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你知道电子陶瓷有哪些用处吗?

你知道电子陶瓷有哪些用处吗?

来源: 耐磨管生产厂家  发布时间:2009-12-04 22:37  浏览次数:

 

  上篇讲到电子陶瓷的一些技术知识,那么大家知识了电子陶瓷的生产工艺以及技术标准,可知道电子陶瓷的作用吗?只是简单的耐磨、隐腐蚀吗?不要着急,慢慢看起来,你就知道电子陶瓷的作用有多大了?大得让你咋舌!
 

  在茫茫大海中探测到古代沉船的精确位置,你可知道探测人员的“千里眼”、“顺风耳”是什么?将按钮轻轻一按,煤气灶燃起蓝色的火焰,你可知道是什么实现了这种便利?隐身飞机飞到敌人雷达的眼皮底下也难以被发现,你知道它使用了什么“障目法”? 手机、笔记本电脑,体积越来越小,功能越来越多,你知道又是什么带来了这一系列的变化?
 

  以上各种各样的有趣现象、神奇功能,都离不开陶瓷大家族中一位活力四射的成员棗电子陶瓷。电子陶瓷不仅具有传统陶瓷的耐高温、耐腐蚀、耐风化等特性,而且在电、磁、声、光等方面具有许多优异的性能。十九世纪末到二十世纪初是电子陶瓷的萌芽时期,到现在为止,材料科学工作者已开发出了许多性能远远优于天然矿物的电子材料,例如磁性材料铁氧体,铁电材料钛酸钡等。电子陶瓷的特殊性能主要取决于材料内部的电子状态,原子核结构以及原子的组合、排列方式。由于内部结构的不同,电子陶瓷有不同的性能和用途,一般分为:绝缘陶瓷,介电陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、半导体陶瓷、红外传感器用陶瓷和透明陶瓷。陶瓷同金属材料、有机材料一起,共同组成支撑社会发展的基础材料。下表列出了一些随电子陶瓷的发展而问世的电子产品的具体例子,从中我们可以体会到电子陶瓷对人类进步的推动作用。
 

  在电子陶瓷中,磁性陶瓷也是重要的组成之一,铁氧体则是磁性陶瓷的重要代表。所谓铁氧体,是以三价铁离子为主要成分的氧化物的化学总称。它的应用十分广泛,几乎遍及现代科学的各个领域。除了应用于电力工业中的电机和变压器,电子工业中的磁性元件和微波电子管,通信技术中的滤波器和传感器,仪表工业中的电磁式仪表以及视听装置中的磁带、磁头之外,它还可以作为电磁波吸收体。以铁氧体为主要成分的吸收体可以用于解决城市空间化带来的电视影像被电磁波干扰问题,以及微波炉、手机、呼机大量使用带来的电磁波污染问题。同时,它也是隐身飞机的涂层材料之一。当机身上涂覆上这种微波吸收层后,敌方雷达发出的电磁波大部分就会被吸收层吸收,转变成热能、机械能或电能,减弱了反射波,因此敌方雷达就不易探测到飞机,实现了“隐身”的目的。电子陶瓷中还有举足轻重的一员棗介电陶瓷。介电陶瓷的主要用途是制备储存电能的陶瓷电容器,目前全世界每年生产的陶瓷电容器高达几百亿支,大量用于集成电路(IC)的高密度设计。此外,微波电路元件中也有大量介质陶瓷,用于制作耦合器、谐振器、滤波器等。可以说,没有介质陶瓷,就没有今天的电子工业。
 

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  对电子陶瓷形形色色的应用事例,我们无法一一列举,只能“管中窥豹”。例如,文章开头提到的海底探测事例是使用磁致伸缩材料制造的电声换能器。受外加交变磁场激励后,磁致伸缩材料将产生伸缩振动,由此产生声波;反之,当这种材料在声波的压力下发生形变时,材料内部的磁感应强度也产生较大的变化,从而使线圈中产生感应电流。利用这种效应,就可以发射和接收声波。除磁致伸缩性之外,有的材料还有较为明显的电致伸缩现象,应用于微位移器和定位器,比如在高精度的光学系统中用作长度和角度的精密调整,其位置调节精度可以达到纳米级(10-10米)。形象的说,在材料体内仿佛有一种独特的“弹簧”,可以被磁或电诱发,虽然它的伸长量很小(微米级或纳米级),却能大显神通。除了电致伸缩效应外,另一种可以使机械能和电能互相转化的效应就是压电效应。所谓压电效应,指的是某些介质由于内部不存在对称中心,所以在力的作用下会产生形变,引起介质表面带电,称为正压电效应;反之,施加激励电场,介质将产生机械变形,称为逆压电效应。这种神奇的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域,以实现能量转换、传感、驱动和频率控制的功能。例如,利用压电陶瓷将外力转换为电能的特性,可以创造出压电打火机、炮弹引爆装置,上文煤气灶打火的例子用到的就是这种陶瓷。另外,压电陶瓷还可以作为敏感材料,如制作压电地震仪,可以对人类不能感知的细微振动进行监测,并精确地测出地震方位和强度,从而预测地震,减少损失。又如基于压电效应制作的压电驱动器,能实现精确控制的功能,是精密机械、微电子和生物工程等领域的重要器件。可以说,压电陶瓷不仅广泛应用于高科技,而且颇具“平民性”,服务于人们的日常生活,使其更便捷、更舒适。
 

  除了以上介绍的几种电子陶瓷外,还有许多活跃在不同领域的材料,其例子不胜枚举。随着电子技术的迅猛发展,随着当今小型化、高性能,高可靠性以及低成本的要求,电子陶瓷的范围正在不断发展扩大,并将有更多新材料问世,为人类的生产、生活创造更美好的未来。
 

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