保护等领域。
本文从研发现状和应用前景两个方面探讨新型电子材料的发展现状和未来趋势。
一、新型电子材料的研发现状在新型电子材料的研发方面,目前主要集中在以下几个方面:1.纳米材料纳米材料是一种具有特殊性质的材料,其尺寸在1-100纳米之间。
其特殊性质主要表现在物理、化学和生物学等方面。
在电子领域,纳米材料成功实现了量子点激光、纳米场效应晶体管、纳米发光体等多项重要应用。
此外,纳米材料应用于太阳能电池、动力电池等能源材料领域也具有广阔的应用前景。
2.铁电材料铁电材料具有电场控制的极化,具有可逆性和记忆效应,可以用于微电子领域的高密度储存。
近年来,铁电材料应用于存储器领域得到了广阔的应用。
此外,铁电材料还可以应用于计算机中的可编程逻辑器件、智能传感器等领域。
3.石墨烯石墨烯是由一层碳原子组成的二维材料。
其优异的电子输运性质和独特的物理化学性质,赋予了石墨烯在信息储存、显示、传感、光电与能量转换等领域无限的潜力。
石墨烯被认为是未来电子行业中的“黑马”,有望成为下一代电子材料的主流材料。
4.新型有机半导体材料有机分子能够在特定条件下形成有序的聚集体,从而形成了高性能的有机半导体材料。
应用于光电显示、光电传感、柔性电子、生物医学等领域,在科技领域中已经取得了一定的成就。
二、新型电子材料的应用前景随着电子行业的不断发展,新型电子材料的应用前景越来越广阔。
下面将就四个应用领域展开探讨。
1.信息技术新型电子材料的研发和应用在信息技术领域具有广泛的应用前景。
石墨烯材料,具有极高的载流子迁移率,其应用于电子设备中能够提高芯片速度和可靠性。
铁电材料能够用于存储芯片领域,确保大容量、高速、低功耗的高性能存储芯片的生产。
纳米材料在芯片制造、显示技术和磁存储器件等方面也具有广阔的应用前景。
新型材料发展现状与未来趋势展望

新型材料发展现状与未来趋势展望随着科技的快速发展,新材料的研究和应用日益成为人们关注的焦点。
新型材料具有独特的性能和功能,可以广泛应用于各个领域,为人类社会的进步和发展提供了强有力的支持。
本文将探讨当前新型材料的发展现状,并展望其未来的发展趋势。
近年来,新型材料领域取得了显著的进展。
在功能性材料方面,研究人员不断探索新的材料组合和制备工艺,以实现特定的功能,比如超导体、聚合物材料等。
这些材料具有电、磁、光学等方面的特殊性能,有望在能源、信息传输等领域带来重大突破。
同时,纳米技术的应用也给功能性材料领域带来了新的突破,通过精确控制纳米结构,可以调控材料的性能,提高其力学强度、热导率等特性。
除了功能性材料外,结构性材料也在不断发展。
传统材料如金属、陶瓷等的性能已经相对饱和,因此人们开始研究新型结构材料,如复合材料、金属玻璃等。
这些材料具有轻量、高强度和耐腐蚀性等特点,被广泛应用于航空航天、汽车和建筑等领域。
此外,3D打印技术的快速发展也为结构材料领域带来了新的机遇,可以根据需要制造出复杂结构的材料,提高了材料的可定制性和制造效率。
未来,新型材料的发展将呈现出以下几个趋势。
首先,材料的可持续性和环保性将成为关键。
在面对日益严重的环境问题和资源短缺的情况下,研究人员将更加注重开发可循环利用的材料,并减少对环境的不利影响。
其次,材料的多功能性将得到进一步拓展。
多功能性材料可以同时具备多种特殊性能,应用范围更广,可以满足不同领域的需求。
例如,在医疗领域,多功能材料可以用于诊断、治疗和修复等多个方面。
再次,材料制备和设计的精度将进一步提高。
随着科学技术的不断进步,人们将能够更好地控制材料的微观和纳米结构,从而调控材料的性能,并满足个性化需求。
最后,新型材料的跨学科融合将更加密切。
材料科学涉及领域广泛,需要与物理学、化学、生物学等其他学科密切合作,才能充分发挥其潜能。
