Cerámica funcional: materiales clave en el campo de la ciencia y la tecnología modernas avanzadas

Las cerámicas funcionales han experimentado una serie de procesos como cerámicas dieléctricas, cerámicas ferroeléctricas piezoeléctricas, cerámicas semiconductoras, cerámicas superconductoras de alta temperatura, etc. En la actualidad, se utiliza ampliamente en tecnología microelectrónica, tecnología electrónica, tecnología láser, tecnología de automatización, tecnología optoelectrónica, comunicación, protección del medio ambiente, energía y biomedicina y otros campos, y se ha convertido en un material funcional importante para promover el desarrollo de la ciencia y la tecnología en China. En la actualidad, la cerámica funcional se está desarrollando aún más en la dirección de la inteligencia, la miniaturización, el compuesto, la multifuncionalidad y la integración de materiales, diseño y proceso.

Los materiales dieléctricos (incluida la cerámica dieléctrica) son transparentes.

La miniaturización, las bajas pérdidas, los compuestos, la multifuncionalidad y la inteligencia serán la tendencia de desarrollo de nuevos materiales cerámicos funcionales en el futuro. Debido a la tendencia al desarrollo de productos electrónicos livianos, delgados y pequeños, esto requiere que los materiales y las pérdidas sean cada vez más pequeños, cuando el tamaño del material alcanza el nivel nanométrico, los efectos superficiales y cuánticos se fortalecerán significativamente, lo que resultará en Luz, calor, electricidad y otras características únicas, de modo que el material produce algunas funciones nuevas. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la función de los materiales se vuelve cada vez más exigente y, a menudo, es difícil encontrar un solo material, y se pueden desarrollar materiales funcionales integrales mediante dopaje iónico, materiales compuestos y otros medios. Los materiales inteligentes son una etapa superior en el desarrollo de la cerámica funcional, que es el resultado inevitable de las necesidades de la sociedad humana y el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas.

Cerámica dieléctrica

Las cerámicas dieléctricas se refieren a materiales cerámicos con una resistividad superior a 108 Ω˙ m, que pueden soportar campos eléctricos fuertes sin descomponerse. Cuando se utiliza en un campo electrostático o en un campo eléctrico alterno, su rendimiento generalmente se evalúa mediante algunos parámetros como la resistividad del volumen, la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica. Según los diferentes parámetros, se puede dividir en dos categorías, como cerámica aislante eléctrica y cerámica dieléctrica de condensador.

Cerámica piezoeléctrica:ampliamente utilizado en sensores

Cualquier material sin centro de simetría tiene un efecto más o menos piezoeléctrico. Algunos materiales dieléctricos se polarizan mediante acción mecánica pura y conducen al símbolo opuesto de la carga unida en la superficie de los dos extremos del medio; este efecto se llama efecto piezoeléctrico, y la cerámica con efecto piezoeléctrico se llama cerámica piezoeléctrica. .

En 1943, se descubrió que el BaCO3 tenía un efecto piezoeléctrico y en 1947 se convirtió en un dispositivo que tiene una importancia muy importante para el desarrollo de materiales piezoeléctricos. A principios de la década de 1950, se descubrió la serie de titanato de circonato de plomo y su rendimiento era mucho mejor que el del titanato de bario. En la década de 1960, se desarrollaron cerámicas piezoeléctricas de niobato y en la década de 1970 se desarrollaron cerámicas piezoeléctricas transparentes de titanato de circonato de lantano de plomo, lo que amplió aún más las variedades y series de cerámicas piezoeléctricas, y las más utilizadas son las series PT y PZT2. La piezocerámica es un material funcional muy importante, estudiado y desarrollado en muchos países del mundo, y su aplicación se ha extendido a diferentes rincones de la vida y la producción diaria.

En los últimos años, con el desarrollo de nuevas tecnologías como la aeroespacial, la electrónica, la informática, los láseres, la microacústica y la energía, se han planteado mayores requisitos de rendimiento para todo tipo de dispositivos materiales. La cerámica piezoeléctrica, como nuevo material funcional, se utiliza ampliamente en la vida diaria como componentes piezoeléctricos en sensores, encendedores de gas, alarmas, equipos de sonido, limpieza ultrasónica, diagnóstico médico y dispositivos de comunicación.

Sus aplicaciones importantes se dividen aproximadamente en dos categorías: vibradores piezoeléctricos y transductores piezoeléctricos. El primero utiliza principalmente las características resonantes del propio oscilador, lo que requiere propiedades piezoeléctricas, dieléctricas, elásticas y de otro tipo estables, y un alto factor de calidad mecánica. Este último sirve principalmente para convertir una forma de energía en otra forma de energía, y los materiales cerámicos piezoeléctricos que se utilizan ahora son principalmente cerámicas piezoeléctricas a base de plomo, como Pb (Ti,Zr) O (3 PZT), PbTiO3-PbTiO3-ABO3 (ABO3). es una perovskita ferroeléctrica compuesta).

Cerámica sensible

Las cerámicas sensibles se refieren a cerámicas cuyas propiedades cambian con los cambios en las condiciones externas (temperatura, voltaje, humedad, atmósfera). Cuando una determinada condición externa, como la temperatura, la presión, la humedad, la atmósfera, el campo eléctrico, la luz y los rayos cambian, puede provocar un cambio en las propiedades físicas del material, de modo que se puede obtener una señal útil de forma precisa y rápida. elemento.

Cerámica óptica

Las denominadas cerámicas transparentes son cerámicas que pueden atravesar la luz. La cerámica suele ser opaca, la razón es que el material cerámico contiene microporos y otros defectos en la refracción y dispersión de la fibra óptica, por lo que la luz difícilmente puede atravesar el cuerpo cerámico. En 1959, General Electric Company propuso por primera vez que algunas cerámicas tenían transmisión de luz, y luego, en 1962, RL Cole preparó por primera vez cerámicas translúcidas de Al2O3 para confirmar esto, y también abrió nuevas áreas de aplicación para materiales cerámicos.

Biocerámica

Las biocerámicas se refieren a una clase de materiales cerámicos utilizados para funciones biológicas o fisiológicas específicas, es decir, materiales cerámicos utilizados directamente en el cuerpo humano o relacionados con el cuerpo humano para fines biológicos, médicos, bioquímicos, etc. Las biocerámicas no solo tienen las características del acero inoxidable. acero, plásticos, etc., pero también tienen hidrofilicidad y pueden mostrar buena afinidad con tejidos biológicos como las células, que es un nuevo campo de desarrollo de la industria de materiales y al que países de todo el mundo prestan atención.

Fountyl Technologies PTE Ltd, se centra en la industria de fabricación de semiconductores, sus principales productos incluyen: mandril de pasador, mandril de cerámica porosa, efector final de cerámica, viga cuadrada de cerámica, husillo de cerámica, ¡bienvenido a contactar y negociar!