Ceramika funkcjonalna: materiały kluczowe w obszarze zaawansowanej współczesnej nauki i technologii

Ceramika funkcjonalna przeszła szereg procesów, takich jak ceramika dielektryczna, piezoelektryczna ceramika ferroelektryczna, ceramika półprzewodnikowa, ceramika nadprzewodząca wysokotemperaturowa itp. Obecnie jest szeroko stosowana w technologii mikroelektroniki, technologii elektronicznej, technologii laserowej, technologii automatyzacji, technologii optoelektronicznej, komunikacja, ochrona środowiska, energia i biomedycyna oraz inne dziedziny i stała się ważnym materiałem funkcjonalnym promującym rozwój nauki i technologii w Chinach. Obecnie ceramika funkcjonalna rozwija się w kierunku inteligencji, miniaturyzacji, składania, wielofunkcyjności i integracji materiałów, projektowania i procesu.

Materiały dielektryczne (w tym ceramika dielektryczna) są przezroczyste

Miniaturyzacja, niskostratność, złożoność, wielofunkcyjność i inteligentność będą w przyszłości trendem rozwojowym nowych funkcjonalnych materiałów ceramicznych. Ze względu na trend lekkich, cienkich i małych produktów elektronicznych, wymaga to, aby materiały i straty były coraz mniejsze, gdy rozmiar materiału osiągnie poziom nanometrów, efekty powierzchniowe i kwantowe zostaną znacznie wzmocnione, co spowoduje unikalne światło, ciepło, elektryczność i inne cechy, dzięki czemu materiał spełnia nowe funkcje. Wraz z rozwojem nauki i technologii funkcja materiałów staje się coraz bardziej wymagająca, a pojedynczy materiał jest często trudny do spełnienia, a kompleksowe materiały funkcjonalne można opracować poprzez domieszkowanie jonami, kompozyt materiałowy i inne środki. Materiały inteligentne stanowią wyższy etap rozwoju ceramiki funkcjonalnej, co jest nieuniknionym następstwem potrzeb społeczeństwa ludzkiego oraz rozwoju współczesnej nauki i technologii.

Ceramika dielektryczna

Ceramika dielektryczna odnosi się do materiałów ceramicznych o rezystywności większej niż 108 Ωm, które mogą wytrzymać silne pola elektryczne bez uszkodzenia. W przypadku stosowania w polu elektrostatycznym lub zmiennym polu elektrycznym jego działanie jest zwykle oceniane na podstawie niektórych parametrów, takich jak rezystywność objętościowa, stała dielektryczna i strata dielektryczna. Według różnych parametrów można go podzielić na dwie kategorie, takie jak ceramika elektroizolacyjna i ceramika dielektryczna kondensatorów.

Ceramika piezoelektryczna:szeroko stosowane w czujnikach

Każdy materiał bez środka symetrii ma mniej lub bardziej efekt piezoelektryczny. Niektóre materiały dielektryczne są polaryzowane poprzez działanie czysto mechaniczne i prowadzą do przeciwnego symbolu związanego ładunku na powierzchni dwóch końców ośrodka, efekt ten nazywa się efektem piezoelektrycznym, a ceramika z efektem piezoelektrycznym nazywa się ceramiką piezoelektryczną .

W 1943 roku stwierdzono, że BaCO3 ma działanie piezoelektryczne, a w 1947 roku wykonano z niego urządzenie, które ma bardzo istotne znaczenie dla rozwoju materiałów piezoelektrycznych. We wczesnych latach pięćdziesiątych odkryto serię tytanianów cyrkonianu ołowiu, której działanie było znacznie lepsze niż tytanianu baru. W latach sześćdziesiątych XX wieku opracowano ceramikę piezoelektryczną z niobatu, a w latach siedemdziesiątych XX wieku opracowano przezroczystą ceramikę piezoelektryczną z tytanianu i lantanu, co dodatkowo rozszerzyło odmiany i serie ceramiki piezoelektrycznej, a najczęściej stosowane to serie PT i PZT2. Piezoceramika jest bardzo ważnym materiałem funkcjonalnym, który jest badany i rozwijany w wielu krajach na świecie, a jego zastosowanie rozprzestrzeniło się w różnych zakątkach życia codziennego i produkcji.

