Comment la céramique est-elle utilisée en électronique ?
Ces dernières années, bénéficiant de la vulgarisation et du développement des communications, des ordinateurs, des compteurs électroniques, des appareils électroménagers et des technologies de circuits numériques, la demande du marché pour les composants électroniques en céramique est en augmentation. En 2014, le marché mondial de la céramique électronique valait 20,59 milliards de dollars américains et devrait atteindre 134,6 milliards de dollars américains en 2024.
Les céramiques électroniques ont d'excellentes propriétés telles que la résistance aux hautes températures, une bonne dissipation de la chaleur, une grande fiabilité et un poids léger. Ils ont les avantages incomparables des matériaux traditionnels. La céramique électronique est déjà devenue un matériau de base indispensable pour la fabrication de composants électroniques.
Les céramiques électroniques peuvent être divisées en cinq catégories selon leurs fonctions et leurs utilisations : les céramiques isolantes, les céramiques de condensateur, les céramiques ferroélectriques, les céramiques semi-conductrices et les céramiques ioniques.
Dispositif d'isolation en céramique
Les céramiques électroniques ont d'excellentes propriétés d'isolation électrique et sont utilisées comme céramiques électroniques pour les pièces structurelles, les substrats et les boîtiers des équipements et dispositifs électroniques. La céramique des dispositifs d'isolation comprend divers isolateurs, bobines de bobines, supports de tubes électroniques, commutateurs de bande, supports de condensateur, substrats de circuits intégrés et coques d'emballage, etc.
Les exigences de base pour ce type de céramique électronique sont une faible constante diélectrique, une faible perte diélectrique tan, une résistivité d'isolation élevée, une résistance élevée au claquage et de bonnes caractéristiques de température et de fréquence diélectriques. De plus, une résistance mécanique et une stabilité chimique plus élevées sont également requises.
Condensateur céramique
Les céramiques électroniques peuvent être utilisées comme matériaux diélectriques pour les condensateurs. Selon les différents matériaux céramiques, les condensateurs céramiques peuvent être divisés en condensateurs céramiques basse fréquence et condensateurs céramiques haute fréquence. Classé par structure, il peut être divisé en condensateurs de tranche, condensateurs tubulaires, condensateurs rectangulaires, condensateurs à puce, condensateurs à travers le noyau, etc.
Céramique ferroélectrique
L'utilisation de ses propriétés piézoélectriques peut être transformée en dispositifs piézoélectriques, qui est la principale application des céramiques ferroélectriques, de sorte que les céramiques ferroélectriques sont souvent appelées céramiques piézoélectriques.
Les propriétés pyroélectriques des céramiques ferroélectriques peuvent être utilisées pour fabriquer des détecteurs infrarouges, qui ont des applications importantes dans la mesure de la température, le contrôle de la température, la mesure à distance, la télédétection et même la biologie et la médecine. Les céramiques pyroélectriques typiques comprennent le titanate de plomb (PbTiO3) et ainsi de suite.
En utilisant le fort effet électro-optique de la céramique ferroélectrique transparente PLZT, de nouveaux dispositifs tels que des modulateurs laser, des affichages photoélectriques, un stockage d'informations optiques, des commutateurs optiques, des capteurs photoélectriques, un stockage et des affichages d'images et des lunettes de protection contre les rayonnements laser ou nucléaires peuvent être fabriqués
Céramique semi-conductrice
Céramiques électroniques avec des grains cristallins semi-conducteurs et des joints de grains isolants (ou semi-conducteurs) grâce à des mesures de semi-conducteur, présentant ainsi une forte barrière d'interface et d'autres caractéristiques des semi-conducteurs.
Il existe de nombreux types de céramiques semi-conductrices, y compris diverses thermistances à coefficient de température négatif fabriquées à partir de la nature des grains de cristal dans les céramiques semi-conductrices ; condensateurs semi-conducteurs fabriqués à partir de la nature des joints de grains, varistances ZnO et thermistances à coefficient de température positif de la série BaTiO3 Résistances, cellules solaires CdS/Cu2S ; et diverses résistances céramiques sensibles à l'humidité et résistances sensibles aux gaz constituées de propriétés de surface.
Céramique ionique
Céramique électronique à conductivité ionique rapide. Il a les caractéristiques d'une livraison rapide d'ions positifs. Le représentant typique est la porcelaine β-Al2O3. La conductivité ionique de ce type de céramique peut atteindre 0,1/(ohm · cm) à 300℃, ce qui peut être utilisé pour fabriquer une batterie solide plus économique avec un rapport énergétique élevé, et peut également fabriquer un condensateur à décharge lente avec une densité de stockage d'énergie élevée. C'est un matériau qui aide à résoudre les problèmes énergétiques.