综上所述,新型材料的发展前景广阔,将会为人类社会带来巨大的变革。
元器件行业的先进材料新材料的研发与应用前景

元器件行业的先进材料新材料的研发与应用前景元器件行业的先进材料:新材料的研发与应用前景随着科技的不断进步和发展,元器件行业也面临着日益增长的需求和挑战。
为了满足市场的需求,研发和应用先进材料成为了该行业不可或缺的一部分。
本文将探讨元器件行业新材料的研发与应用前景,介绍这些新材料的特点和优势,并展望未来的发展趋势。
第一部分:新材料研发的现状目前,元器件行业正面临着更高性能、更小尺寸和更低功耗的要求。
这导致了对先进材料研发的需求。
许多重要的元器件,如半导体器件、电子元件和光学元件等,都需要具备高温耐受、低功耗、高效能等特性的材料来满足其运行要求。
因此,研发出适应行业需求的新材料成为了当务之急。
在当前的研发中,先进材料的研发集中在以下几个方面:高温材料、低功耗材料、高导电材料和高效能材料。
通过对这些方面的研究,可以满足日益增长的元器件需求,提升产品的性能和可靠性。
第二部分:先进材料的应用先进材料在元器件行业有着广泛的应用。
以下是几种常见的先进材料及其应用:高温材料:高温材料是指能够在极高温度下稳定工作的材料。
在元器件行业,高温材料广泛应用于热敏电阻、电感、电容器等元件中。
这些材料能够承受高温环境的腐蚀和热击穿,保证元件的正常工作。
低功耗材料:低功耗材料在节能减排和延长电池寿命方面有着重要作用。
在电子元件中,低功耗材料可以提高器件的电流密度和效能,减少能量损耗,从而延长电池的使用寿命。
高导电材料:高导电材料具有优异的导电性能,可以用于制造高速电路和高频元件。
这些材料可以提高电子器件的信号传输速率和稳定性,使其在高频率下工作更加稳定可靠。
高效能材料:高效能材料是指具有高效能转换能力的材料,广泛应用于光电子器件和光学元件中。
这些材料能够将吸收的光能有效地转化为电能,并产生高强度的光信号,实现高效能的光学传感和光通信。
第三部分:新材料应用前景展望随着科学技术的不断进步,元器件行业的先进材料研发将迎来更广阔的发展前景。
光电器件的新材料开发与应用

光电器件的新材料开发与应用随着科技的不断进步和人类社会的不断发展,新材料的应用越来越广泛。
其中,光电器件作为一种重要的电子元器件,在现代化建设中起着越来越重要的作用。
然而,光电器件的性能和应用范围也面临着各种挑战,因此,新材料的开发和应用也成为了光电器件行业面临的重要问题。
本文将介绍光电器件的新材料开发和应用的现状与趋势,并探讨其未来的发展方向。
一、光电器件的新材料开发现状传统的光电器件材料通常是半导体材料,例如硅、锗、氮化硅等。
这些材料可以用于制造各种光电器件,例如光电二极管、太阳能电池等。
虽然这些传统材料已经被广泛应用,但它们的性能已经不能够满足现代光电器件的需求。
因此,新材料的研究和开发也越来越受到关注。
近年来,石墨烯、量子点、碳纳米管等新材料被广泛研究和应用于光电器件中。
例如,石墨烯的高导电性和高透明性使得它成为一种优秀的透明电极材料,可以用于制造柔性显示器、光电传感器等。
量子点可以用于制造高效的太阳能电池和LED灯。
碳纳米管则可以用于制造高性能的场发射器和光电探测器等。
这些新材料的研究和应用大大拓宽了光电器件的应用范围和性能。
然而,新材料的研究和应用也面临着一些挑战。
例如,新材料的成本较高,制备过程较为复杂,生产工艺需要进一步优化等。
因此,如何降低成本、提高生产效率是当前新材料研究和应用的重要问题。
二、光电器件的新材料应用现状光电器件的新材料不仅可以改善器件的性能,还可以拓宽器件的应用范围。
以下是一些新材料在光电器件中的应用实例。
