Cerámica electrónica:
La cerámica electrónica se refiere a diversas cerámicas aplicadas en la tecnología electrónica, específicamente a los materiales cerámicos utilizados en la industria electrónica para la fabricación de componentes y dispositivos electrónicos. Generalmente se clasifican en cerámica estructural y cerámica funcional (principalmente eléctricamente funcional). La cerámica estructural se refiere a los materiales cerámicos utilizados para producir sustratos, carcasas, fijaciones y piezas aislantes para componentes, dispositivos, conjuntos y circuitos electrónicos, también conocidos como cerámica de dispositivos.
Se pueden clasificar en tres tipos: cerámica de vacío, cerámica de sustrato para resistencias y componentes aislantes. Por otro lado, las cerámicas funcionales son materiales cerámicos utilizados para fabricar condensadores, resistencias, inductores, transductores, filtros, sensores, etc., que cumplen una o más funciones en circuitos. Se clasifican en cerámica de condensadores, cerámica ferroeléctrica, cerámica piezoeléctrica, cerámica semiconductora y cerámica magnética.
Los materiales cerámicos electrónicos se caracterizan por sus propiedades eléctricas, magnéticas, ópticas, térmicas y mecánicas, así como por su capacidad de conversión entre estos estados. Sirven como materiales críticos en numerosos campos de alta tecnología, incluyendo electrónica, comunicaciones, control automático, informática, láseres, medicina, maquinaria, automoción, aviación, aeroespacial, tecnología nuclear y biotecnología. Se informa que la cerámica electrónica representa aproximadamente el 70% del valor total de la cerámica avanzada, generando importantes beneficios sociales y una rentabilidad económica sustancial. En consecuencia, se prioriza su desarrollo en países y regiones económicamente avanzados. La cerámica electrónica se puede clasificar por aplicación y funcionalidad en los siguientes tipos: cerámica para dispositivos aislantes, cerámica dieléctrica (principalmente utilizada para condensadores), cerámica semiconductora, cerámica conductora y cerámica superconductora.
Breve introducción a los tipos comunes de cerámica electrónica:
① Cerámica aislante Cerámica
El mecanismo aislante de la cerámica aislante se basa en la estructura de bandas de energía del sólido: la banda llena de electrones se denomina banda de valencia, mientras que la banda libre se denomina banda de conducción. La región entre las bandas de valencia y de conducción se denomina banda prohibida.
Si el ancho de banda prohibida es suficientemente grande (varios eV o más), los electrones en la banda de valencia no pueden excitarse fácilmente para cruzarla hacia la banda de conducción. Esto significa que la migración de electrones es prácticamente imposible, lo que convierte al sólido en un aislante típico.
La cerámica aislante, también conocida como cerámica de dispositivos, es un material cerámico utilizado en equipos electrónicos para el montaje, la fijación, el soporte, la protección, el aislamiento y la conexión de diversos componentes y dispositivos de radio. Presenta baja constante dieléctrica, baja pérdida dieléctrica, alta resistividad dieléctrica, alta rigidez dieléctrica, alta resistencia mecánica, excelente resistencia al choque térmico y un rendimiento estable en condiciones de humedad y frecuencia variables.
Las cerámicas aislantes se cuecen a 1000 °C. Debido a su sinterización incompleta, suelen presentar higroscopicidad y no son aptas como materiales aislantes. Al procesarse con fundentes como la arcilla, a temperaturas superiores a las del agua y con adiciones adecuadas de feldespato a altas temperaturas,
La cerámica aislante cocida a 1200 °C presenta alta densidad y transparencia. Con la llegada de la tecnología electrónica, se adoptó como material aislante, evolucionando posteriormente hasta convertirse en la cerámica industrial metalúrgica y la cerámica química actuales.
Aplicaciones de la cerámica aislante:
Sustratos de circuitos integrados, dispositivos electrónicos
El avance de la tecnología de miniaturización en dispositivos electrónicos posiciona sustratos dentro de circuitos integrados para soportar componentes de película gruesa, interconexiones, elementos de montaje superficial y encapsulamiento. En circuitos de alta potencia, los sustratos también cumplen una función de disipación de calor.
② Cerámica dieléctrica
Las cerámicas dieléctricas pertenecen esencialmente a la misma categoría que las cerámicas aislantes. Sin embargo, a diferencia de estas últimas, las que utilizan principalmente propiedades dieléctricas se denominan cerámicas dieléctricas. Por otro lado, las cerámicas dieléctricas son una clase de cerámica diseñada controlando sus propiedades dieléctricas para lograr constantes dieléctricas altas, bajas pérdidas dieléctricas y coeficientes de temperatura de constante dieléctrica adecuados. Las cerámicas dieléctricas representan el segmento de producción más grande dentro de la cerámica electrónica, y se utilizan principalmente en condensadores cerámicos y componentes dieléctricos de microondas.
③Cerámica piezoeléctrica
La cerámica piezoeléctrica genera efectos piezoeléctricos y encuentra amplias aplicaciones en diversos campos de la producción y la vida cotidiana, desde encendedores hasta transbordadores espaciales. Actualmente, más de cien fabricantes producen materiales y dispositivos cerámicos piezoeléctricos a nivel nacional, lo que genera una intensa competencia. La mayoría de las cerámicas piezoeléctricas contienen plomo. Ante la creciente concienciación medioambiental, la cerámica piezoeléctrica sin plomo representa una tendencia futura inevitable.
La gama de productos de Norke incluye materiales cerámicos especializados, entre ellos: Cerámica eléctrica aislante. Estos productos encuentran amplias aplicaciones en diversas industrias de alta gama, incluidas la electrónica, la maquinaria, los productos químicos, la metalurgia, las nuevas energías y los semiconductores.