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陶瓷材料在手机上的应用

发布日期:2016-05-06 10:23    浏览次数:

作者:王远景

一 ,手机的结构工艺特点

现在手机结构工艺越来越复杂,结构尺寸越来越小,

这对外壳材料提出了新的要求。

图片2

图片1

T3PCBM正面 PCBM反面

手机的超薄要求主板器件更小,更薄,
更省电。
二,陶瓷材料的特点,优势
力学特性: 和金属材料相比较,陶瓷的弹性模量大,硬度高(1500HV以上),抗压强度高,但脆性大,抵抗裂纹扩展的能力很低。

化学性能: 陶瓷的化学性能非常稳定,具有良好的抗氧化性和耐热性,此外陶瓷对酸、碱、盐和熔融的有色金属有较强的耐蚀性,不会发生老化。

热性能: 陶瓷材料熔点高(2000℃以上),热硬性可达1000℃;但陶瓷热膨胀 系数和导热系数小,承受温度快速变化的能力差,在 高温剧变时开裂。

电性能: 大多数陶瓷是电绝缘体,随着科学技术的发展,已经出现了具有各种电性能的陶瓷,如半导体陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、超导陶瓷、电光和光学陶瓷等。

光性能: 陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷(铁氧体)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途

三,陶瓷材料应用—-纳米陶瓷
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三,陶瓷材料应用—–纳米陶瓷天线

在陶瓷表面进行金属化,可应用于片式电感、LED封装、半导体封装和陶瓷电子电路、汽车电子电路等通过该技术可以在手机陶瓷盖板上附加NFC天线\RFID天线\无线充电电感线圈等功能,在不占用额外空间的情况下赋予手机新的功能。

三,陶瓷材料应用—-压电陶瓷触摸屏
利用压电陶瓷的机械能-电能之间的转换原理,可以应用到手机触屏上,反应更灵敏,更可靠。

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压电陶瓷触摸屏
三,陶瓷材料应用—-压电陶瓷扬声器
利用压电陶瓷做出的扬声器,尺寸更小,厚度做到1mm以下,且对音腔体积的依赖性小

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三,陶瓷材料应用—-压敏陶瓷电容

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利用压敏陶瓷特性做的电容,要求传统器件向“微”方向发展,要求:体积小,重量轻,能耗低,性能高,易于批量生产,成本低,便于集成化和多功能化。

三,陶瓷材料应用—-其它应用场合序号 功能 原理简介 主要用途

1 电磁屏蔽利用磁性材料(如铁氧体)或导电材料(导电金属层)将手机内部产生的电磁波吸收或消耗掉。防止电磁辐射伤害头部引起疾病等。

2 手机信号增强利用左手材料特性(介电常数和磁导率同时为负),将电磁信号衰减场导入到左手材料中后变成增强场,相当于将较弱的电磁场进行了放大,从而增强了手机天线的灵敏度用于手机信号增强,防止手机接收不到无线电磁波信号导致打不通电话。

3 NFC近场通信工作频率13.56MHz,是在无线射频识别(RFID)和互联网技术的基础上融合演变而来的新技术,利用电磁感应原理读取芯片内容从而交换数据。主要用于10cm内手机数据交换,例如联机玩游戏,或是手机移动钱包,用于小额支付,或是身份识别。

4 无线充电
有四种方式,其中电磁感应方式应用最为成熟,其原理是利用电磁感应原理,在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给用电设备。用于手机等智能设备无线充电,省去了有线缠绕的麻烦。

5 骨传导使用电致伸缩(压电材料)和磁致伸缩原理,将音频信号转换为机械振动,产生振动源,利用声音可以在固体介质中传导的原理,使声波绕过外耳道和中耳道,直接传递到内耳使人听到声音。用于嘈杂环境手机接听,或老人、有听力障碍的人使用。

6 传感器集成 增加独立功能模块,如气敏传感器,可增加气体探测检验功能。如甲醛、煤气、CO、CO2等气敏传感器,可检测危险环境。

7 医用功能 在陶瓷盖板上沉积一层功能涂层,例如杀菌涂层、远红外辐射涂层等。 用于消毒等医用功能。
… … …… ……
四,陶瓷材料发展现状和应用前景

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 关于陶瓷材料,特别是压电,压敏等传感器、执行器等相关学科逐渐形成专门技术学科和技术领域,但其种类多、难度大,共性理论与技术研究还较少。国内外部分院校开设了微执行器课程.

 要求从“三高”到更加强调“三微”。高精度、高速度、高质量微型化、微细化、微纳化

 陶瓷是含高智能的新型功能电子材料,随着材料及工艺的不断研究和改良,陶瓷的技术应用愈来愈广。 陶瓷材料作为机、电、声、光、热敏感材料,在传感器、换能器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用,世界各国都固相反应后而成的多晶体.并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称,是一种能将机械能高度重视压电陶瓷材料的研究和开发。 随着高新技术的发展,陶瓷材料的应用必将越来越广阔。除了用于高科技领域,它更多的是在日常生活中为人们眼务,为人们创造更美好的生活

五,参考文献
 [1].王小雅,曹云峰.新型纤维材料——陶瓷纤维.2012,20(1)
 [2]. 杨宜民.新型驱动器及其应用[M[].北京:机械工业出版社,1998:45-49
 [3] .曲远方.功能陶瓷及应用[M].北京:化学工业出版社,2003:33-55
 [4].信辉.李全禄.新型压电材料的发展应用.硅酸盐通报.2008


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