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      东莞市明睿陶瓷科技有限公司

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      陶瓷应用新领域—电子陶瓷
      发布时间:2020-11-30????来源:明睿陶瓷???作者:管理员

         上世纪80年代,随着我国电子工业的发展和民品需要英超联赛官网,家用电器中对陶瓷滤波器及陶瓷谐振器的需求量迅猛增多,江西景德镇999厂和上海无线电一厂同时引进日本村田压电陶瓷频率元件生产线英超联赛官网,从此拉开了我国压电陶瓷产品由军品转为民品的大批生产序幕英超联赛官网。通过摸索和消化日本引进线的先进材料和工艺英超联赛官网,国内很多中小型的压电陶瓷生产厂家得到了迅速发展英超联赛官网英超联赛官网,如浙江嘉康电子(原嘉兴电陶厂)英超联赛官网、江苏江佳电子英超联赛官网、无锡宝通电子、苏州捷嘉电子等英超联赛官网英超联赛官网。嘉康电子当时的主打产品是压电陶瓷蜂鸣器英超联赛官网英超联赛官网,每月的产量在上千万只,通过先进工艺线的引进、消化英超联赛官网、吸收和提高英超联赛官网英超联赛官网,很快成为国内产量最大、品种最全的高频器件制造商,到2007年压电陶瓷器件已达7.15亿只英超联赛官网。江苏江佳电子开始生产小量的多片陶瓷滤波器,现在已发展成为国内中频陶瓷滤波器最大制造商,到2007年年产量就已经达到4.67亿只。

        陶瓷材料取得巨大发展

        回顾我国压电陶瓷行业的发展英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,20年前只有山东大学英超联赛官网、清华大学、华南工学院英超联赛官网、天津大学英超联赛官网、四川大学英超联赛官网、上?英超联赛官网英超联赛官网?拼蟮燃杆笱栌醒沟绮牧霞坝τ玫淖ㄒ涤⒊偻?,上海硅酸盐研究所英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网、中电科技集团第7研究所和第26研究所等建有压电陶瓷材料和应用研究室,生产厂家只有山东淄博无线电陶瓷厂英超联赛官网英超联赛官网,主要开展的项目大多与军用产品有关英超联赛官网。涉及民用的产品只有大量生产的压电陶瓷蜂鸣器和点火器英超联赛官网,小量用于邮电通信的多片陶瓷滤波器英超联赛官网、机械滤波器、用于水声和超声的压电陶瓷换能器等英超联赛官网。

        为了适应各类压电器件对材料性能的不同要求,材料研究人员广泛进行了改性添加剂的研究英超联赛官网,开发出了大量高性能压电陶瓷材料英超联赛官网英超联赛官网。

        钛酸铅陶瓷(PT)

        上世纪90年代末英超联赛官网,为了满足制造10MHz以上高频陶瓷滤波器和陶瓷谐振器的需要英超联赛官网,材料研究人员通过对钛酸铅陶瓷材料用少量氧化镧取代英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,并适量添加锰、铌英超联赛官网、铈离子,得到了高频响应好英超联赛官网、温度稳定性优良的改性钛酸铅陶瓷材料英超联赛官网,其电性能与日本村田同期同类材料相当英超联赛官网。同时还研究出了适合用于高温超声换能器的钛酸铅压电陶瓷材料英超联赛官网英超联赛官网,成功用于高温使用环境的石油深井探测和流量计等英超联赛官网。

        锆钛酸铅陶瓷(PZT)

        上世纪80年代,江西景德镇999厂和上海无线电一厂同时引进日本村田压电陶瓷频率元件生产线英超联赛官网英超联赛官网,主要原材料靠日本提供英超联赛官网,这给国内的大批量生产和降低成本造成了较大的困难,为了打破外国封锁英超联赛官网,通过对PZT材料进行研发和改进英超联赛官网,很快实现了材料配方的国产化英超联赛官网,自主开发的PZT压电陶瓷材料电性能指标完全达到要求英超联赛官网。接着又研究出多种适合不同带宽的PZT压电陶瓷材料英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网。

        三元系陶瓷

        近20年来英超联赛官网英超联赛官网,我国在三元系压电陶瓷材料的改性研究方面做了大量的继续研究工作英超联赛官网,试验了多种元素的组合取代和添加英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,拓展出许多改性三元系英超联赛官网英超联赛官网、四元系和多元系材料,如:PCM-PZT、PMS-PZT、PNZ-PNS-PZT英超联赛官网、PMS-PNZ-PNS-PZT等英超联赛官网,这些材料具有不同的性能英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,能满足各种需要英超联赛官网英超联赛官网,使压电陶瓷的应用面得到快速扩展英超联赛官网。