1. 石墨烯在透明电极中的应用石墨烯的高导电性和高透明性使得它成为一种优秀的透明电极材料,可以用于制造柔性显示器、光电传感器等。
例如,柔性显示器中的透明电极可以使用石墨烯。
石墨烯的高透明性可以使得显示器更加透亮,同时还可以改善电极的柔性,使得它更加适合于弯曲和折叠。
2. 量子点在太阳能电池和LED灯中的应用量子点可以用于制造高效的太阳能电池和LED灯。
太阳能电池中的量子点可以将太阳能转化为电能。
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重庆三峡学院新型器件与先进工艺(课程论文)学号:201107014336 专业:电子信息工程姓名:___________ 腾一、新型元器件用材料发展状况(一)电子陶瓷材料电子陶瓷是特种陶瓷材料中的一种重要类型。
特种陶瓷材料是相对于传统陶瓷而言的,是20世纪70年代后期才逐渐兴起的高新技术。
随着汽车工业、航空航天事业、电子信息技术、环保节能技术、生物工程、建筑科技的飞速发展,特种陶瓷也得到了长足的发展,并在这些领域得到了广泛的应用。
其中的电子陶瓷是电子工业、微电子及光电子工业中制备基础元件的关键,其市场需求量大,产业化前景广阔,是一类广泛应用于电子信息领域中的重要的高技术新材料。
2004年世界电子陶瓷陶瓷的用量约2万吨。
2004年中国陶瓷基片和陶瓷产量是:陶瓷基片约17〜20万平方米;圆片陶瓷电容器和多层陶瓷电容器用陶瓷分别为500吨和200吨;热敏电阻和压敏电阻用陶瓷分别为450吨和320吨;压电频率元件用瓷料约650吨。
上述陶瓷基片和各种瓷料只能满足国内需求量的60%左右。
预计2005年,中国陶瓷基片的需求量约30万平方米,各种功能陶瓷的需求量总计5300吨。
美国电子陶瓷材料的市场销售额,2000年为54.7亿美元,到2005年预计增长到72.36亿美元,年平均增长率为 5.8 %。
从市场份额分析,电子陶瓷占据了超过60%的先进陶瓷市场份额。
2000年,电子陶瓷的市场份额为64.7 %,到2005年,预计市场份额基本保持不变。
电子陶瓷包括绝缘陶瓷和导电陶瓷,导电陶瓷包括超导、导体以及半导体陶瓷,其中既有离子导电陶瓷,也有电子导电陶瓷。
此外,还有不完全独立于上述任何一种的磁性陶瓷和光学陶瓷。
随着现代通讯、计算机、微电子、光电子、机器人制造、生物工程以及核技术等高科技的飞速发展,对电子陶瓷元器件的要求也愈来愈高,高性能复合型电子陶瓷材料的研究开发引起了世界各工业先进国家的高度重视。
国外电子陶瓷材料发展具有综合领先水平的是日本、美国等发达国家。
日本在电子陶瓷材料领域中一直以全列化、产量最大、应用领域最广、综合性能最优,处在世界领先地位。
中国电子陶瓷材料及器件的生产企业在技术水平、产品品种和生产规模上与国外相比有较大差距。
电子陶瓷材料的发展始于20世纪初期,经历了电介质陶瓷一一压电铁电陶瓷一一半导体陶瓷一一快离子导体陶瓷一一高温超导陶瓷一一高性能复合型电子陶瓷的发展过程,近十年来,随着微电子技术、光电子技术、信息技术等高新技术的发展以及高纯超微粉体技术、厚膜与薄膜技术的进一步完善,电子陶瓷材料体系围绕新材料的探索、传统电子陶瓷材料的改性、材料与器件的一体化研究与应用等方面开展了广泛的研究,成为材料科学工作者十分活跃的研究领域,也为信息时代的蓬勃发展奠定了良好的基础。
现代科学技术的加速发展对电子陶瓷材料提出了严峻的挑战,也为这一领域的研究和发展创造了机会,在市场信息的引导下,传统电子陶瓷材料的改性研究和新型电子陶瓷材料的研发正在不断崛起,日益显示出广阔的市场前景和强大的经济效益,下面主要讨论这两方面的问题。
1、传统电子陶瓷发展动向传统电子陶瓷材料在电子工业、微电子工业等领域中已经获得了广泛的应用,为高科技发展和国民经济繁荣做出了卓越的贡献。
