信息功能陶瓷材料及應用材物ppt課件

1、;引言信息功能陶瓷是指檢測、轉(zhuǎn)換、耦合、傳輸及存儲電、磁、光、聲、熱、力、化學和生物等信息的介質(zhì)材料。信息陶瓷主要包括：鐵電、壓電、介電、熱釋電、半導、導電、超導和磁性等陶瓷;片式電容片式化: 表面組裝技術（SMT）被譽為組裝革命內(nèi)電極賤金屬化：用鎳、銅等賤金屬做內(nèi)電極。微型化高頻化;片式電容發(fā)展的總趨勢;片式電感低溫燒結(jié)微型化高頻化復合化和集成化;片式電感發(fā)展方向元件的小型化要求材料具有更小的晶粒尺寸、更高的磁導率和電阻，需要的粒度更細的陶瓷粉元件的高頻化需要有良好的甚高頻-超高頻特性的鐵氧體或陶瓷介質(zhì)材料元件的系列化要求進一步提高Ni-Zn-Cu鐵氧體的磁導率并拓展Ni-Zn-Cu鐵氧體以

2、外的其他材料體系；元件的集成化要求用于片式電感的鐵氧體材料能夠與其他的材料體實現(xiàn)共燒或工藝兼容;陶瓷驅(qū)動器驅(qū)動電壓及誘導位移分類;壓電超聲馬達是利用壓電陶瓷的逆壓電效應原理制作的壓電馬達的特點：低轉(zhuǎn)速無需變速機、大力矩、快響應、高功率密度、不產(chǎn)生磁場、抗磁干擾。;壓電馬達驅(qū)動方式分類：壓電馬達驅(qū)動方式分類：按運行方式分駐波行波蠕動爬行按運動形態(tài)和方式分：橢圓運動驅(qū)動同向驅(qū)動單共振模式驅(qū)動按結(jié)構(gòu)分：盤形和環(huán)形棒狀方薄片按功能分：旋轉(zhuǎn)馬達I.連續(xù)旋轉(zhuǎn)II.步進旋轉(zhuǎn)直線馬達I.連續(xù)式II.步進（蠕動）式;幾種典型的壓電馬達;壓電微馬達及其應用壓電微馬達的特點：驅(qū)動電壓低、轉(zhuǎn)速低、力矩大（比靜電微馬達

3、高三個量級）、響應快、位移分辨率高等一系列優(yōu)點，將來可能為智能機器人和微機械的重要驅(qū)動器件。;壓電超聲馬達本身具有低速、大力距、快響應、控制性能好、可步進、可伺服工作、容易同計算機接口、可實現(xiàn)智能化和機電一體化、無電磁干擾和抗磁干擾等特點。應用目標：厘米微馬達毫米微馬達;復合與復相信息功能陶瓷材料及器件相相I功能功能相相II功能功能復合材料的功能復合材料的功能磁致伸縮壓電效應磁電效應霍爾效應電導效應磁阻效應光電導電致伸縮光致伸縮光膨脹電壓效應熱釋電效應熱膨脹電導效應熱敏效應霍爾效應的本質(zhì)是：固體材料中的載流子在外加磁場中運動時，因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，

4、形成垂直于電流方向的電場，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。正交電場和電流強度與磁場強度的乘積之比就是霍爾系數(shù)。平行電場和電流強度之比就是電阻率。大量的研究揭示：參加材料導電過程的不僅有帶負電的電子，還有帶正電的空穴;壓電陶瓷與聚合物兩相復合的各種可能多層結(jié)構(gòu)是由橫-縱向型振動的單層（片）壓電陶瓷與金屬內(nèi)電極并聯(lián)復合形成。多層壓電陶瓷變壓器及其組裝成的高壓電源具有體積小、質(zhì)量輕、驅(qū)動電壓低、升壓比高、負載能力機動可調(diào)等優(yōu)點多層復合壓電陶瓷變壓器是一種新型電源變換器，能量轉(zhuǎn)換方式是電-機-電。;軟化學方法及意義硬環(huán)境制備高溫固相反應法制備陶瓷

5、，必須在熱力學平衡態(tài)。軟環(huán)境制備較低溫度下通過一般化學反應制備材料?？梢缘玫蕉嘀袊敖榉€(wěn)”結(jié)構(gòu)材料體系。軟化學技術是“綠色”材料技術常用的軟化學: 化學前軀體過程、水熱法、離子交換法、熔鹽（助熔劑）法、自組裝法及生物礦化過程等。;幾種信息功能陶瓷薄膜氧化物復合膜鐵電體和金屬納米復合膜鐵電體和半導體量子點復合膜半導體陶瓷材料與信息敏感技術敏感元件是傳感器的核心部分。它是一類能將各種物理、化學和生物等信息轉(zhuǎn)換成電信號的功能元件，具有信息感知、轉(zhuǎn)換和傳輸功能。;敏感元件熱敏元件正溫度系數(shù)（PTC）負溫度系數(shù)（NTC）PTC-NTC復合功能的V型PTCR熱敏元件氣敏材料壓敏材料;敏感元件多元集成;信息

6、功能陶瓷與器件的集成化、機敏化兼?zhèn)鞲?、?qū)動（執(zhí)行）于一體的機敏陶瓷是具有自診斷、自調(diào)整、自恢復、自轉(zhuǎn)換和自協(xié)調(diào)功能的智能陶瓷無源機敏若反饋和響應機制是材料本身所固有，稱為無源機敏。有源機敏若需要外部附加反饋系統(tǒng)，則成為有源機敏機敏復合材料目前正蓬勃發(fā)展;微波介質(zhì)陶瓷與近代通信技術通信系統(tǒng)中的介質(zhì)濾波器的結(jié)構(gòu)有兩種采用TE01模式的介質(zhì)諧振器型濾波器帶通濾波器（即只允許頻率與諧振頻率接近的電磁波通過）利用TEM模式介質(zhì)諧振器型濾波器帶通濾波器（即只允許頻率與諧振頻率接近的電磁波通過）更小巧，把諧振的電磁波能量都封閉在介質(zhì)內(nèi)，容易實現(xiàn)小型化高性能微波介質(zhì)材料是介質(zhì)諧振器型濾波器的核心，目前對微波介質(zhì)陶瓷濾波器的主要要求：盡可能高的相對介質(zhì)常數(shù)，以減小器件尺寸。盡可能高的品質(zhì)因數(shù)Q，以保證優(yōu)良的選頻特性諧振頻率的溫度系數(shù)f應盡可能小，以保證高的穩(wěn)定性。;電子封裝陶瓷基片材料目前使用的基片材料