W ostatnich latach wraz z rozwojem nowych technologii, takich jak przemysł lotniczy, elektronika, komputery, lasery, mikroakustyka i energia, postawiono wyższe wymagania wydajnościowe wszelkiego rodzaju urządzeniom materialnym. Ceramika piezoelektryczna, jako nowy materiał funkcjonalny, jest szeroko stosowana w życiu codziennym jako elementy piezoelektryczne w czujnikach, zapalnikach gazu, alarmach, sprzęcie dźwiękowym, czyszczeniu ultradźwiękowym, diagnostyce medycznej i urządzeniach komunikacyjnych.

Jego ważne zastosowania można z grubsza podzielić na dwie kategorie: wibratory piezoelektryczne i przetworniki piezoelektryczne. Ten pierwszy wykorzystuje głównie charakterystykę rezonansową samego oscylatora, wymagając stabilnych właściwości piezoelektrycznych, dielektrycznych, elastycznych i innych oraz wysokiego współczynnika jakości mechanicznej. Ten ostatni służy głównie do zamiany jednej formy energii na inną formę energii, a stosowane obecnie piezoelektryczne materiały ceramiczne to głównie ceramika piezoelektryczna na bazie ołowiu, taka jak Pb (Ti, Zr) O (3 PZT), PbTiO3-PbTiO3-ABO3 (ABO3 jest kompozytowym ferroelektrykiem perowskitowym).

Wrażliwa ceramika

Ceramika wrażliwa to ceramika, której właściwości zmieniają się pod wpływem zmian warunków zewnętrznych (temperatura, napięcie, wilgotność, atmosfera). Kiedy zmieniają się pewne warunki zewnętrzne, takie jak temperatura, ciśnienie, wilgotność, atmosfera, pole elektryczne, światło i promienie, może to spowodować zmianę właściwości fizycznych materiału, dzięki czemu można z niego dokładnie i szybko uzyskać użyteczny sygnał element.

Ceramika optyczna

Tak zwana ceramika przezroczysta to ceramika, która przepuszcza światło. Ceramika jest zwykle nieprzezroczysta, ponieważ materiał ceramiczny zawiera mikropory i inne defekty załamania i rozpraszania światłowodu, przez co światło z trudem przechodzi przez korpus ceramiczny. W 1959 r. firma General Electric Company po raz pierwszy zaproponowała, że ​​niektóre materiały ceramiczne przepuszczają światło, a następnie w 1962 r. RL Cole po raz pierwszy przygotował półprzezroczystą ceramikę Al2O3, aby to potwierdzić, a także otworzył nowe obszary zastosowań materiałów ceramicznych.

Bioceramika

Bioceramika odnosi się do klasy materiałów ceramicznych wykorzystywanych do określonych funkcji biologicznych lub fizjologicznych, to znaczy materiałów ceramicznych stosowanych bezpośrednio w organizmie człowieka lub związanych z organizmem ludzkim do celów biologicznych, medycznych, biochemicznych itp. Bioceramika ma nie tylko właściwości stali nierdzewnej stal, tworzywa sztuczne itp., ale mają także hydrofilowość i mogą wykazywać dobre powinowactwo z tkankami biologicznymi, takimi jak komórki, co jest nową dziedziną rozwoju przemysłu materiałowego, na którą zwracają uwagę kraje na całym świecie.

Fountyl Technologies PTE Ltd koncentruje się na przemyśle produkcji półprzewodników, a główne produkty to: uchwyt kołkowy, porowaty uchwyt ceramiczny, ceramiczny efektor końcowy, ceramiczna belka kwadratowa, wrzeciono ceramiczne, zapraszamy do kontaktu i negocjacji!