Ansøgninger af “Krystal materialer”
Ansøgninger af “Krystal materialer“
Krystal kan realisere samspillet og omdannelsen af elektricitet, magnetisme, lys, lyd og kraft, etc. Det er et uundværligt og vigtigt materiale i udviklingen af moderne videnskab og teknologi. Behovet for udvikling af videnskab og teknologi har således fremmet udviklingen af intraokulære linser.
Især på grund af den hurtige udvikling af solid-state mikroelektronik, et stort udvalg af krystal materialer er nødvendige, inklusive halvlederkrystaller, laser krystaller, scintillationskrystaller, optiske krystaller, superhårde krystaller, isoleringskrystaller og piezoelektriske krystaller.
Grænsen for materialevidenskabelig udvikling er tæt forbundet med nye teknologier såsom rummet, elektronik, lasere, ny energiudvikling, og biomedicin. Typerne og anvendelserne af krystal materialer er ekstremt brede. Det følgende vil kort introducere nogle almindelige krystalmaterialer og deres anvendelsesområde.
Halvlederkrystaller er de vigtigste grundlæggende råvarer til halvlederindustrien. Fra perspektivet af bredden og betydningen af applikationer, Det indtager den første og vigtigste position i krystallinske materialer.
Halvlederkrystaller er udviklet siden 1950'erne. Den første generation af halvlederpræsentantmateriale: germanium (Ge) enkeltkrystaller og silicium enkeltkrystaller (Og), som er lavet af forskellige dioder, Triodes, Felteffekttransistorer, SCR og højeffektrør, etc.
Den hurtige udvikling af integrerede kredsløb fra kun et dusin enhedskredsløb til ultra-stor-skala integrerede kredsløb, der indeholder tusinder af komponenter, har udløst den hurtige udvikling af mikroelektronikfeltet med integrerede kredsløb (Ics) som kernen, og forbedrede arbejdet med integrerede kredsløb i høj grad. På samme tid, Omkostningerne reduceres. Dette fremmer igen den brede anvendelse af integrerede kredsløb i rumforskning, atomvåben, missiler, radar, elektroniske computere, militært kommunikationsudstyr og civil brug.
Anden generations halvledermaterialer er sammensatte halvledere baseret på galliumarsenid (GaAs), indium antimonid (InSb), og indiumphosphid (InP), som hovedsageligt bruges til at lave højfrekvente, højhastigheds og højeffekt elektroniske enheder.
Det er meget udbredt i satellitkommunikation, mobil kommunikation og optisk kommunikation. GaAs og indiumphosphid halvlederlasere er blevet nøgleenheder i optiske kommunikationssystemer, og GaAs højhastighedsenheder har også åbnet nye industrier for optiske fibre og mobilkommunikation.
Råvarerne i GaAs, InP og andre sammensatte materialer er knappe og skal dannes gennem syntese. Prisen er forholdsvis høj, og de er mere skadelige for miljøet, gør dem vanskelige at blive brugt i vid udstrækning og begrænsede, og gradvist erstattet af tredjegenerations halvledermaterialer.
Tredje generations halvledermaterialer er hovedsageligt halvledermaterialer med bred båndgab repræsenteret af siliciumcarbid (SiC), galliumnitrid (GaN), Zinkoxid (ZnO), diamant, og aluminiumnitrid (AlN).
Sammenlignet med første og anden generation af halvledermaterialer, tredje generation af halvledermaterialer har et bredt båndgab, høj nedbrydning elektrisk felt, høj varmeledningsevne, høj elektronmætning og højere strålingsmodstand.
Derfor, det er mere velegnet til fremstilling af høj temperatur, høj frekvens, strålingsbestandige og kraftige enheder, og omtales ofte som et halvledermateriale med bred båndgab (spaltebredde større end 2,2ev), også kendt som et højtemperatur-halvledermateriale.
Generelt, galliumnitrid, siliciumcarbid og andre materialer kaldes halvledere med bred båndgab; galliumnitrid, aluminiumnitrid, indiumnitrid og deres blandede krystalmaterialer kaldes nitridhalvledere, eller galliumnitrid, galliumarsenid, Indiumphosphid kaldes en III-V-halvleder.
