Como a cerâmica é usada na eletrônica?
Nos últimos anos, beneficiando-se da popularização e desenvolvimento das comunicações, computadores, medidores eletrônicos, eletrodomésticos e tecnologias de circuitos digitais, a demanda do mercado por componentes cerâmicos eletrônicos está aumentando. Em 2014, o mercado global de cerâmica electrónica valia 20,59 mil milhões de dólares e deverá atingir 134,6 mil milhões de dólares em 2024.
A cerâmica eletrônica tem excelentes propriedades, como resistência a altas temperaturas, boa dissipação de calor, alta confiabilidade e peso leve. Eles têm as vantagens incomparáveis dos materiais tradicionais. A cerâmica eletrônica já se tornou um material básico indispensável para a fabricação de componentes eletrônicos.
As cerâmicas eletrônicas podem ser divididas em cinco categorias de acordo com suas funções e utilizações: cerâmicas isolantes, cerâmicas de capacitores, cerâmicas ferroelétricas, cerâmicas semicondutoras e cerâmicas iônicas.
Dispositivo de isolamento cerâmico
A cerâmica eletrônica possui excelentes propriedades de isolamento elétrico e é usada como cerâmica eletrônica para peças estruturais, substratos e invólucros em equipamentos e dispositivos eletrônicos. A cerâmica do dispositivo de isolamento inclui vários isoladores, bobinas de bobina, suportes de tubos eletrônicos, interruptores de banda, suportes de capacitores, substratos de circuitos integrados e invólucros de embalagens, etc.
Os requisitos básicos para este tipo de cerâmica eletrônica são baixa constante dielétrica, baixa perda dielétrica tan, alta resistividade de isolamento, alta resistência à ruptura e boas características dielétricas de temperatura e frequência. Além disso, também são necessárias maior resistência mecânica e estabilidade química.
Cerâmica de capacitor
Cerâmicas eletrônicas podem ser usadas como materiais dielétricos para capacitores. De acordo com os diferentes materiais cerâmicos, os capacitores cerâmicos podem ser divididos em capacitores cerâmicos de baixa frequência e capacitores cerâmicos de alta frequência. Classificado por estrutura, pode ser dividido em capacitores wafer, capacitores tubulares, capacitores retangulares, capacitores de chip, capacitores de núcleo, etc.
Cerâmica Ferroelétrica
O uso de suas propriedades piezoelétricas pode ser transformado em dispositivos piezoelétricos, que é a principal aplicação das cerâmicas ferroelétricas, portanto, as cerâmicas ferroelétricas são frequentemente chamadas de cerâmicas piezoelétricas.
As propriedades piroelétricas das cerâmicas ferroelétricas podem ser usadas para fazer detectores infravermelhos, que têm aplicações importantes em medição de temperatura, controle de temperatura, medição remota, sensoriamento remoto e até mesmo biologia e medicina. Cerâmicas piroelétricas típicas incluem titanato de chumbo (PbTiO3) e assim por diante.
Usando o forte efeito eletro-óptico da cerâmica ferroelétrica transparente PLZT, novos dispositivos, como moduladores de laser, displays fotoelétricos, armazenamento de informações ópticas, interruptores ópticos, sensores fotoelétricos, armazenamento e displays de imagens e óculos de proteção contra radiação laser ou nuclear podem ser feitos
Cerâmica Semicondutora
Cerâmicas eletrônicas com grãos de cristal semicondutores e limites de grão isolantes (ou semicondutores) através de medidas de semicondutorização, apresentando assim uma forte barreira de interface e outras características semicondutoras.
Existem muitos tipos de cerâmica semicondutora, incluindo vários termistores de coeficiente de temperatura negativo feitos a partir da natureza dos grãos de cristal da cerâmica semicondutora; capacitores semicondutores feitos a partir da natureza dos limites de grão, varistores de ZnO e termistores de coeficiente de temperatura positivo da série BaTiO3 Resistores, células solares CdS/Cu2S; e vários resistores cerâmicos sensíveis à umidade e resistores sensíveis ao gás feitos de propriedades de superfície.
Cerâmica Iônica
Cerâmica eletrônica com condutividade iônica rápida. Possui características de entrega rápida de íons positivos. O representante típico é a porcelana β-Al2O3. A condutividade iônica deste tipo de cerâmica pode chegar a 0,1/(ohm·cm) a 300°C, o que pode ser usado para fabricar baterias sólidas mais econômicas com alta taxa de energia, e também pode produzir capacitores de descarga lenta com alta densidade de armazenamento de energia. É um material que ajuda a resolver problemas energéticos.
