Wie wird Keramik in der Elektronik verwendet?
In den letzten Jahren ist die Nachfrage nach elektronischen Keramikkomponenten aufgrund der Verbreitung und Entwicklung von Kommunikations-, Computer-, elektronischen Messgeräten, Haushaltsgeräten und digitalen Schaltungstechnologien gestiegen. Im Jahr 2014 hatte der globale Markt für elektronische Keramik einen Wert von 20,59 Milliarden US-Dollar und wird voraussichtlich im Jahr 2024 einen Wert von 134,6 Milliarden US-Dollar erreichen.
Elektronische Keramik verfügt über hervorragende Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit, gute Wärmeableitung, hohe Zuverlässigkeit und geringes Gewicht. Sie verfügt über die unvergleichlichen Vorteile traditioneller Materialien. Elektronische Keramik ist bereits zu einem unverzichtbaren Grundmaterial für die Herstellung elektronischer Komponenten geworden.
Elektronische Keramik kann entsprechend ihrer Funktion und Verwendung in fünf Kategorien unterteilt werden: Isolierkeramik, Kondensatorkeramik, ferroelektrische Keramik, Halbleiterkeramik und Ionenkeramik.
Isolierkörper Keramik
Elektronische Keramik verfügt über ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften und wird als elektronische Keramik für Strukturteile, Substrate und Gehäuse in elektronischen Geräten und Vorrichtungen verwendet. Isolierkeramik umfasst verschiedene Isolatoren, Spulenkörper, elektronische Röhrenhalter, Bandschalter, Kondensatorhalterungen, integrierte Schaltkreissubstrate und Verpackungsschalen usw.
Die Grundanforderungen an diese Art von elektronischer Keramik sind eine niedrige Dielektrizitätskonstante, ein geringer dielektrischer Verlust tan, ein hoher Isolationswiderstand, eine hohe Durchschlagfestigkeit und gute dielektrische Temperatur- und Frequenzeigenschaften. Darüber hinaus sind auch eine höhere mechanische Festigkeit und chemische Stabilität erforderlich.
Kondensatorkeramik
Elektronische Keramik kann als dielektrisches Material für Kondensatoren verwendet werden. Je nach den verschiedenen Keramikmaterialien können Keramikkondensatoren in Niederfrequenz-Keramikkondensatoren und Hochfrequenz-Keramikkondensatoren unterteilt werden. Nach der Struktur klassifiziert, können sie in Waferkondensatoren, Röhrenkondensatoren, rechteckige Kondensatoren, Chipkondensatoren, Durchkernkondensatoren usw. unterteilt werden.
Ferroelektrische Keramik
Aufgrund ihrer piezoelektrischen Eigenschaften können piezoelektrische Geräte hergestellt werden. Dies ist die Hauptanwendung ferroelektrischer Keramik. Daher wird ferroelektrische Keramik häufig auch als piezoelektrische Keramik bezeichnet.
Die pyroelektrischen Eigenschaften ferroelektrischer Keramiken können zur Herstellung von Infrarotdetektoren genutzt werden, die wichtige Anwendungen in der Temperaturmessung, Temperaturregelung, Fernmessung, Fernerkundung und sogar in der Biologie und Medizin haben. Typische pyroelektrische Keramiken sind Bleititanat (PbTiO3) und so weiter.
Mithilfe des starken elektrooptischen Effekts der transparenten ferroelektrischen Keramik PLZT können neue Geräte wie Lasermodulatoren, fotoelektrische Anzeigen, optische Informationsspeicher, optische Schalter, fotoelektrische Sensoren, Bildspeicher und -anzeigen sowie Schutzgläser gegen Laser- oder Nuklearstrahlung hergestellt werden.
Halbleiterkeramik
Elektronische Keramik mit halbleitenden Kristallkörnern und isolierenden (oder halbleitenden) Korngrenzen durch Halbleitermaßnahmen, wodurch eine starke Grenzflächenbarriere und andere Halbleitereigenschaften bereitgestellt werden.
Es gibt viele Arten von Halbleiterkeramiken, darunter verschiedene Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten, die aus der Natur der Kristallkörner in Halbleiterkeramiken bestehen; Halbleiterkondensatoren, die aus der Natur der Korngrenzen bestehen, ZnO-Varistoren und Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten der BaTiO3-Reihe, Widerstände, CdS/Cu2S-Solarzellen; und verschiedene feuchtigkeitsempfindliche und gasempfindliche keramische Widerstände, die aus Oberflächeneigenschaften bestehen.
Ionische Keramik
Elektronische Keramik mit schneller Ionenleitfähigkeit. Sie hat die Eigenschaft, positive Ionen schnell abzugeben. Ein typischer Vertreter ist β-Al2O3-Porzellan. Die Ionenleitfähigkeit dieser Art von Keramik kann bei 300 °C 0,1/(Ohm·cm) erreichen, was zur Herstellung wirtschaftlicherer Feststoffbatterien mit hohem Energieverhältnis verwendet werden kann, und es können auch Kondensatoren mit langsamer Entladung und hoher Energiespeicherdichte hergestellt werden. Es ist ein Material, das bei der Lösung von Energieproblemen hilft.
