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Como a cerâmica é usada na eletrônica?

10-01-2021

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 eletrônica foi de US$ 20,59 bilhões e deve chegar a US$ 134,6 bilhões em 2024. 

As cerâmicas eletrônicas têm 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 usos: 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 utilizada 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 bobinas, suportes de tubos eletrônicos, interruptores de banda, suportes de suporte 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, uma maior resistência mecânica e estabilidade química também são necessárias.


Cerâmica de capacitores

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 de wafer, capacitores tubulares, capacitores retangulares, capacitores de chip, capacitores de núcleo, etc.


Cerâmica Ferroelétrica

Usando suas propriedades piezoelétricas, pode-se transformar em dispositivos piezoelétricos, que é a principal aplicação das cerâmicas ferroelétricas, por isso 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 biologia e medicina. Cerâmicas piroelétricas típicas incluem titanato de chumbo (PbTiO3) e assim por diante. 

Usando o forte efeito eletro-óptico do PLZT cerâmico ferroelétrico transparente, novos dispositivos como moduladores a laser, displays fotoelétricos, armazenamento óptico de informações, interruptores ópticos, sensores fotoelétricos, armazenamento e displays de imagem e óculos de proteção a laser ou radiação nuclear podem ser feitos



Cerâmica Semicondutora

Cerâmicas eletrônicas com grãos de cristal semicondutores e contornos de grão isolantes (ou semicondutores) por meio de medidas de semicondutoração, apresentando assim uma forte barreira de interface e outras características semicondutoras. 

Existem muitos tipos de cerâmicas semicondutoras, incluindo vários termistores de coeficiente de temperatura negativo feitos da natureza dos grãos de cristal em cerâmicas semicondutoras; capacitores semicondutores feitos a partir da natureza dos contornos 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. Tem as 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℃, que pode ser usada para fazer bateria sólida mais econômica com alta relação de energia, e também pode fazer capacitor de descarga lenta com alta densidade de armazenamento de energia. É um material que ajuda a resolver problemas de energia.


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