02. Optisk krystal
Optiske krystaller er krystaller, der bruges som optiske komponenter, såsom halogenidkrystaller lithiumfluorid, calciumfluorid, magnesiumfluorid, bariumfluorid, de har gode transmissionsegenskaber i ultraviolet og infrarødt, så de kan bruges som ultraviolet excimer-udgangsvinduer til lasere og nogle IR-lasere, linser, prismer, polarisatorer, bølgeplader, etc.
Oxider som f.eks safir Al2O3, yttriumvanadat YVO4, krystal, etc. Det kan også bruges som arbejdsvinduer for ovennævnte lasere, optiske isolatorer, cirkulationspumper, stråledelere og optiske polarisatorer.
Halvleder enkrystal silicium, germanium, selen, galliumarsenid og zinkselenid, zinksulfid har god transmissionsydelse i langt infrarødt, og kan bruges som kuldioxidlaser (output vindue, linse, prisme, etc.)
03. Laser krystal
Laser er en vidunderlig “stof”, og det er endnu en stor opdagelse af menneskeheden efter atomenergi, computer og halvleder. Alle ved, at laserens lysstyrke er ekstremt høj, som kan nå 1 milliarder gange solens lysstyrke eller endnu højere;
Laseren er ekstremt ren og har fremragende monokromaticitet; laseren har uovertruffen kollimation (lige linje udbredelse); Øjeblikkelige udbrud af energi, der kan trænge ind og smelte selv de hårdeste genstande. Derfor, laser er meget udbredt i produktionen, liv og videnskabelig forskning, og det er et stærkt våben for folk til at udforske naturen.
En enhed, der producerer en laser, kaldes en laser. Blandt de nuværende forskellige lasere, all-solid-state lasere er de mest lovende. Laser krystal, som kan omdanne energien fra omverdenen gennem en optisk resonator til et meget parallelt og monokromatisk laserkrystalmateriale, der er sammenhængende i rum og tid. Grundlæggende støttematerialer til industrien.
Almindelige laserkrystalmaterialer omfatter neodym-doteret yttriumaluminium granatkrystal Nd:YAG, neodym-doteret yttriumvanadat krystal Nd:YVO4, neodym-doteret lithium yttriumfluorid krystal Nd:YLF, titanium safir krystal, rubin krystal, etc.
04. Scintillationskrystal
Under påvirkning af højenergipartikler, de krystaller, der kan omdanne højenergipartiklers kinetiske energi til lysenergi og udsende fluorescens, kaldes scintillationskrystaller. Scintillationskrystaller kan bruges til påvisning af røntgenstråler, gammastråler, neutroner og andre højenergipartikler.
Detektions- og billeddannelsesteknologien centreret om scintillationskrystaller er blevet meget brugt i nuklearmedicin, højenergifysik, sikkerhedsinspektion, industriel ikke-destruktiv testning, rumfysik og nuklear prospektering.
De almindeligt anvendte scintillationskrystalmaterialer dyrkes ved kunstige metoder, og der er mange slags. På nuværende tidspunkt, de mest anvendte scintillationskrystaller er BGO (forkortelse af vismut germanate, det generelle navn på Bi2O3-GeO2 serie forbindelser), CsI (cæsiumiodid), PbWO4 (bly wolframat) og så videre.
05. Super hård krystal
Diamant, også kendt som “diamant”, er et naturligt mineral og det hårdeste stof, man kender til at eksistere i naturen. Elementær krystal. De diamanter, der kan findes og udvindes i naturen, er yderst sjældne. Som regel, fine diamanter med en samlet vægt på 1 karat kan fås i hver 4 kubikmeter rig malm. Krystalklar, fejlfri diamanter i stor størrelse er endnu sjældnere.
Siden 1950'erne, Folk har undersøgt og udviklet en række syntetiske diamantmetoder, hovedsageligt inklusive høj temperatur og højt tryk (Hthp), kemisk dampaflejring (CVD), og detonation. I 1955, GE brugte metoden med høj temperatur og højt tryk til at syntetisere diamantkrystaller for første gang.
I 1980'erne, Verden satte en stigning i CVD Diamond Research, og udviklede forskellige forberedelsesmetoder såsom varmtrådmetode (HFCVD), Mikrobølgeplasma (MPCVD) og DC Arc Plasma Jet CVD, som lagde grundlaget for senere applikationer.
