Sovellukset “Kristallimateriaalit”
Sovellukset “Kristallimateriaalit“
Kristalli voi toteuttaa sähkön vuorovaikutuksen ja muuntamisen, magnetismi, valoa, ääntä ja voimaa, jne. Se on korvaamaton ja tärkeä materiaali nykyaikaisen tieteen ja tekniikan kehityksessä. Tieteen ja tekniikan kehittämisen tarve on siten edistänyt silmänsisäisten linssien kehitystä.
Erityisesti kiinteän tilan mikroelektroniikan nopean kehityksen vuoksi, laaja valikoima kristallimateriaalit tarvitaan, mukaan lukien puolijohdekiteet, laserkiteet, tuikekiteitä, optiset kiteet, superhard -kiteet, eristyskiteet ja pietsosähköiset kiteet.
Materialatavan kehityksen raja liittyy läheisesti uusiin tekniikoihin, kuten avaruuteen, elektroniikka, laserit, Uusi energian kehitys, ja biolääketiede. Tyypit ja sovellukset kristallimateriaalit ovat erittäin leveitä. Seuraava tuo lyhyesti joitain yleisiä kristallimateriaaleja ja niiden levitysalueita.
01. Puolijohdekite
Puolijohdekiteet ovat puolijohdeteollisuuden tärkeimmät raaka -aineet. Sovellusten leveyden ja merkityksen näkökulmasta, Se vie ensimmäisen ja tärkeimmän aseman kiteisissä materiaaleissa.
Puolijohdekiteitä on kehitetty 1950 -luvulta lähtien. Puolijohdekappaleiden ensimmäinen sukupolvi: germanium (Ge) yhden kiteen ja piin yksittäiset kiteet (Ja), jotka on valmistettu erilaisista diodeista, triodes, kenttävaikutustransistorit, SCR- ja voimakas putki, jne.
Integroitujen piirien nopea kehitys vain tusinasta yksikköpiiristä erittäin suuriin integroituihin piireihin, jotka sisältävät tuhansia komponentteja (ICS) kuin ytimessä, ja paransi huomattavasti integroitujen piirien työtä. Samaan aikaan, Kustannukset vähenevät. Tämä puolestaan edistää integroitujen piirien laajaa soveltamista avaruustutkimuksessa, ydinaseet, ohjuksia, tutka, elektroniset tietokoneet, sotilaallinen viestintävälineet ja siviilikäyttö.
Toisen sukupolven puolijohdemateriaalit ovat yhdisteiden puolijohteita, jotka perustuvat gallium-arsenidiin (GaAs), indium -antimonidi (InSb), ja indiumfosfidi (P-kirjaimessa), joita käytetään pääasiassa korkean taajuuden valmistamiseen, Nopeus- ja suuritehoiset elektroniset laitteet.
Sitä käytetään laajasti satelliittiviestinnässä, matkaviestintä ja optinen viestintä. GAAS- ja indiumfosfidi -puolijohdelaserit ovat tulleet avainlaitteiksi optisissa viestintäjärjestelmissä, ja GAAS-nopean laitteet ovat myös avanneet uudet teollisuuden optisille kuiduille ja matkaviestintälle.
GAA: n raaka -aineet, INP ja muut yhdistelmämateriaalit ovat vähäisiä, ja ne on muodostettava synteesin kautta. Hinta on suhteellisen korkea, Ja ne ovat haitallisempia ympäristölle, tehdä niistä vaikeaa käytettyä ja rajoitettua, ja korvataan vähitellen kolmannen sukupolven puolijohde-materiaaleilla.
Kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalit ovat pääasiassa leveäkaistan puolijohdemateriaaleja, joita edustavat piikarbidi (SiC), galliumnitridi (GaN), sinkkioksidi (ZnO), timantti, ja alumiininitridi (AlN).
Verrattuna ensimmäisen ja toisen sukupolven puolijohdemateriaaleihin, Kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalilla on laaja kaistaväli, Korkea hajoaminen sähkökenttä, korkea lämmönjohtavuus, korkea elektronien kylläisyydenopeus ja korkeampi säteilyvastus.
Siksi, Se sopii paremmin korkean lämpötilan valmistamiseen, korkeataajuus, säteilynkestävät ja suuritehoiset laitteet, ja sitä kutsutaan usein leveäkaistaiseksi puolijohdemateriaaliksi (raon leveys yli 2,2ev), Tunnetaan myös korkean lämpötilan puolijohdemateriaaliksi.
Yleisesti, galliumnitridi, Piekarbidia ja muita materiaaleja kutsutaan laajakaistan puolijohdeksi; galliumnitridi, alumiininitridi, Indiumnitridi ja niiden sekoitettuja kidemateriaaleja kutsutaan nitridipuolisoiksi, tai galliumnitridi, gallium arsenidi, Indiumfosfidia kutsutaan III-V-puolijohteeksi.
