Aplikace z “Krystalové materiály”
Aplikace z “Krystalové materiály“
Krystal může realizovat interakci a přeměnu elektřiny, magnetismus, světlo, zvuk a síla, atd. Je to nepostradatelný a důležitý materiál pro rozvoj moderní vědy a techniky. Potřeba rozvoje vědy a technologie tak podpořila rozvoj nitrookulárních čoček.
Zejména kvůli rychlému vývoji mikroelektroniky v pevném stavu, Velká rozmanitost Křišťálové materiály jsou potřeba, včetně polovodičových krystalů, Laserové krystaly, Scintilační krystaly, Optické krystaly, superhard krystaly, Izolační krystaly a piezoelektrické krystaly.
Hranička rozvoje materiálu úzce souvisí s novými technologiemi, jako je vesmír, elektronika, lasery, Nový vývoj energie, a biomedicína. Typy a aplikace Křišťálové materiály jsou extrémně široké. Následující stručně představí některé běžné krystalové materiály a jejich aplikační rozsah.
Polovodičové krystaly jsou hlavní základní suroviny pro polovodičový průmysl. Z pohledu šířky a důležitosti aplikací, Zabírá první a nejdůležitější polohu v krystalických materiálech.
Krystaly polovodiče byly vyvinuty od 50. let. První generace polovodičových reprezentativních materiálů: germanium (Ge) Single Crystals and Silicon Single Crystals (A), které jsou vyrobeny z různých diod, Triody, Tranzistory polního efektu, SCR a vysoce výkonná trubice, atd.
Rychlý vývoj integrovaných obvodů z pouhých tuctu jednotkových obvodů do ultra velkých integrovaných obvodů obsahujících tisíce komponent spustil rychlý vývoj mikroelektronického pole s integrovanými obvody (ICS) jako jádro, a výrazně vylepšil práci integrovaných obvodů. Ve stejnou dobu, Náklady jsou sníženy. To zase podporuje širokou aplikaci integrovaných obvodů ve vesmírném výzkumu, jaderné zbraně, střely, radar, elektronické počítače, vojenské komunikační vybavení a civilní použití.
Polovodičové materiály druhé generace jsou složené polovodiče na bázi arsenidu galia (GaAs), indium antimonid (InSb), a fosfid india (InP), které se používají hlavně k výrobě vysokofrekvenčních, vysokorychlostní a výkonná elektronická zařízení.
Je široce používán v satelitní komunikaci, mobilní komunikace a optická komunikace. GaAs a indium fosfidové polovodičové lasery se staly klíčovými zařízeními v optických komunikačních systémech, a GaAs vysokorychlostní zařízení také otevřela nová odvětví pro optická vlákna a mobilní komunikaci.
Suroviny GaAs, InP a další sloučeniny jsou vzácné a je třeba je vytvořit syntézou. Cena je poměrně vysoká, a jsou více škodlivé pro životní prostředí, ztěžuje jejich široké použití a omezení, a postupně nahrazovány polovodičovými materiály třetí generace.
Polovodičové materiály třetí generace jsou převážně širokopásmové polovodičové materiály reprezentované karbidem křemíku (SiC), nitrid gallia (GaN), oxid zinečnatý (ZnO), diamant, a nitrid hliníku (AlN).
Ve srovnání s polovodičovými materiály první a druhé generace, polovodičové materiály třetí generace mají široký pásmový rozdíl, elektrické pole s velkým průrazem, vysoká tepelná vodivost, vysoká rychlost saturace elektronů a vyšší radiační odolnost.
Proto, je vhodnější pro výrobu při vysokých teplotách, vysoká frekvence, radiaci odolná a vysoce výkonná zařízení, a je často označován jako polovodičový materiál s širokým pásmem (šířka mezery větší než 2,2ev), také známý jako vysokoteplotní polovodičový materiál.
Obvykle, nitrid gallia, karbid křemíku a další materiály se nazývají polovodiče s širokým pásmem; nitrid gallia, nitrid hliníku, nitrid india a jejich směsné krystalické materiály se nazývají nitridové polovodiče, nebo nitrid gallia, arsenid gallia, Fosfid india se nazývá III-V polovodič.
