السيراميك الوظيفي: المواد الأساسية في مجال العلوم والتكنولوجيا الحديثة المتقدمة

لقد شهدت السيراميك الوظيفية سلسلة من العمليات مثل السيراميك العازل، والسيراميك الكهروإجهادي، والسيراميك أشباه الموصلات، والسيراميك فائق التوصيل بدرجة الحرارة العالية، وما إلى ذلك. وفي الوقت الحاضر، يتم استخدامه على نطاق واسع في تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة، والتكنولوجيا الإلكترونية، وتكنولوجيا الليزر، وتكنولوجيا الأتمتة، والتكنولوجيا الإلكترونية البصرية، الاتصالات وحماية البيئة والطاقة والطب الحيوي وغيرها من المجالات، وأصبحت مادة وظيفية مهمة لتعزيز تطوير العلوم والتكنولوجيا في الصين. في الوقت الحاضر، يتطور السيراميك الوظيفي بشكل أكبر في اتجاه الذكاء والتصغير والمركب ومتعدد الوظائف وتكامل المواد والتصميم والعملية.

المواد العازلة (بما في ذلك السيراميك العازل) شفافة

سيكون التصغير والخسارة المنخفضة والمركب ومتعدد الوظائف والذكي هو اتجاه تطوير المواد الخزفية الوظيفية الجديدة في المستقبل. نظرًا لاتجاه تطوير المنتجات الإلكترونية الخفيفة والرفيعة والصغيرة، فإن ذلك يتطلب أن تكون المواد والخسائر أصغر وأصغر، فعندما يصل حجم المادة إلى مستوى النانومتر، سيتم تعزيز التأثيرات السطحية والكمية بشكل كبير، مما يؤدي إلى الضوء والحرارة والكهرباء وغيرها من الخصائص الفريدة، بحيث تنتج المادة بعض الوظائف الجديدة. مع تطور العلوم والتكنولوجيا، أصبحت وظيفة المواد أكثر تطلبًا، وغالبًا ما يكون من الصعب تلبية مادة واحدة، ويمكن تطوير مواد وظيفية شاملة من خلال المنشطات الأيونية والمواد المركبة وغيرها من الوسائل. تعتبر المواد الذكية مرحلة أعلى من التطور الوظيفي للسيراميك، وهي النتيجة الحتمية لاحتياجات المجتمع البشري وتطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة.

السيراميك العازل

يشير السيراميك العازل إلى مواد خزفية ذات مقاومة أكبر من 108Ω˙ م، والتي يمكنها تحمل المجالات الكهربائية القوية دون أن تتعرض للكسر. عند استخدامه في المجال الكهروستاتيكي أو المجال الكهربائي المتناوب، عادةً ما يتم تقييم أدائه من خلال بعض المعلمات مثل مقاومة الحجم وثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي. وفقًا للمعايير المختلفة، يمكن تقسيمها إلى فئتين، مثل السيراميك العازل الكهربائي والسيراميك العازل للمكثف.

السيراميك الكهرضغطي:تستخدم على نطاق واسع في أجهزة الاستشعار

أي مادة ليس لها مركز تناظر لها تأثير كهرضغطية أكثر أو أقل. يتم استقطاب بعض المواد العازلة من خلال عمل ميكانيكي بحت، وتؤدي إلى رمز معاكس للشحنة المرتبطة على سطح طرفي الوسط، ويسمى هذا التأثير بالتأثير الكهروضغطي، ويسمى السيراميك ذو التأثير الكهرضغطي بالسيراميك الكهرضغطي .

في عام 1943، وجد أن BaCO3 له تأثير كهرضغطية، وفي عام 1947، تم تحويله إلى جهاز له أهمية كبيرة جدًا في تطوير المواد الكهرضغطية. وفي أوائل الخمسينيات من القرن العشرين، تم اكتشاف سلسلة تيتانات زركونات الرصاص، وكان أداؤها أفضل بكثير من تيتانات الباريوم. في الستينيات من القرن الماضي، تم تطوير السيراميك الكهرضغطي نيوبات، وتم تطوير السيراميك الكهرضغطي الشفاف من اللانثانوم والزركونات تيتانات الرصاص في السبعينيات، مما أدى إلى توسيع أصناف وسلسلة السيراميك الكهرضغطية، وأكثرها استخدامًا هي سلسلة PT وPZT2. يعد السيراميك الخزفي مادة وظيفية مهمة جدًا، تمت دراستها وتطويرها في العديد من دول العالم، وانتشر تطبيقها إلى مختلف زوايا الحياة اليومية والإنتاج.

