I. Диоксид титана высокой чистоты электронного класса
Диоксид титана высокой чистоты электронного класса — это материал с чистотой более 99,5% (обычно требуется 99,9% и выше), специально предназначенный для применения в электронных компонентах, высокотехнологичной электронной промышленности, а также в таких областях, как оптическое стекло и кристаллы. В оптической сфере он используется для изготовления высококачественных продуктов, таких как оптическое стекло с высоким показателем преломления, оптические волокна, лазерные кристаллы и синтетические драгоценные камни.
II. Ключевые характеристики диоксида титана высокой чистоты электронного класса
1. Сверхвысокая чистота
Это наиболее критический параметр, требующий чрезвычайно низкого общего уровня примесей. Устанавливаются строгие ограничения на элементы, вредные для электрических характеристик, такие как щелочные металлы (например, Na, K), щелочноземельные металлы (например, Ca, Mg) и радиоактивные элементы. В условиях высокотемпературного спекания или воздействия электрического поля эти примеси склонны к миграции, что приводит к снижению пробивного напряжения диэлектрического материала или увеличению диэлектрических потерь.
2. Определенные кристаллические формы
Диоксид титана, используемый в электронной промышленности, в основном выпускается в виде анатаза, рутила и композитных форм анатаз-рутил. Различные применения отдают предпочтение определенным кристаллическим формам; например, промышленность PTC склонна отдавать предпочтение диоксиду титана с преобладанием рутила, тогда как промышленность MLCC предпочитает форму анатаза.
3. Физические свойства
К продуктам электронного класса предъявляются строгие требования к распределению частиц по размерам, удельной поверхности, скорости фазового превращения кристаллов и дисперсности частиц. Размер частиц обычно контролируется в субмикронном или нанометровом диапазоне (например, 0,2–1,0 мкм или менее 100 нм), чтобы обеспечить стабильность последующих процессов, таких как литье ленты и усадка при спекании.
III. Основные области применения диоксида титана высокой чистоты электронного класса
Высокочистый диоксид титана электронного качества может быть синтезирован при высоких температурах с использованием таких сырьевых материалов, как карбонат бария и карбонат стронция, для получения керамических материалов, включая титанат бария (BaTiO₃), титанат стронция, титанат кальция, титанат бария-стронция, титанат кальция-меди и цирконат-титанат свинца (PZT), которые широко применяются в электронной керамической промышленности для таких целей, как термисторы (PTC), многослойные керамические конденсаторы (MLCC) и пьезоэлектрическая керамика (PZT). Например, материалы на основе титаната бария, сочетающие свойства термистора с высокой диэлектрической проницаемостью, служат основными базовыми материалами для PTC-термисторов и MLCC-конденсаторов.
Кроме того, этот материал используется в области оптического стекла и кристаллов для производства высококачественных продуктов, таких как оптическое стекло с высоким показателем преломления, оптические волокна, лазерные кристаллы и синтетические драгоценные камни.
IV. Обзор электронной керамической промышленности, использующей высокочистый диоксид титана электронного качества
PTC-термисторы: Основным материалом является керамика на основе титаната бария (BaTiO₃) (чистый BaTiO₃ является изолятором, тогда как BaTiO₃, легированный лантаном или ниобием, становится высокопроводящим полупроводником n-типа). При комнатной температуре его сопротивление очень низкое, что позволяет току свободно протекать; однако, как только температура превышает примерно 120°C, сопротивление возрастает в десятки тысяч раз в течение всего нескольких градусов, эффективно отключая ток. При снижении температуры сопротивление автоматически возвращается в исходное состояние, функционируя как самовосстанавливающийся термочувствительный выключатель. PTC-термисторы обычно используются для защиты от перегрузки по току и для нагрева с постоянной температурой.
Многослойные керамические конденсаторы (MLCC): Основным материалом является керамика на основе титаната бария (BaTiO₃) с высокой диэлектрической проницаемостью. Этот материал обеспечивает высокую емкость; путем укладки сотен или даже тысяч ультратонких керамических слоев MLCC достигают высокой емкости в крошечном корпусе. Они широко используются в таких устройствах, как мобильные телефоны, компьютеры и автомобильная электроника.
Пьезоэлектрическая керамика (PZT): Основным материалом является поляризованная керамика из цирконата-титаната свинца (PZT). Она обладает пьезоэлектрическими свойствами, генерируя электрический заряд на своей поверхности при механическом давлении и подвергаясь физической деформации при подаче электрического напряжения. PZT-керамика обычно используется в таких приложениях, как зажигалки, датчики давления, прецизионные позиционирующие столы, ультразвуковые двигатели и зуммеры.
V. Различия в применении высокочистого диоксида титана электронного качества в секторах PTC и MLCC
В секторе PTC требуется высокая чистота диоксида титана для обеспечения полупроводниковых свойств, в то время как требования к кристаллической форме и размеру частиц относительно гибкие; материал преимущественно находится в рутильной фазе или в определенной смешанно-кристаллической форме. В секторе MLCC требуются чрезвычайно высокая чистота и ультрамелкие однородные размеры частиц; кристаллическая форма обычно преимущественно анатазная или определенная смешанно-кристаллическая форма, чтобы соответствовать требованиям более тонких слоев и миниатюризации.
Применения PTC отдают приоритет полупроводниковым характеристикам, возникающим в результате легирования; хотя чистота сырья критична, существует большая толерантность к размеру частиц и кристаллической форме. Напротив, MLCC требуют чрезвычайно тонких диэлектрических слоев для достижения высокой емкости в крошечном объеме, предъявляя строгие — часто экстремальные — требования к чистоте, размеру частиц, кристаллической форме и стабильности процесса диоксида титана в качестве сырья.
VI. Микро-нано: Сосредоточение на высокочистом диоксиде титана электронного качества, расширение возможностей производства электронной керамики
Полностью осознавая разнообразные требования к высокочистому электронному диоксиду титана в различных секторах электронной керамической промышленности, компания Jiweina разработала ряд специализированных продуктов. Благодаря точному контролю ключевых физических свойств — таких как чистота, кристаллическая фаза и размер частиц — компания эффективно удовлетворяет разнообразные потребности приложений, начиная от электронной керамики (включая PTC-термисторы, MLCC, пьезоэлектрическую керамику PZT и микроволновую диэлектрическую керамику) и заканчивая высокотехнологичными областями, такими как оптическое стекло и кристаллы. СЭМ-изображения, иллюстрирующие морфологию и структуру некоторых из этих продуктов, представлены ниже.