Høj hårdhed er en af de mange egenskaber ved diamant. Ved hjælp af diamantens ekstremt høje hårdhed, det kan forberedes på forskellige værktøjer, der spiller en uerstattelig rolle i forarbejdningsstenen, Ikke-jernholdige metaller, og vanskelige at maskine sammensatte materialer (såsom kulfiberkompositmaterialer). For at opnå effektiv, høj præcision, miljøvenlig forarbejdning.
Når det kommer til diamant, det kan forbindes med en ny type superhårdt materiale kubisk bornitridkrystal, kubisk bornitrid-CBN, dens krystalstruktur ligner diamant, dens hårdhed er lidt lavere end diamant, men dens termiske stabilitet er meget højere end diamant , har større kemisk stabilitet over for jernbaserede metalelementer.
Slibeevnen af slibemidler til kubisk bornitrid er meget god, ikke kun kan den være kompetent til forarbejdning af svært slibbare materialer, men også forbedre produktiviteten, kemisk inertitet, og kan effektivt forbedre slibekvaliteten af emner.
06. Piezoelektrisk krystalmateriale
Når krystallen udsættes for ydre kraft, Krystallen polariseres og danner overfladeladning, som kaldes den positive piezoelektriske effekt; Omvendt, Når krystallen udsættes for et eksternt elektrisk felt, Krystallen vil deformere, som kaldes den inverse piezoelektriske effekt. Krystaller med piezoelektrisk effekt kaldes piezoelektriske krystaller, der kun findes i krystaller uden et symmetricenter.
Den tidligste opdagede piezoelektriske krystal er krystal (A-siO2), som har egenskaberne ved frekvensstabilitet og er et ideelt piezoelektrisk materiale, som kan bruges til at fremstille resonatorer, filtre, transducere, Optiske afbøjere, Overfladeakustiske bølgerenheder og forskellige termiske, Gasfølsom, Fotosensitive og kemiske følsomme enheder, etc. Det er også vidt brugt i folks daglige liv, såsom kvartsure, Elektroniske ure, Farve -tv'er, stereoradioer og båndoptagere.
I de seneste år, mange nye piezoelektriske krystaller er blevet udviklet, såsom lithiumniobat (LiNbO3) og kaliumniobat (KNbO3) med perovskit struktur. Bruger den piezoelektriske effekt af disse krystaller, forskellige enheder kan laves, som er meget udbredt i militære og civile industrier, såsom blodtryksmålere, piezoelektriske tastaturer, forsinkelseslinjer, oscillatorer, ultralydstransducere, piezoelektriske transformere, etc.
07. Isolerende krystal
Et typisk eksempel på isolerende wafers er glimmerwafers. Glimmer er en generel betegnelse for lagdelte silikatmineraler. Det har egenskaberne af isolering, gennemsigtighed, varmemodstand, korrosionsbestandighed, let afskalning og elasticitet. Det er meget udbredt i motorer, elektriske apparater, elektronik, radioer og husholdningsapparater.
Det spiller en vigtig rolle i økonomisk og national forsvarskonstruktion. Selvom der er mange typer af naturlig glimmer, Den mest udbredte i industrien er muscovite glimmer, efterfulgt af phlogopit glimmer.
På grund af de lave reserver af naturlig glimmer i mange lande, især høj kvalitet, Storskala glimmer, som ikke kan imødekomme udviklingsbehovet i elektronikindustrien, Syntetisk glimmer er blevet undersøgt siden 1950'erne.
Fordi syntetisk glimmer har fremragende egenskaber såsom renhed, gennemsigtighed, høj temperaturbestandighed, Korrosionsmodstand og elektrisk isolering, Syntetiske mica -enkeltskiver kan bruges i:
① isolerende stativer i forskellige vakuumenheder, såsom acceleratorer, ioniseringskamre, Magnetoner og elektronrør, etc. ;
② Vinduesmaterialer, såsom mikrobølgeørudgangsvinduer, Vinduer med høj temperatur ovn.;
③ vandstand på høj tryk i termiske kraftværker i termiske kraftværker i termiske kraftværker;
④ Kondensatorer med høj temperatur, Platinum Wire Surface Termometer skelet, etc.
Under krystalskærevideoen til reference:
https://www.youtube.com/watch?V = VA3P7TIRT44