目前这类材料的研究领域主要是利用先进的材料制备技术来进一步改善性能。
1.1、敏感电子陶瓷21世纪称之为信息时代,信息的获取和传递主要依赖于传感器(敏感元件),敏感电子陶瓷在各类敏感元件中占有十分重要的地位,主要有热敏陶瓷、压敏陶瓷和压电陶瓷等。
(1)热敏陶瓷热敏陶瓷是一类电阻率、磁性、介电性等性质随温度发生明显变化的材料,主要用于制造温度传感器,线路温度补偿及稳频元件。
根据热敏陶瓷的电阻一温度特性可以分为三大类:正温度系数热敏电阻(PTC、负温度系数热敏电阻(NTQ和临界温度热敏电阻(CTR。
现在普遍认为,陶瓷热敏电阻型和单晶半导体型热敏传感器是最有市场、最有潜能和最具发展前景的产品。
在热敏电阻传感器中,NTC热敏传感器是较有前途的一种。
该产品由日本企业最先进行实用化研究和规模化生产,日、韩等企业不仅一度垄断了国内市场,而且主导了产品技术性能及测试标准,设置了较高的技术门槛。
国际上,美国VISHAY德国EPCOS日本村田、TDKHDK北陆)、ISHIZUKA(石冢)、SHIBAURA芝浦)、MITSUBISHI (三菱)等公司的新型热敏功能陶瓷材料及器件的年总产值约占世界总量的60〜80%其产品虽然质量好,但价格太高。
国外热敏电阻器正在向高性能、高可靠、高精度、片式化和规模化方向发展。
如消磁电路用PTC适应高亮度、大屏幕彩电、彩显需要,正向高电压、低电阻( 2.2 Q )方向发展;马达启动用PTC正向长寿命(开关500000万次)方向发展,主要生产厂有日本村田、德国EPCOS美国VISHAY 等。
片式热敏电阻器日本村田和日本三菱等已规模生产,片式NTC和片式PTC最小尺寸已达0402、0201。
(2)压敏陶瓷所谓压敏陶瓷材料,是指在金属氧化物如ZnO中添加适量其它金属氧化物,如Bi 20、CaQ、Mn(O Sb zQ等材料所配制成的功能陶瓷材料。
压敏陶瓷的特性是对外加电压变化非常敏感。
目前,压敏陶瓷主要有ZnO SiC、TQ2、SrTiO s四大类。
随着市场的需求,由单一压敏性能的ZnO压敏陶瓷、SiC压敏陶发展到具有电容性和压敏性的双功能电子元器件(主要是TiO2和SrTiO s系列电容一压敏电阻器)。
ZnO压敏瓷料的缺点是介电常数低,固有电容小,因此对于低于压敏电压的浪涌,瓷料基本上没有吸取作用;而且介质损耗高达5〜10%。
以SrTiO 3为主成分的压敏瓷料既有压敏电阻器的特性,又有电容器的特性,已广泛应用于保护微型计算机、集成电路和大规模集成电路等半导体器件中。
压敏陶瓷的多功能化是新形式下迎合市场的需要而发展起来的,基于压敏性和热敏性的半导体复合元件能起到抑制过电压和过电流的双重保护作用。
近些年来还出现了SnO和WO压敏陶瓷,但由于存在致密度低、非线性系数较小等缺点而没有更深入地研究。
压敏陶瓷材料的关键技术有三方面。
第一,对原材料进行二次加工,即对原材料进行二次提纯,改变颗粒尺寸、分散度和化学计量比等。
二次提纯的目的不是把所有杂质全部剔除,而是使杂质含量能够控制在可利用的范围内,并且使原料的颗粒度限制在受控的范围内。
第二,进行科学的配方控制。
在原材料处于受控状态之后,科学的配方体系就成为影响产品性能的最大关键。
第三,用先进的工艺制作压敏瓷料。
目前国际上对陶瓷粉体材料的制备研究得很多,提出“粉体材料制备科学技术”,开始从原子、离子和分子级水平出发,采用液相或气相等新的合成方法,制备具有优良成型和优良烧结特性的瓷料制备的现代化大生产的方法。
压敏陶瓷的制备工艺开始由传统的电子陶瓷工艺发展到溶胶一凝胶复合工艺,产品形式也由通用型向叠层片式元件转化。
