عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي
يتم استخدام العديد من مواد الجسم الملبدة المكونة أساسًا من الأكاسيد على نطاق واسع في إنتاج المكونات الوظيفية الإلكترونية. عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي.
عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي, عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي, عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي, عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي. عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي, أهمها أن تتمتع بقوة ميكانيكية عالية, مقاومة درجات الحرارة العالية والرطوبة, مقاومة الإشعاع, ومجموعة واسعة من الثوابت العازلة. قيمة الظل الخسارة العازلة صغيرة, ويمكن تعديل معامل درجة حرارة السعة (أو يمكن تعديل معدل تغيير السعة). قوة كهربائية عالية ومقاومة العزل, وأداء الشيخوخة الممتاز.
عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي يمكن تقسيمها إلى خمس فئات حسب وظائفها واستخداماتها: سيراميك عازل, مكثف سيراميك, السيراميك الفيروكهربائي, سيراميك أشباه الموصلات والسيراميك الأيوني.
سيراميك جهاز العزل
يشار إليه باسم جهاز البورسلين, له خصائص عزل كهربائية ممتازة ويستخدم كسيراميك إلكتروني للأجزاء الهيكلية, ركائز وأغلفة في المعدات والأجهزة الإلكترونية. يشمل بورسلين جهاز العزل عوازل مختلفة, إطارات لفائف, حاملي الأنابيب, مفاتيح الفرقة, بين قوسين دعم مكثف, ركائز الدوائر المتكاملة وأغلفة التغليف. المتطلبات الأساسية لهذا النوع من الخزف هي ثابت العزل الكهربائي المنخفض ε, خسارة عازلة صغيرة tanδ, مقاومة عزل عالية ρ, قوة انهيار عالية E., وخصائص درجة حرارة عازلة جيدة وخصائص التردد. فضلاً عن ذلك, مطلوب أيضًا قوة ميكانيكية أعلى واستقرار كيميائي.
من بين هذه الأنواع من السيراميك, التلك بورسلين وبورسلين الألومينا هما الأكثر استخدامًا. مكونات المرحلة البلورية الرئيسية هي وعلى التوالي. يتميز بورسلين التلك بعزل كهربائي ممتاز وتكلفة منخفضة, وهو عبارة عن جهاز بورسلين نموذجي عالي التردد يستخدم في نطاقات التردد اللاسلكي. خزف الألومينا هو نوع من أنواع عالية التردد, جهاز بورسلين عالي الحرارة وعالي القوة مع عزل كهربائي أفضل. تزداد خواصه الكهربائية والفيزيائية مع زيادة محتوى أكسيد الألومنيوم. يشيع استخدام البورسلين عالي الألومينا المحتوي على 75%, 95%, الوقود الصلب مثل الكريات الخشبية كمصدر للطاقة 99% الألومينا. في بعض الدوائر المتكاملة شديدة الطلب, حتى بورسلين اكسيد الالمونيوم النقي الذي يحتوي على أكسيد الألومنيوم 99.9% يستخدم, التي تشبه خصائصها بلورات الياقوت المفردة. عيوب البورسلين عالي الألومينا, بورسلين اكسيد الالمونيوم النقي بشكل خاص, صعوبة في التصنيع, ارتفاع درجة حرارة اطلاق النار وارتفاع السعر.
هناك أيضًا نوع من الخزف ذو الموصلية الحرارية العالية يمثله أكسيد البريليوم (BeO) في جهاز البورسلين. التوصيل الحراري لدرجة حرارة الغرفة لبورسلين أكسيد البريليوم المحتوي على BeO95٪ هو نفس الموصلية المعدنية. يحتوي أكسيد البريليوم أيضًا على خصائص عازلة جيدة, مقاومة درجات الحرارة وقوة ميكانيكية عالية. العيب هو أن المادة الخام لـ BeO شديدة السمية, والمواد الخزفية لها درجة حرارة إطلاق عالية, مما يحد من تطبيقه. نيتريد البورون (BN) الخزف ونتريد الألومنيوم (AlN) الخزف هو أيضا البورسلين عالية التوصيل الحراري. على الرغم من أن الموصلية الحرارية لها ليست جيدة مثل تلك الخاصة بأكسيد البريليوم الخزف, فهي غير سامة, قابلية المعالجة وخصائص العزل الكهربائي جيدة, ويمكن استخدامه للترانزستورات عالية التردد وعالية الطاقة. تستخدم لتبديد الحرارة والعزل في الدوائر المتكاملة واسعة النطاق.
