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电子材料
阅读:10410时间:2010-12-23 09:09:58

  电子材料是指与电子工业有关的、在电子学与微电子学中使用的材料,是制作电子元器件集成电路的物质基础。材料、能源和信息技术是当前国际公认的新科技革命的三大支柱。电子材料处于材料科学与工程的最前沿。电子材料的优劣直接影响电子产品的质量,与电子工业的经济效益有密切关系。一个国家的电子材料的品种数量和质量,成了一个衡量该国科学技术、国民经济水平和军事国防力量的主要标志。

分类

  按用途分:

  结构电子材料——是指能承受一定压力和重力,并能保持尺寸和大部分力学性质(强度、硬度及韧性等)稳定的一类材料;

  功能电子材料——是指除强度性能外,还有特殊性能,或能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料;

  按组成(化学作用)分:

  无机电子材料——以可分为金属材料(以金属键结合)和非金属材料(以离子键和共价键结合);

  有机电子材料——主要是指高分子材料(以共价键和分子键结合);

  按材料的物理性质和应用领域分:

  按材料的物理性质分:导电材料、超导材料、半导体材料、绝缘材料、压电铁电材料、磁性材料、光电材料和敏感材料等。

  按应用领域分:微电子材料、电器材料、电容器材料、磁性材料光电子材料、压电材料、电声材料等;

  传统电子材料与先进电子材料

传统电子材料与先进电子材料分类

发展趋势

  现代电子材料种类繁多,它涉及电子工业所有领域和学科。当前电子材料研究的主要方向是高功能化、超高性能化、精细化、合化和智能化等五个方面,以精细化为核心,主要集中在下列几个方面。

  非晶态金属和非金属材料非晶态金属的铁磁玻璃具有高饱和磁化强度、低矫顽力、高电阻率和低损耗等优异性能,是新一代长寿命、高节能变压器磁芯的理想材料,可使铁磁材料的消耗量减少、能耗下降乃。非晶态非金属材料光电转换效率已高达,是一种非常重要的大面积感光半导体薄膜能源材料。据报道,在硅片上沉积形成多层串联结构,光电转换率的理论值可高达,试验值也达以上,在太阳能电池以及太阳能器件上将有开拓性的应用。

  纳米材料超微细的纳米材料是年代发展起来的一项精细技术。其界面部分的原子排列介于晶态和非晶态之间。利用原位成型和原位烧结技术,使材料的组成粒度和洁净界面在三维空间上可控,从而使纳米材料具有优异的电、磁、光、力、热学等特性,为具有自诊断控制功能,自恢复功能以及分子识别和反应控制功能的智能材料的发展创造了良好的条件。

  纳米材料的扩散系数比普通多晶材料大几个数量级,比单晶大十几个数量级,它的扩散·方向是准各向同性的,它的烧结温度比一般超细粉低℃以上。

  纳米铁的磁化率比多晶纯铁高倍,纳米氧化物陶瓷的断裂应力比普通多晶陶瓷高倍。

  有的纳米复合材料还具有电一光、声一光磁一光、压一光、非线性光学和磁电藉合效应等多功能复合效应,进一步在三维空间上控制纳米材料的微观均匀性,充分利用复合材料的乘积效应,将有可能在光集成、光通讯和其它重要领域,开拓出一大批新型电子器件,具有十分诱人的应用前景。

  液晶材料液晶是一种重要的电子显示材料。

  按分子排列方式,液晶可分向列型、胆街型和近晶型等三种,借助于电流效应或电场效应使其进行显示。

  大容量、高对比度、快响应、宽视角、低功耗、低驱动电压、高可靠、长寿命和丰富的色彩是电子显示用液晶材料的共同要求。

  导电和铁磁聚合物材料金属导电性和铁磁性聚合物的出现,将使现代电子工业进人聚合物新纪元。

  高分子链在结构与功能上的独特作用,使这种导电聚合物只有电导率高、重量轻、不锈蚀、成本低、可塑性好和加工方便等优点,可望在以下方面得到很好的应用高转换效率、高能量密度的光蓄电池,超轻量的电缆、电线、导线和导电浆料,高密一度光记录的光盘和光电元件,汽车、坦克、潜艇和航空器的外壳、防弹装甲以及隐型涂料和温度可调的窗口材料,吸收电磁辐射干扰、防止信息被窃检的计算机和电子仪器外壳的屏蔽材料以及大面积电致变色材料和高灵敏度气体传感材料。

  高温超导材料当今高温超导材料的研制,除继续探索高居里温度、高电流密度和高稳定新材料外,将主要集中于进一步开拓高温超导材料的应用,加速高温超导电子器件的实用化。鉴于超导材料的零电阻、零磁感应强度和绝对抗磁性第三大特征,使它具有十分独特的应用价值。

  复合材料近些年来,复合材料是导致电子材料和电子器件深刻变革的领域之一。按材料复合基体不同,复合材料可分金属基、陶瓷基、聚合物基和纤维增强复合等四种。复合材料不仅是重要的高温结构材料,也是新的电子功能材料。

  超低损耗光纤材料当今世界各国都在开拓光纤通讯新技术。以实现超大容量、无中继传输、长距离通讯。掺稀土或重金属的氟化物玻璃具有从紫外到中红外波段极宽的透光范围,超细超低光损耗透射波长在胖以上的红外光纤将是一种理想的光纤材料。此外,开拓氟化物玻璃纤维在测温、气体和液体的分析检测、传输高能激光及红外图象等方面,已进人实用化研究阶段。

  先进介质材料超高介、超大容量、超小型、低价格、高可靠的电容器材料和永磁材料是当今先进介质材料发展的两个支柱。超大容量、超小型独石电容器的体效率已可与担电解电容器比拟,而超多孔结构的担电解电容器的比容可望得到进一步提高。

  可见,电子材料产业的高速发展,促进了现代科学技术的进步,并对生产力的发展起着越来越重要的作用,同时在各个相关领域产生广泛和深刻的影响。

对环境的要求

  电子材料在做成元器件和集成电路之后,还应具备一致性和稳定性,能够承受各种恶劣的环境.主要表现在以下几方面:

  1. 温度

  2. 压力

  3. 湿度

  4. 环境中的化学颗粒及尘埃

  5. 霉菌和昆虫

  6. 辐射

  7. 机械因素

发展方向

  1 先进电子材料

  纳米材料、仿生智能材料、先进复合材料、生物电子材料等

  2 有机电子材料

  有机导电、压电、光电、磁电等

  3 电子薄膜(主流)

  4 计算机技术与电子材料

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