压敏陶瓷的发展方向逐渐向两端发展:在高压领域中研制高能ZnO压敏电阻器,在中低压领域中开发SrTiO 3/ TiO 2系列压敏电阻元件。
(3)压电陶瓷压电陶瓷是具有压电效应的一种先进功能陶瓷。
所谓“压电效应”是指:某些电介质材料由于结晶体的特殊结构,当受到机械力作用而发生形变时,引起物件的相对两表面产生异种电荷,且电荷密度与应力成正比,此现象称之为“正压电效应”;反之,在这种材料上施加电场时,引起物件发生机械变形,若施加交变电场,材料则随电场频率作伸缩振动,且形变量(或振幅)与施加的电场强度成正比,此称为“电致伸缩效应(或称逆压电效应)”,二者统称为“压电效应”。
可见,压电陶瓷具有实现“机械能”与“电能”相互转换的功能。
1.2、快离子导体陶瓷快离子导体陶瓷是指在一定条件(温度,压力)下具有电子电导或离子电导特性的固态离子导体陶瓷,又称为电解质陶瓷。
其离子电导率可达10-1〜10-2S/cm (比经典离子导体,如碱金属卤化物,高十几个数量级),活化能低至0.1〜0.2eV。
由于离子导体在传输电荷的同时还伴随有物质的迁移,这使他们具有不同于电子导体的特殊用途。
20世纪以来,人们对快离子导体的研究,一方面是对已发现的快离子导体进行深入的性能和应用研究,并进一步探索新的快离子导体;另一方面对快离子导体的导电机制,包括从晶体结构、离子传导机理及传导动力学等角度进行广泛的探索。
快离子导体陶瓷的应用领域主要体现在以下两个方面:一是用作各种电池的隔膜材料;二是用作固体电子器件。
目前比较活跃的研究领域主要包括:高温燃料电池、新能源材料、氧传感器(氧分析器)、锂电池以及电化学器件等。
1.3、精细复合陶瓷精细复合电子陶瓷是指在微米至纳米级度上进行复合,以获得优良功能效应的新型材料,是20世纪80年代以来材料科学领域中探索性较强的重要发展前沿之一。
精细复合电子陶瓷的出现,与低维材料的发展息息相关,主要是利用热力学尺寸效应和量子效应使材料的性能发生显著变化,以及在结构中出现的界面效应和耦合效应所具有的新现象而获得某些特殊的性能和应用。
1.4、咼温超导陶瓷在超导材料的研究与开发中,高Tc始终是材料科学工作者追求的首要目标,20世纪掀起的“高温超导热”是伴随着高临界温度超导氧化物陶瓷的出现而逐步升华。
高温超导陶瓷目前已经发现了钇系、铋系、铊系和汞系四大类,约100余种高温超导陶瓷。
进入20世纪90年代以后,高温超导的研究重心开始向实用化转移,主要体现在高温超导粉体、块材、薄膜的合成方法和加工工艺方面以及开发高温超导陶瓷在弱电和强电领域中的应用。
高温超导陶瓷的薄膜化将对微波通信领域产生影响。
由于其超低损耗特性,可考虑用其制作滤波器、谐振器等电子元件。
目前正在对一些更先进的应用作试验,如移动通信基站的多路调制器、多普勒雷达以及相阵列雷达系统。
高温超导陶瓷的应用还包括复合材料,诸如集成的HTS/铁电结构(用于可调微波滤波器)、基于高温陶瓷超导体薄膜的超导量子干涉装置(SQUIDS)及相关设备,用于无损探伤(NDE)的SQUIDS磁场探测器已经接近市场化。
高温超导陶瓷已成为先进陶瓷中最耀眼的明星,它是一种混合氧化物,包括稀土和铜的氧化物。
虽然它的市场份额在2000年还不到1%但在5年间,它的年平均增长速度将高达20%,在微波滤波器和共鸣器中将得到广泛的使用。
2、高性能复合电子陶瓷发展动态目前,高性能复合型电子陶瓷材料的发展主要出现两种倾向:块体产品从具体成分到材料体系方面的进步,以及把电子陶瓷的功能整合为微电子和微电子机械系统(MEM)技术的转变.近年来,电子陶瓷的研究与开发围绕这两个主题而逐步展开。
2.1、高频及微波用陶瓷微波通信的发展是伴随着厚膜或薄膜技术的进步而扩展的,目前已引起了集成装置和含有电子陶瓷钝化元素的多组元组件的加速发展。