Gốm sứ chức năng: vật liệu chủ chốt trong lĩnh vực khoa học công nghệ hiện đại tiên tiến

Gốm chức năng đã trải qua một loạt các quá trình như gốm điện môi, gốm sắt điện áp điện, gốm bán dẫn, gốm siêu dẫn nhiệt độ cao, v.v. Hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi trong công nghệ vi điện tử, công nghệ điện tử, công nghệ laser, công nghệ tự động hóa, công nghệ quang điện tử, truyền thông, bảo vệ môi trường, năng lượng, y sinh và các lĩnh vực khác, đồng thời đã trở thành vật liệu chức năng quan trọng để thúc đẩy sự phát triển khoa học và công nghệ ở Trung Quốc. Hiện nay, gốm chức năng đang phát triển hơn nữa theo hướng thông minh, thu nhỏ, ghép, đa chức năng và tích hợp vật liệu, thiết kế và quy trình.

Vật liệu điện môi (kể cả gốm điện môi) trong suốt

Thu nhỏ, tổn thất thấp, phức hợp, đa chức năng và thông minh sẽ là xu hướng phát triển của vật liệu gốm chức năng mới trong tương lai. Do xu hướng phát triển nhẹ, mỏng và nhỏ của các sản phẩm điện tử, điều này đòi hỏi vật liệu và tổn thất phải ngày càng nhỏ hơn, khi kích thước của vật liệu đạt đến mức nanomet thì hiệu ứng bề mặt và lượng tử sẽ được tăng cường đáng kể, dẫn đến hiện tượng ánh sáng, nhiệt, điện và các đặc tính khác độc đáo để vật liệu tạo ra một số chức năng mới. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, chức năng của vật liệu ngày càng đòi hỏi khắt khe hơn và một loại vật liệu duy nhất thường khó đáp ứng và các vật liệu chức năng toàn diện có thể được phát triển thông qua pha tạp ion, vật liệu tổng hợp và các phương tiện khác. Vật liệu thông minh là giai đoạn phát triển cao hơn của gốm sứ chức năng, là kết quả tất yếu của nhu cầu của xã hội loài người và sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại.

Gốm điện môi

Gốm điện môi là vật liệu gốm có điện trở suất lớn hơn 108Ω˙ m, có thể chịu được điện trường mạnh mà không bị hỏng. Khi được sử dụng trong trường tĩnh điện hoặc điện trường xoay chiều, hiệu suất của nó thường được đánh giá bằng một số thông số như điện trở suất thể tích, hằng số điện môi và tổn thất điện môi. Theo các thông số khác nhau, nó có thể được chia thành hai loại, chẳng hạn như gốm cách điện và gốm điện môi tụ điện.

Gốm áp điện:được sử dụng rộng rãi trong các cảm biến

Bất kỳ vật liệu nào không có tâm đối xứng đều ít nhiều có hiệu ứng áp điện. Một số vật liệu điện môi bị phân cực thông qua tác dụng cơ học thuần túy dẫn đến ký hiệu trái dấu của điện tích liên kết trên bề mặt hai đầu của môi trường, hiệu ứng này được gọi là hiệu ứng áp điện, còn gốm có hiệu ứng áp điện được gọi là gốm áp điện. .

Năm 1943, BaCO3 được phát hiện có tác dụng áp điện và đến năm 1947, nó được chế tạo thành một thiết bị có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển của vật liệu áp điện. Vào đầu những năm 1950, loạt titanat zirconat chì đã được phát hiện và hiệu suất của nó tốt hơn nhiều so với bari titanate. Vào những năm 1960, gốm áp điện niobate đã được phát triển, và gốm áp điện trong suốt lanthanum zirconate titanate được phát triển vào những năm 1970, giúp mở rộng hơn nữa các loại và loạt gốm áp điện, và được sử dụng rộng rãi nhất là dòng PT và PZT2. Piezoceramic là một loại vật liệu chức năng rất quan trọng, được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và phát triển, ứng dụng của nó đã lan rộng đến nhiều ngóc ngách khác nhau của đời sống và sản xuất hàng ngày.

Trong những năm gần đây, với sự phát triển của các công nghệ mới như hàng không vũ trụ, điện tử, máy tính, laser, vi âm thanh và năng lượng, các yêu cầu về hiệu suất cao hơn đã được đặt ra cho tất cả các loại thiết bị vật liệu. Gốm áp điện, như một vật liệu chức năng mới, được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày như các thành phần áp điện trong cảm biến, bộ đánh lửa khí, báo động, thiết bị âm thanh, làm sạch siêu âm, chẩn đoán y tế và thiết bị liên lạc.

Các ứng dụng quan trọng của nó được chia thành hai loại: máy rung áp điện và máy biến áp áp điện. Cái trước chủ yếu sử dụng các đặc tính cộng hưởng của chính bộ dao động, đòi hỏi các tính chất áp điện, điện môi, đàn hồi và các tính chất khác ổn định và hệ số chất lượng cơ học cao. Loại thứ hai chủ yếu là để chuyển đổi một dạng năng lượng này thành một dạng năng lượng khác và vật liệu gốm áp điện được sử dụng hiện nay chủ yếu là gốm áp điện gốc chì như Pb (Ti,Zr) O (3 PZT), PbTiO3-PbTiO3-ABO3 (ABO3 là một loại sắt điện perovskite tổng hợp).

Gốm sứ nhạy cảm

Gốm sứ nhạy cảm là gốm sứ có đặc tính thay đổi khi có sự thay đổi của điều kiện bên ngoài (nhiệt độ, điện áp, độ ẩm, không khí). Khi một điều kiện bên ngoài nhất định, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, khí quyển, điện trường, ánh sáng và tia thay đổi, nó có thể gây ra sự thay đổi tính chất vật lý của vật liệu, do đó có thể thu được tín hiệu hữu ích một cách chính xác và nhanh chóng từ điều này. yếu tố.

Gốm quang học

Cái gọi là gốm trong suốt là gốm có thể truyền qua ánh sáng. Gốm thường mờ đục, nguyên nhân là do vật liệu gốm có chứa các lỗ nhỏ và các khuyết tật khác về khúc xạ và tán xạ của sợi quang, khiến ánh sáng khó có thể đi qua thân gốm. Năm 1959, Công ty General Electric lần đầu tiên đề xuất rằng một số loại gốm sứ có khả năng truyền ánh sáng, sau đó vào năm 1962, RL Cole đã chế tạo gốm Al2O3 mờ lần đầu tiên để xác nhận điều này, đồng thời mở ra các lĩnh vực ứng dụng mới cho vật liệu gốm.

Gốm sinh học

Gốm sinh học là loại vật liệu gốm được sử dụng cho các chức năng sinh học hoặc sinh lý cụ thể, tức là vật liệu gốm được sử dụng trực tiếp trong cơ thể con người hoặc liên quan đến cơ thể con người cho các mục đích sinh học, y tế, sinh hóa, v.v. Gốm sinh học không chỉ có đặc tính không gỉ thép, nhựa, v.v., nhưng cũng có tính ưa nước và có thể có ái lực tốt với các mô sinh học như tế bào, đây là một lĩnh vực phát triển công nghiệp vật liệu mới và được các nước trên thế giới chú ý.

Fountyl Technologies PTE Ltd, đang tập trung vào ngành sản xuất chất bán dẫn, các sản phẩm chính bao gồm: Mâm cặp chốt, mâm cặp gốm xốp, bộ tác động cuối bằng gốm, dầm vuông gốm, trục chính bằng gốm, vui lòng liên hệ và đàm phán!