تم تطوير نوع من السيراميك المضغوط بالحرارة باستخدام SiC كمادة أساسية ومخدر بكمية صغيرة من BeO والشوائب الأخرى. هذا النوع من السيراميك له خصائص عزل ممتازة, كما أن الموصلية الحرارية لها أعلى من تلك الخاصة بأكسيد البريليوم الخزف بدرجة نقاء 99%. معامل التمدد الحراري الخاص بها قريب من بلورات السيليكون المفردة في نطاق درجة حرارة واسع, ومن المتوقع أن يتم استخدامه في الدوائر المتكاملة واسعة النطاق مع تشتت كبير للطاقة.
خزف الفلسبار منخفض القلويات, والذي يستخدم كمصفوفة لفيلم الكربون ومقاومات الأغشية المعدنية, هو أيضا جهاز مهم وغير مكلف من البورسلين, لكن فقده العازل كبير وغير مناسب للاستخدام على الترددات العالية.
سيراميك مكثف
السيراميك الإلكتروني المستخدم كعوازل مكثف. هذا النوع من السيراميك له أكبر استهلاك وأكبر مجموعة متنوعة من المواصفات. أهمها سيراميك مكثف عالي التردد ومنخفض التردد وسيراميك مكثف أشباه الموصلات.
الخزف المكثف عالي التردد ينتمي إلى الخزف المكثف من الفئة الأولى, تستخدم أساسا لتصنيع المكثفات الخزفية عالية الاستقرار ومكثفات تعويض درجة الحرارة في الدوائر عالية التردد. المكونات الرئيسية لهذا النوع من السيراميك هي في الغالب الأتربة القلوية أو تيتانات المعادن الأرضية النادرة والمحاليل الصلبة القائمة على التيتان. (طاولة 1).
عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي
يمكن أن يؤدي اختيار مكونات السيراميك المختلفة إلى الحصول على سيراميك مكثف عالي التردد بثوابت عازلة مختلفة, الخسارة العازلة tangent tanδ ومعامل درجة الحرارة العازلة αε لتلبية احتياجات تعويض درجات الحرارة المختلفة. إن خزف الباريوم رباعي التيتانيوم في الجدول ليس فقط مكثف عازل مع ثبات حراري عالي, ولكن أيضًا مادة عازلة للميكروويف ممتازة.
الخزف ذو التردد المنخفض ينتمي إلى فئة الخزف المكثف, الذي يستخدم بشكل رئيسي لتصنيع المكثفات الخزفية للتجاوز, حجب وتصفية التيار المستمر في دوائر التردد المنخفض. السمات الرئيسية هي ارتفاع ثابت عازل ε, ظل خسارة كبيرة, ومعدل تغير كبير في تان و مع درجة الحرارة. الأكثر استخدامًا من هذا النوع من السيراميك هو تيتانات الباريوم الحديدية (BaTiO3) كمكون رئيسي, والتي يتم الحصول عليها عن طريق تعديل المنشطات مع ارتفاع (يصل إلى 20000 في درجة حرارة الغرفة) ومعدل تغير درجات الحرارة المنخفضة. سيراميك مكثف متآلف منخفض الحرارة متكلس منخفض الحرارة يتكون أساسًا من طور لطيف من المغنيسيوم الرصاص الكهروضوئي niobate (PbMg1/3Nb2/3O3) هي أيضًا سيراميك مكثف منخفض التردد مهم.