        无铅压电陶瓷

        上述压电陶瓷均含有大量的铅,制造过程会导致环境污染,为了减少污染英超联赛官网英超联赛官网,国内外科研人员开展了无铅系压电陶瓷的研究英超联赛官网,与含铅系压电陶瓷材料相比英超联赛官网英超联赛官网、无铅系压电陶瓷的性能明显不同于含铅压电陶瓷,如无铅系压电陶瓷的居里点约高出200℃~300℃,介电常数仅140~150,机械品质因数高达4000~7000.但是英超联赛官网,无铅压电陶瓷的机电耦合系数等性能远不如含铅陶瓷英超联赛官网,加之制造工艺难以控制英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,故无铅压电陶瓷仅在一些特定领域应用,其研究工作仍在进行中。

        应用快速渗透

        经过20年的发展,当今英超联赛官网,压电陶瓷产品门类齐全,不仅广泛用于军事和工业领域英超联赛官网,还渗透到了人们日常生活的每个角落。其应用领域主要涉及以下5个方面:

        第一,频率控制器件。近几年发展较快的有陶瓷谐振器英超联赛官网英超联赛官网、陶瓷滤波器英超联赛官网,还有调谐音叉滤波器、机械滤波器、陶瓷鉴频器英超联赛官网、陷波器和延迟线英超联赛官网。其中陶瓷谐振器、陶瓷滤波器产量已经占我国压电陶瓷产品的65%以上英超联赛官网,相当引人注目。特别是陶瓷谐振器具有高稳定、无需调节、尺寸小和成本低等特点。典型的应用有:电视机英超联赛官网英超联赛官网、摄录像机英超联赛官网、计算机、CD-ROM驱动器、汽车电器英超联赛官网、VCD英超联赛官网、电话机、复印机英超联赛官网、语音合成器英超联赛官网、?英超联赛官网英超联赛官网?仄骱屯婢叩?。

        第二,压电超声换能器英超联赛官网英超联赛官网。压电超声换能器是发射和接收超声波的声学器件,在水和空气介质中广泛应用英超联赛官网。在水声通信中起雷达的作用英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,被称为声呐,是各类舰船必不可少的重要传感器。在工业中,超声换能器已被用于超声清洗英超联赛官网英超联赛官网、超声精密加工、超声加湿英超联赛官网、超声乳化、超声种子处理英超联赛官网英超联赛官网、超声探伤和超声诊断等英超联赛官网。当今英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,压电超声换能器的另一广泛应用领域是遥测英超联赛官网、?英超联赛官网?叵低澈捅ň低?英超联赛官网。

        第三,压电发声器英超联赛官网英超联赛官网。压电发声器的典型产品是压电蜂鸣器和压电送英超联赛官网、受话器英超联赛官网、手表英超联赛官网英超联赛官网、计算器、电子闹钟、小型警铃以及电话英超联赛官网、手机的振铃都离不开蜂鸣器。带有晶体管振荡电路和直流电源的蜂鸣器可发出连续声音英超联赛官网,带有开关电路的蜂鸣器可发出断续声音英超联赛官网,属于声换能器的水下微音器和扬声器还可用来驱赶或引诱鱼群英超联赛官网。

        第四英超联赛官网,计测和控制用压电器件英超联赛官网。计测和控制用压电器件主要有压力、加速度英超联赛官网、角速度传感器以及超声测深、超声测厚英超联赛官网英超联赛官网、超声测流速、超声诊断等英超联赛官网。

        第五英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,压电点火器和压电变压器英超联赛官网。1965年开始批量生产压电点火器英超联赛官网,近20年来得到了更快的发展,我国目前几乎所有煤气灶、浴室煤气锅炉、煤气房间加热器英超联赛官网、煤气热水器和香烟打火机都用压电点火器。压电变压器具有结构简单英超联赛官网英超联赛官网、尺寸小英超联赛官网、变压比高英超联赛官网、机电转换效率高英超联赛官网英超联赛官网、无电磁干扰和安全等优点英超联赛官网,故用于静电除烟器、负离子发生器英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网、静电涂覆设备、静电复印机、电场治疗仪和液晶背光源等英超联赛官网英超联赛官网。

        声表面波形成完整体系

        声表面波器件是电子陶瓷领域一个热门产品。声表面波(SAW)是沿物体表面传播的一种弹性波英超联赛官网,我国声表面技术的开发从1970年开始英超联赛官网英超联赛官网,经过了37年的研究和发展,已基本形成了从理论研究英超联赛官网、晶体材料生长加工英超联赛官网英超联赛官网、器件设计和生产以及系统应用的完整体系英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网。