02. Optický krystal
Optické krystaly jsou krystaly používané jako optické komponenty, jako jsou halogenidové krystaly fluorid lithný, fluorid vápenatý, fluorid hořečnatý, fluorid barnatý, mají dobré přenosové vlastnosti v ultrafialovém a infračerveném záření, takže je lze použít jako ultrafialový excimer Výstupní okna pro lasery a některé IR lasery, čočky, hranol, polarizátory, vlnové desky, atd.
Oxidy jako např safír Al2O3, vanadičnan yttrium YVO4, krystal, atd. Může být také použit jako pracovní okna výše uvedených laserů, optické izolátory, oběhová čerpadla, rozdělovače paprsků a optické polarizátory.
Polovodičový monokrystal křemíku, germanium, selen, arsenid galia a selenid zinku, sulfid zinečnatý má dobrý přenosový výkon ve vzdálené infračervené oblasti, a může být použit jako oxid uhličitý laser (výstupní okno, objektiv, hranol, atd.)
03. Laserový krystal
Laser je úžasný “látka”, A je to další velký objev lidstva po atomové energii, Počítač a polovodič. Každý ví, že jas laseru je extrémně vysoký, který může dosáhnout 1 miliardykrát jas Slunce nebo dokonce vyšší;
Laser je extrémně čistý a má vynikající monochromatičnost; Laser má bezkonkurenční kolimaci (šíření přímky); Okamžité výbuchy energie, které mohou proniknout a roztavit i ty nejtěžší objekty. Proto, Laser se široce používá ve výrobě, Život a vědecký výzkum, A je to mocná zbraň pro lidi, aby prozkoumali přírodu.
Zařízení, které produkuje laser, se nazývá laser. Mezi současnými různými lasery, Lasery s All-Solid jsou nejslibnější. Laserový krystal, které mohou převést energii poskytovanou vnějším světem pomocí optického rezonátoru na vysoce paralelní a monochromatický laserový krystalový materiál koherentní v prostoru a čase. Základní podpůrné materiály pro průmysl.
Mezi běžné laserové krystalové materiály patří neodymium dopovaný yttrium hliníkový granát Crystal nd:Yag, Neodymium dopovaný yttrium vanadate Crystal nd:Yvo4, Neodymium dopovaný lithium yttrium fluorid krystaliva nd:Ylf, Titanium Sapphire Crystal, Ruby Crystal, atd.
04. Scintilační krystal
Pod dopadem vysokoenergetických částic, Krystaly, které mohou přeměnit kinetickou energii vysokoenergetických částic na světelnou energii a emitovat fluorescenci, se nazývají scintilační krystaly. Scintilační krystaly lze použít pro detekci rentgenových paprsků, gama paprsky, neutrony a další vysoce energetické částice.
Technologie detekce a zobrazování zaměřená na scintilační krystaly byla široce používána v nukleární medicíně, fyzika vysokých energií, bezpečnostní kontrola, průmyslové nedestruktivní testování, vesmírná fyzika a jaderný průzkum.
Běžně používané scintilační krystalové materiály jsou kultivovány umělými metodami, a existuje mnoho druhů. V současnosti, nejpoužívanějšími scintilačními krystaly jsou BGO (zkratka pro vizmut germanát, obecný název Bi2O3-GeO2 sériové sloučeniny), CsI (jodid česný), PbWO4 (wolframan olova) a tak dále.
05. Super tvrdý krystal
Diamant, také známý jako “diamant”, je přírodní minerál a nejtvrdší látka známá v přírodě. Elementární krystal. Diamanty, které lze nalézt a těžit v přírodě, jsou extrémně vzácné. Obvykle, jemné diamanty o celkové hmotnosti 1 karát lze získat v každém 4 kubických metrů bohaté rudy. Křišťálově čisté, bezchybné velké diamanty jsou ještě vzácnější.
Od padesátých let, Lidé zkoumali a vyvinuli řadu syntetických diamantových metod, hlavně včetně vysoké teploty a vysokého tlaku (HTHP), chemická depozice par (CVD), a detonace. V příštích pěti letech 1955, GE poprvé použila metodu vysoké teploty a vysoký tlak k syntetizaci diamantových krystalů.
V 80. letech, Svět spustil vzestup ve výzkumu CVD Diamond Research, a vyvinuli různé metody přípravy, jako je metoda horkého drátu (Hfcvd), mikrovlnná plazma (MPCVD) a DC Arc Plasma Jet CVD, který položil základ pro pozdější aplikace.