Optisia komponentteina käytetään optisia kiteitä, kuten halogenidikiteitä litiumfluori, kalsiumfluori, magnesiumfluori, bariumfluori, Heillä on hyvät siirtoominaisuudet ultravioletissa ja infrapunassa, Joten niitä voidaan käyttää ultravioletti -excimer -lähtöikkunoina lasereille ja joitain IR -lasereita, linssit, prismat, polarisaattorit, aaltolevyt, jne.
Oksidit, kuten Sapphire AL2O3, yttrium Vanadate yvo4, kristalli, jne. Sitä voidaan käyttää myös yllä olevien laserien toimivina ikkunoina, optiset eristimet, verenkierret, Palkinjakot ja optiset polarisaattorit.
Puolijohde yhden kristallipii, germanium, seleeni, gallium arsenidi ja sinkki selenidi, Sinkkisulfidilla on hyvä siirtosuorituskyky Far Infrapuna, ja sitä voidaan käyttää hiilidioksidilaserina (lähtöikkuna, linssi, prisma, jne.)
03. Laserkristalli
Laser on upea “aine”, Ja se on toinen suuri ihmiskunnan löytö atomienergian jälkeen, tietokone- ja puolijohde. Kaikki tietävät, että laserin kirkkaus on erittäin korkea, joka voi tavoittaa 1 miljardia kertaa auringon kirkkaus tai jopa korkeampi;
Laser on erittäin puhdas ja sillä on erinomainen yksivärisuus; Laserilla on vertaansa vailla olevaa kollimaatiota (suoran linjan eteneminen); Välittömät energiapurskeet, jotka voivat tunkeutua ja sulaa jopa vaikeimmat esineet. Siksi, Laseria käytetään laajasti tuotannossa, Elämä ja tieteellinen tutkimus, Ja se on voimakas ase ihmisille tutkia luontoa.
Laitetta, joka tuottaa laseria, kutsutaan laseriksi. Nykyisten eri laserien joukossa, All-Solid-State -laserit ovat lupaavimpia. Laserkristalli, joka voi muuntaa ulkomaailman tarjoaman energian optisen resonaattorin kautta erittäin yhdensuuntaiseksi ja yksiväriseksi laserkidimateriaaliksi, joka on koherentti avaruudessa ja ajassa. Perustuen materiaalit teollisuudelle.
Yleisiä laserkidimateriaaleja ovat neodyymi-seostetut yttrium-alumiini-granaatin kide ND:Yag, neodyymi-seostettu yttriumaadaattikite ND:Yvo4, neodyymi-seostettu litium yttriumfluoridikide nd:YLF, titaani -safiirikide, Ruby -kristalli, jne.
04. Tuikekide
Korkean energian hiukkasten vaikutuksesta, Kiteitä, jotka voivat muuntaa korkeaenergiahiukkasten kineettisen energian kevyeksi energiaksi ja emitehtelettömäksi kutsutaan tuikekiteiksi. Tuikekiteitä voidaan käyttää röntgensäteiden havaitsemiseen, gammasäteet, neutronit ja muut korkeaenergiat hiukkaset.
Tuikekiteisiin keskittyneen havaitsemis- ja kuvantamistekniikkaa on käytetty laajasti ydinlääketieteessä, korkeaenergiafysiikka, turvatarkastus, teollisuuden tuhoamaton testi, avaruusfysiikka ja ydinalan etsintä.
Yleisesti käytettyjä tuikekiteitä viljellään keinotekoisilla menetelmillä, Ja on monia tyyppejä. Nykyisessä, eniten käytettyjä tuikekiteitä ovat Bgo (Vismuttisaksanaatin lyhenne, yleinen nimi BI2O3-beo2 sarjayhdisteet), CSI (cesiumjodidi), PBWO4 (voimakkuus) ja niin edelleen.
05. Erittäin kova kristalli
Timantti, tunnetaan myös nimellä “timantti”, on luonnollinen mineraali ja vaikein aine, jonka tiedetään olevan luonteeltaan. Elementtikide. Timantit, joita löytyy ja louhitaan luonnossa, ovat erittäin harvinaisia. Yleensä, hienot timantit, joiden kokonaispaino on 1 karaatti voidaan saada jokaisesta 4 kuutiometriä rikas malmia. Kristallinkirkas, virheettömät suuret timantit ovat vielä harvinaisempia.
1950-luvulta lähtien, ihmiset ovat tutkineet ja kehittäneet erilaisia synteettisten timanttien menetelmiä, pääasiassa korkea lämpötila ja korkea paine (HTP), kemiallinen höyrysaostus (CVD), ja räjähdys. Sisään 1955, GE käytti korkean lämpötilan ja korkean paineen menetelmää timanttikiteiden syntetisoimiseen ensimmäistä kertaa.
1980-luvulla, maailma aloitti CVD-timanttitutkimuksen nousun, ja kehitti erilaisia valmistusmenetelmiä, kuten kuumalankamenetelmää (Hfcvd), mikroaaltouuni plasma (MPCVD) ja DC kaariplasmasuihku CVD, joka loi pohjan myöhemmille sovelluksille.