مكثف سيراميك أشباه الموصلات الطبقة العازلة المتكونة على السطح الخارجي للسيراميك شبه الموصّل أو السطح الداخلي (حدود الحبوب) بين حبيبات الكريستال سيراميك إلكتروني يكون عازلًا للمكثف. فيما بينها, مكثف الطبقة الحدودية المصنوع باستخدام الخصائص العازلة للطبقة الحدودية من الحبوب الخزفية هو نوع جديد من مكثف الأداء العالي والموثوقية العالية, التي لديها خسارة عازلة صغيرة, مقاومة عزل عالية و جهد عمل عالي. إن ثابت العزل الظاهر لهذا السيراميك مرتفع للغاية (يصل إلى 105), فقدان عازل منخفض (أقل من 1%), مقاومة عالية الحجم (اعلى من 1011 أوم·سم), وتردد التشتت العازل العالي (فوق 1 جيجاهرتز) ), مقاومة جيدة للرطوبة, هو أداء عالي, متوسط مكثف عالي الاستقرار. السيراميك الكهروحراري سيراميك إلكتروني مع بلورات حديدية كهربية كمرحلة بلورية رئيسية. تم اكتشاف ما لا يقل عن ألف نوع من البلورات الكهربية الحديدية, ولكن كالمرحلة البلورية الرئيسية للسيراميك الفيروكهربائي, توجد بشكل أساسي بلورات من نوع البيروفسكايت أو شبه البيروفسكايت الكهروضوئي أو المحاليل الصلبة. في نطاق درجة حرارة معينة, يوجد استقطاب تلقائي في البلورة يمكنه تغيير اتجاهه مع المجال الكهربائي المطبق. هذه هي الكهرباء الفيروكهربائية للبلور. عندما تتجاوز درجة الحرارة قيمة حرجة معينة ─ ─ كوري درجة الحرارة TC, تنخفض شدة الاستقطاب إلى الصفر, البلورة تفقد الكهرباء الفيروكهربائية, ويصبح بلورة شبه كهربائية عادية; في نفس الوقت, تخضع البلورة لمرحلة كهربية حديد إلى مرحلة تغيير طور شبه كهربائي. تتغير شدة الاستقطاب للكهرباء الفيروكهربائية أيضًا بشكل كبير مع المجال الكهربائي.
عملية تصنيع السيراميك الإلكتروني هي تقريبًا نفس عملية تصنيع السيراميك التقليدي
السمة المجهرية الهامة للكهرباء الفيروكهربائية هي هيكل المجال الكهربائي, إنه, للكهرباء الحديدية العديد من المناطق الصغيرة التي يتم استقطابها تلقائيًا للتشبع في اتجاه معين ─ ─ المجالات الكهربائية. يتم فصل هذه المجالات ذات التوجهات المختلفة بجدران المجال. تحت تأثير مجال كهربائي خارجي قوي نسبيًا, يمكن إجبار هذه البلورة متعددة المجالات على أن تكون موجهة بواسطة المجال الكهربائي وتصبح ذات مجال واحد. هذا النوع من العمليات الديناميكية التي تقوم فيها المجالات الكهربائية بعكس اتجاهها بمجال كهربائي خارجي, بما في ذلك حركة جدران المجال وتنوي ونمو مجالات جديدة.
