千讯咨询发布的中国压电陶瓷市场前景调查分析报告显示,随着应用市场领域对器件要求的逐步提高,压电陶瓷技术重点和难点主要包括以下几个方面,未来主要也是朝着这个趋势发展:
(1)无铅压电陶瓷,这是一个存在已久的概念,也被称作是环境协调性陶瓷,是朝向制备、使用、废弃处理过程中不释放有害物质的方向发展,能够减少对环境的污染和人体健康的危害。在目前使用的电子陶瓷材料中,以PZT为基料的占大多数,这是一种性能优越于其他材料的一种,还能够通过掺杂改性和工艺控制来调节材料的电学性能。无铅系压电陶瓷材料目前已经有钛酸钡基、钛酸铋钠基、钛层状结构等系列的研究,其中应用前景最好的当属铌酸盐基无铅压电陶瓷了,这个结果的出现可以说是该研究的一大进步。
(2)压电复合材料,是在上世纪七十年代才开始逐渐发展起来的一种功能复合材料,是将压电陶瓷相和聚合物相按照一定连接方式构成的一种材料。该材料具有低密度、低声阻抗、低介电常数等优势,同时机电耦合系数提高,能够广泛的应用于工业、医疗以及通信领域中。
(3)结构微型化
目前,电子陶瓷材料与微观领域的联系不断深入,其研究范围也正在延伸。基于电子陶瓷的微型化和高性能正在不断出现,比如在微型化技术和陶瓷的薄膜化的联合运用以生产用于信息控制的高效微装置,电子陶瓷机构和装置尺寸减小的趋势是得益于微型化技术发展而出现的。目前元器件研究开发的一个重要目标是微型化、小型化,其市场需求也非常大;片式化功能陶瓷元器件占据了当前电子陶瓷无元器件的主要市场;比如片式电感类器件、片式压敏电阻、片式多层热敏电阻、多层压电陶瓷变压器等。要实现小型化、微型化的话,从材料角度而言,在于提高陶瓷材料的性能和发展陶瓷纳米技术和相关工艺,所以发展高性能功能陶瓷材料及其先进制备技术是功能陶瓷的重要研究课题。
(4)环保无害化
近年来,随着人类社会的可持续发展以及环境保护的需求,发达国家致力研发的热点材料之一就是新型环境友好的电子陶瓷。作为重要的功能材料,被广泛应用于微机电系统和信息领域的新型压电陶瓷,比如多层压电变压器、多层压电驱动器、片式化压电频率器件、声表面波(SAM)器件、薄膜体声波滤波器等器件也不断被研制出来。
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