Korkea kovuus on yksi timantin monista ominaisuuksista. Käytä timantin erittäin korkeaa kovuutta, se voidaan valmistaa erilaisiksi työkaluiksi, joilla on korvaamaton rooli kiven käsittelyssä, ei-rautametallit, ja vaikeasti työstettävät komposiittimateriaalit (kuten hiilikuitukomposiittimateriaalit). Tehokkaan saavuttamiseksi, tarkka, ympäristöystävällinen käsittely.
Kun kyse on timantista, Se voidaan yhdistää uuden tyyppiseen superhard -materiaalikuubiaboronitridikristalliin, kuutio boorinitride-cbn, sen kiderakenne on samanlainen kuin timantti, sen kovuus on hiukan alhaisempi kuin timantti, Mutta sen lämpöstabiilisuus on paljon korkeampi kuin timantti , on suurempi kemiallinen stabiilisuus rautapohjaisiin metallielementteihin.
Kuutiometrien boorinitride -hioma -hioma suorituskyky on erittäin hyvä, Se ei voi vain olla pätevä vaikeasti jauheiden materiaalien käsittelyyn, mutta parantaa myös tuottavuutta, kemiallinen inertti, ja voi tehokkaasti parantaa työkappaleiden jauhamaa.
06. Pietsosähköinen kristallimateriaali
Kun kristalli altistetaan ulkoiselle voimalle, Kristalli polarisoi ja muodostaa pintavarauksen, jota kutsutaan positiiviseksi pietsosähköiseksi vaikutukseksi; Päinvastoin, Kun kristalli altistetaan ulkoiselle sähkökentälle, Kristalli muodostuu, jota kutsutaan käänteiseksi pietsosähköiseksi vaikutukseksi. Kiteitä, joilla on pietsosähköinen vaikutus, kutsutaan pietsosähköisiä kiteitä, joita on vain kiteissä ilman symmetrian keskustaa.
Varhaisin löydetty pietsosähköinen kide on kristalli (A-SIO2), jolla on taajuuden stabiilisuuden ominaisuudet ja se on ihanteellinen pietsosähköinen materiaali, jota voidaan käyttää resonaattoreiden valmistukseen, suodattimet, muuntimet, optiset ohjaimet, Pinta -akustiset aaltolaitteet ja erilaiset lämpöä, kaasuherkkä, valoherkät ja kemiallisen herkät laitteet, jne. Sitä käytetään myös laajasti ihmisten jokapäiväisessä elämässä, kuten kvartsi tarkkailee, elektroniset kellot, väri -televisiot, Stereoradio- ja nauhurit.
Viime vuosina, Monia uusia pietsosähköisiä kiteitä on kehitetty, kuten litium -niobaatti (LiNbO3) ja kalium -niobate (Knbo3) perovskite -rakenteella. Näiden kiteiden pietsosähköinen vaikutus, Erilaisia laitteita voidaan tehdä, joita käytetään laajasti sotilas- ja siviiliteollisuudessa, kuten sphygmomanometrit, pietsosähköiset näppäimistöt, viivelinjat, oskillaattorit, ultraäänimuuntimet, pietsosähköiset muuntajat, jne.
07. Eristävä kristalli
Tyypillinen esimerkki kiekkojen eristämisestä on Mille -kiekkoja. Kiille on yleinen termi kerrostettuille silikaattimineraaleille. Sillä on eristyksen ominaisuudet, läpinäkyvyys, lämmönkestävyys, korroosionkestävyys, Helppo kuorinta ja joustavuus. Sitä käytetään laajasti moottoreissa, sähkölaitteet, elektroniikka, radiot ja kodinkoneet.
Sillä on tärkeä rooli taloudellisessa ja kansallisessa puolustusrakennuksessa. Vaikka luonnollista kiille on monen tyyppisiä, Teollisuudessa yleisimmin käytetty muskovite -kiille, seuraa phlogopite -kiille.
Luonnollisen kiillevarantojen vähäisyyden vuoksi monissa maissa, erityisen laadukas, suuren mittakaavan kiille, joka ei pysty vastaamaan elektroniikkateollisuuden kehitystarpeisiin, synteettistä kiilleä on tutkittu 1950-luvulta lähtien.
Koska synteettisellä kiillellä on erinomaiset ominaisuudet, kuten puhtaus, läpinäkyvyys, korkean lämpötilan kestävyys, korroosionkestävyys ja sähköeristys, synteettisiä kiille yksittäisiä kiekkoja voidaan käyttää:
① Eristävät telineet erilaisissa tyhjiolaitteissa, kuten kiihdyttimet, ionisaatiokammiot, magnetronit ja elektroniputket, jne. ;
② Ikkunamateriaalit, kuten mikroaaltoputkien ulostuloikkunat, korkean lämpötilan uunin tarkkailuikkunat sekä hapon ja alkalin kestävät ikkunat;
③ Korkeapainekattilan vedenkorkeusmittarit lämpövoimalaitoksissa;
④ Korkean lämpötilan kondensaattorit, platinalangan pintalämpömittarin runko, jne.
Alla kristallileikkausvideo viitteeksi:
https://www.youtube.com/watch?v = va3p7Tirt44