Vysoká tvrdost je jednou z mnoha charakteristik diamantu. Používání extrémně vysoké tvrdosti diamantu, může být připravena do různých nástrojů, které hrají nenahraditelnou roli při zpracování kamene, neželezné kovy, a složité kompozitní materiály (jako jsou kompozitní materiály z uhlíkových vláken). Pro dosažení efektivního, vysoce přesný, zpracování šetrné k životnímu prostředí.
Když je řeč o diamantu, může být spojen s novým typem supertvrdého materiálu kubického krystalu nitridu boru, kubický nitrid boru-CBN, jeho krystalová struktura je podobná diamantu, jeho tvrdost je o něco nižší než u diamantu, ale jeho tepelná stabilita je mnohem vyšší než u diamantu , má větší chemickou stabilitu vůči kovovým prvkům na bázi železa.
Brusný výkon kubických brusiv z nitridu boru je velmi dobrý, dokáže být nejen kompetentní pro zpracování obtížně brousitelných materiálů, ale také zvýšit produktivitu, chemická inertnost, a může účinně zlepšit kvalitu broušení obrobků.
06. Piezoelektrický krystalový materiál
Když je krystal vystaven vnější síle, krystal se polarizuje a vytvoří povrchový náboj, který se nazývá pozitivní piezoelektrický jev; Naopak, když je krystal vystaven vnějšímu elektrickému poli, krystal se zdeformuje, který se nazývá inverzní piezoelektrický jev. Krystaly s piezoelektrickým efektem se nazývají piezoelektrické krystaly, které existují pouze v krystalech bez středu symetrie.
Nejdříve objevený piezoelektrický krystal je krystal (a-Si02), který má vlastnosti frekvenční stability a je ideálním piezoelektrickým materiálem, které lze použít k výrobě rezonátorů, filtry, převodníky, optické deflektory, zařízení povrchových akustických vln a různé tepelné, citlivý na plyn, fotosenzitivní a chemicky citlivá zařízení, atd. Je také široce používán v každodenním životě lidí, jako jsou quartzové hodinky, elektronické hodiny, barevné televizory, stereo rádia a magnetofony.
V posledních letech, Bylo vyvinuto mnoho nových piezoelektrických krystalů, jako je lithium niobát (LiNbO3) a niobát draselný (KNBO3) se strukturou perovskitu. S použitím piezoelektrického účinku těchto krystalů, Lze vyrobit různá zařízení, které se široce používají ve vojenském a civilním průmyslu, jako jsou Sphygmomanometry, Piezoelektrické klávesnice, zpožďovací linky, oscilátory, Ultrazvukové převodníky, Piezoelektrické transformátory, atd.
07. Izolační krystal
Typickým příkladem izolačních destiček jsou slísové oplatky. Slída je obecný termín pro vrstvené silikátové minerály. Má vlastnosti izolace, průhlednost, odolnost vůči teplu, odolnost proti korozi, Snadná loupání a pružnost. Je široce používán v motorech, elektrické spotřebiče, elektronika, Rádia a domácnost.
Hraje důležitou roli při konstrukci hospodářské a národní obrany. I když existuje mnoho typů přírodních slíd, nejrozšířenější v průmyslu je Muscovite Mica, následuje flogopit slída.
Kvůli nízkým rezervám přírodní slídy v mnoha zemích, Obzvláště vysoce kvalitní, rozsáhlá slída, které nemohou vyhovět vývojovým potřebám elektronického průmyslu, Syntetická slída byla studována od 50. let.
Protože syntetická slída má vynikající vlastnosti, jako je čistota, průhlednost, Řezání fotovoltaických křemíkových plátků, Odolnost proti korozi a elektrická izolace, Syntetické slísové jednotlivé destičky lze použít v:
① Izolační stojany v různých vakuových zařízeních, jako jsou akcelerátory, Ionizační komory, magnetrany a elektronové trubice, atd. ;
② Materiály oken, například výstupní okna mikrovlnné trubice, Okna pozorování pece s vysokou teplotou a okna odolná proti kyselině a alkalii;
③ Měřidla hladiny vody s vysokým tlakem v tepelných elektrárnách;
④ Kondenzátory s vysokou teplotou, Kostra teploměru povrchu platiny, atd.
Pod vizuálním videem Crystal pro odkaz:
https://www.youtube.com/watch?v = va3p7tirt44