السيراميك الفيروكهربائي
متعدد الوظائف ومتعدد الاستخدامات. باستخدام خصائصه الكهرضغطية يمكن تحويلها إلى أجهزة كهرضغطية, وهو التطبيق الرئيسي للسيراميك الفيروكهربائي, لذلك غالبًا ما يشار إلى السيراميك الفيروكهربائي باسم السيراميك الكهروضغطي. استخدام الخصائص الكهروحرارية للسيراميك الفيروكهربائي (تأثير إطلاق الشحنات على سطح الجسم الفيروكهربائي بسبب التغير في شدة الاستقطاب عندما تتغير درجة الحرارة) يمكن تحويلها إلى كاشفات الأشعة تحت الحمراء, والتي يمكن استخدامها في قياس درجة الحرارة, التحكم في درجة الحرارة, الاستشعار عن بعد, وعلم الأحياء, الطب والمجالات الأخرى لها قيمة تطبيقية مهمة. تشمل الخزفيات الكهروحرارية النموذجية تيتانات الرصاص (PbTiO3) وهلم جرا. الاستفادة من التأثير الكهروضوئي القوي للسيراميك الفيروكهربائي الشفاف PLZT (تيتانات الزركونات الرصاص مخدر باللانثانم) (تتغير الخصائص الضوئية للسيراميك الفيروكهربائي الشفاف من خلال التحكم في حالة المجال للسيراميك الفيروكهربائي الشفاف بواسطة مجال كهربائي خارجي, وبالتالي إظهار الانكسار الذي يتم التحكم فيه إلكترونيًا والضوء المتحكم فيه إلكترونيًا تأثير التشتت) يمكن تحويلها إلى أجهزة جديدة مثل مُعدِّلات الليزر, يعرض الكهروضوئية, تخزين المعلومات الضوئية, مفاتيح ضوئية, مجسات كهروضوئية, تخزين الصور وعرضها, والنظارات الواقية من الليزر أو الإشعاع النووي.
سيراميك أشباه الموصلات
Electronic ceramics that have semiconducting crystal grains and insulating (or semiconducting) grain boundaries through semiconductorization measures, thereby presenting strong interface barriers and other semiconductor characteristics.
There are two main methods of ceramic semiconductorization: forced reduction method and donor doping method (also known as atomic valence control method). Both methods are to form defects such as ionic vacancies in the ceramic crystals, thereby providing a large number of conductive electrons, so that the crystal grains in the ceramics become a certain type (usually N-type) أشباه الموصلات. The interlayer between these crystal grains is an insulating layer or another type (P-type) semiconductor layer.
There are many types of semiconductor ceramics, بما في ذلك مختلف الثرمستورات ذات معامل درجة الحرارة السلبية المصنوعة من طبيعة الحبيبات البلورية في سيراميك أشباه الموصلات; مكثفات أشباه الموصلات مصنوعة من خصائص حدود الحبوب, متغيرات ZnO, و BaTiO3 سلسلة مقاومات درجة الحرارة الإيجابية, الخلايا الشمسية CdS / Cu2S; والعديد من المقاومات الخزفية الحساسة للرطوبة والمقاومات الحساسة للغاز والمصنوعة من خصائص السطح. طاولة 2 يسرد سيراميك أشباه الموصلات النموذجي لأجهزة الاستشعار.
يختلف السيراميك الكهروضوئي CdS / Cu2S عن سيراميك أشباه الموصلات المُدرج في الجدول أعلاه والذي يستخدم خصائص طبقة حدود الحبوب العازلة. يستخدم التأثير الكهروضوئي للترابط غير المتجانس PN بين CdS من النوع N وطبقة حد حبيبات Cu2S من النوع P. يمكن استخدام الخلية الشمسية المصنوعة من السيراميك كمصدر للطاقة للمحطات غير المراقبة وكجهاز اقتران كهروضوئي في الأدوات الإلكترونية.
سيراميك أيوني
سيراميك إلكتروني مع التوصيل الأيوني السريع. لها خصائص التوصيل السريع للأيونات الموجبة. الممثل النموذجي هو β-Al2O3 الخزف. يمكن أن تصل الموصلية الأيونية لهذا النوع من السيراميك 0.1/(أوم·سم) عند 300, والتي يمكن استخدامها لصنع بطاريات صلبة أكثر اقتصادية مع نسبة طاقة عالية, ويمكن أيضًا صنع مكثفات بطيئة التفريغ مع كثافة تخزين طاقة عالية. إنها مادة تساعد في حل مشاكل الطاقة.
بواسطة FUBOON فريق مهندس متقدم.