في السنوات الأخيرة، مع تطور التقنيات الجديدة مثل الطيران والإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر والليزر والصوتيات الدقيقة والطاقة، تم طرح متطلبات أداء أعلى لجميع أنواع الأجهزة المادية. يستخدم السيراميك الكهرضغطي، باعتباره مادة وظيفية جديدة، على نطاق واسع في الحياة اليومية كمكونات كهرضغطية في أجهزة الاستشعار، ومشعل الغاز، والإنذار، ومعدات الصوت، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية، والتشخيص الطبي وأجهزة الاتصالات.

تنقسم تطبيقاتها المهمة تقريبًا إلى فئتين: الهزازات الكهرضغطية ومحولات الطاقة الكهرضغطية. يستخدم الأول بشكل أساسي خصائص الرنين للمذبذب نفسه، ويتطلب خصائص كهروضغطية وعازلة ومرنة وغيرها من الخصائص المستقرة، وعامل جودة ميكانيكية عالي. الأخير هو بشكل أساسي تحويل شكل من أشكال الطاقة إلى شكل آخر من أشكال الطاقة، ومواد السيراميك الكهرضغطية المستخدمة الآن هي بشكل أساسي السيراميك الكهرضغطي القائم على الرصاص مثل Pb (Ti,Zr) O (3 PZT)، PbTiO3-PbTiO3-ABO3 (ABO3). عبارة عن مركب بيروفسكايت متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف).

السيراميك الحساس

السيراميك الحساس يشير إلى السيراميك الذي تتغير خصائصه مع تغير الظروف الخارجية (درجة الحرارة، الجهد الكهربي، الرطوبة، الجو). عندما تتغير حالة خارجية معينة، مثل درجة الحرارة والضغط والرطوبة والغلاف الجوي والمجال الكهربائي والضوء والأشعة، يمكن أن تتسبب في تغيير في الخواص الفيزيائية للمادة، بحيث يمكن الحصول على إشارة مفيدة بدقة وسرعة من هذا عنصر.

السيراميك البصري

ما يسمى بالسيراميك الشفاف هو سيراميك يمكنه المرور عبر الضوء. عادة ما يكون السيراميك معتمًا، والسبب هو أن المادة الخزفية تحتوي على مسام دقيقة وعيوب أخرى في انكسار الألياف الضوئية وتشتتها، بحيث يصعب مرور الضوء عبر جسم السيراميك. في عام 1959، اقترحت شركة جنرال إلكتريك لأول مرة أن بعض السيراميك لديه نفاذية الضوء، ثم في عام 1962، أعد آر إل كول سيراميك Al2O3 الشفاف لأول مرة لتأكيد ذلك، وفتح أيضًا مجالات تطبيق جديدة للمواد الخزفية.

السيراميك الحيوي

يشير السيراميك الحيوي إلى فئة من المواد الخزفية المستخدمة لوظائف بيولوجية أو فسيولوجية محددة، أي المواد الخزفية المستخدمة مباشرة في جسم الإنسان أو المرتبطة بجسم الإنسان للأغراض البيولوجية والطبية والكيميائية الحيوية وما إلى ذلك. لا يتمتع السيراميك الحيوي بخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ فقط. الصلب والبلاستيك وما إلى ذلك، ولكنها تتمتع أيضًا بمحبة للماء، ويمكن أن تظهر تقاربًا جيدًا مع الأنسجة البيولوجية مثل الخلايا، وهو مجال جديد لتطوير صناعة المواد، وتحظى باهتمام البلدان في جميع أنحاء العالم.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!