        我国声表面波技术的发展大致可以分为3个阶段:第一阶段英超联赛官网,声表面波技术应用于军事领域开发与应用英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网。声表面波技术开发的最初动力各国都来源于国防军事领域,我国也不例外英超联赛官网;雷达、通信、导航和电子对抗等均采用了各种各样的SAW信号处理器件英超联赛官网。第二阶段英超联赛官网,声表波技术应用于广播电视领域英超联赛官网。第三阶段英超联赛官网,声表面波技术应用于现代通信英超联赛官网。

        声表面波在我国经历了30多年的发展,涌现了30多家大大小小的生产企业,虽然厂家众多英超联赛官网,但技术水平和生产规模有限,除中电科技的第26英超联赛官网英超联赛官网、55研究所、德清华莹电子有限公司英超联赛官网英超联赛官网、无锡好达电子有限公司等在生产技术英超联赛官网英超联赛官网、规模和产品种类上有一定的优势外,余者规模小英超联赛官网,主要以生产电视中频滤波器、谐振器以及对讲机滤波器等工艺要求相对较低的产品为主,产品价格低廉。

        从产品的封装上看英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,电视中频声表面波滤波器由金属封装朝塑壳封装方向发展,由于塑壳封装具有体积小英超联赛官网、重量轻的特点,特别是在一体化高频头中可以体现其优势,国内很多生产企业都开发了自己的塑封产品英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,从规模上看英超联赛官网英超联赛官网,无锡好达电子有限公司和中电科技德清华莹电子有限公司在塑封产品上占据了较大的市场份额英超联赛官网英超联赛官网。

        SMD产品目前国内能批量化生产的最小尺寸是3mm×3mm,主要生产单位有中电科技的55所英超联赛官网英超联赛官网、德清华莹、26所和无锡好达电子有限公司等英超联赛官网。现RF滤波器的主流产品封装都是采用2.5mm×2.0mm以下的倒装焊技术英超联赛官网英超联赛官网,故国内目前SAWRF滤波器生产受到了很大的限制,由于成本英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网、技术等因素英超联赛官网,国内几家有实力的研究所和生产企业都还无在缩小产品封装上进一步投入的计划,南阳金冠集团曾投入了部分倒装焊设备,但还不具生产能力。

        我国声表面波产品的基础研究特别是低损耗设计技术英超联赛官网,目前主要以中电科技第26研究所英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网、南京大学以及中科院声学所3家科研机构为主力英超联赛官网,另外中电科技德清华莹英超联赛官网、55所和无锡好达等单位也具备一定的产品开发能力英超联赛官网英超联赛官网。

        我国的声表面波行业和国外相比英超联赛官网英超联赛官网,总体存在不小的差距英超联赛官网英超联赛官网。产品研发没有太多的科研机构和大专院校作为技术支撑英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,缺乏一支基础研究的队伍英超联赛官网,由于市场竞争的因素英超联赛官网,各单位各自为政英超联赛官网,缺乏学术交流英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网,很多小企业不具研发能力英超联赛官网英超联赛官网英超联赛官网。从生产技术和生产规模上看英超联赛官网英超联赛官网,和国际上的一些知名公司如EPCOS英超联赛官网英超联赛官网、Murata英超联赛官网、Fujistu英超联赛官网、SANYO等相比还存在着很大差距英超联赛官网,包括封装技术英超联赛官网、自动化程度英超联赛官网、工艺水平、生产规模等英超联赛官网。

        随着市场竞争加剧英超联赛官网,目前整个声表产业的赢利普遍不高英超联赛官网,最大市场手机RF滤波器已经在维持水平上生产,失去了投资机会。要想未来在行业里有一定生存地位,必须通过自己的技术进步英超联赛官网英超联赛官网,不断提高产品成品率、降低生产成本英超联赛官网、提高产品质量英超联赛官网,增强规挠⒊偻⒊偻?英超联赛官网;芰τ⒊偻?英超联赛官网。我们认为,我国声表面波行业在未来发展上,可以做以下几方面工作:第一,加强行业内相互合作和资源整合英超联赛官网。第二,扩大国际技术合作。第三英超联赛官网,积极探索新的应用领域。声表面波技术除了目前的常规应用外英超联赛官网英超联赛官网,还有在传感器英超联赛官网、射频设别(RFID)等方面的一些特殊用途英超联赛官网英超联赛官网。


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