X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

الکتروسرامیک

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

hhلکتروسرامیک­ها به علت گستردگی کاربردی که در صنایع مختلف دارند، در چند دهه گذشته مورد توجه وسیعی قرارگرفته­اند. این درحالی است که در کشور ما آشنایی چندانی با آنها وجود ندارد. دکتر بیت­الهی، عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران، در گفتگویی با شبکه تحلیل­گران تکنولوژی ایران (ایتان) به معرفی و بیان کاربردها و مزیت­های الکتروسرامیک­ها پرداخته است:

با ایجاد کاربردهای جدید برای سرامیک­های پیشرفته در صنایعی نظیر الکترونیک، کامپیوتر، مخابرات و خودرو، جایگاه بسیار مهمی برای آنها به وجود آمده است. به طور کلی بعد از نیمه­هادی­ها، الکتروسرامیک­ها در رتبه دوم از لحاظ اهمیت قرار دارند.

<!–[if !mso]>
v:* {behavior:url(#default#VML);}
o:* {behavior:url(#default#VML);}
w:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}
<!–[if gte mso 9]> Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA MicrosoftInternetExplorer4 <!–[if gte mso 9]> <!–[if gte mso 10]>
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:\”Table Normal\”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-qformat:yes;
mso-style-parent:\”\”;
mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt;
mso-para-margin:0in;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:\”Calibri\”,\”sans-serif\”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-fareast-font-family:\”Times New Roman\”;
mso-fareast-theme-font:minor-fareast;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:Arial;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}
<!–[if gte mso 9]> <!–[if gte mso 9]>

 

دکتر بیت­اللهی: الکتروسرامیک­ها دارای کاربردهای گسترده در    صنعت بوده و پس از نیمه­هادی­ها در رتبه دوم اهمیت قرار دارند

الکتروسرامیک­ها به علت گستردگی کاربردی که در صنایع مختلف دارند، در چند دهه گذشته مورد توجه وسیعی قرارگرفته­اند. این درحالی است که در کشور ما آشنایی چندانی با آنها وجود ندارد. دکتر بیت­الهی، عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران، در گفتگویی با شبکه تحلیل­گران تکنولوژی ایران (ایتان) به معرفی و بیان کاربردها و مزیت­های الکتروسرامیک­ها پرداخته است:

با ایجاد کاربردهای جدید برای سرامیک­های پیشرفته در صنایعی نظیر الکترونیک، کامپیوتر، مخابرات و خودرو، جایگاه بسیار مهمی برای آنها به وجود آمده است. به طور کلی بعد از نیمه­هادی­ها، الکتروسرامیک­ها در رتبه دوم از لحاظ اهمیت قرار دارند.

دسته­بندی الکتروسرامیک­ها

اگر بخواهیم این مواد را بر اساس هدایت الکتریکی آنها دسته­بندی کنیم، می­توان آنها را به گروه­های زیر تقسیم نمود:

۱٫ الکتروسرامیک­های هادی

۲٫ الکتروسرامیک­های عایق

۳٫ الکتروسرامیک­های نیمه­هادی

۴٫ الکتروسرامیک­های سوپرهادی

۵٫ الکتروسرامیک­های حرارتی

۶٫ الکتروسرامیک­های فروالکتریک:

پیزوالکتریک­ها

پایروالکتریک­ها

الکترواپتیک­ها

۷٫ الکتروسرامیک­های مغناطیسی:

سخت­مغناطیس­ها

نرم­مغناطیس­ها

کاربردهای الکتروسرامیک

این مواد کاربردهای وسیعی را به خود اختصاص می­دهند. در زیر به کاربردهای چند گروه از آنها اشاره شده است:

۱- الکتروسرامیک­های مغناطیسی

در این گروه می­توان از الکتروسرامیک­های نرم­مغناطیس نام برد که به­علت خواص دی­الکتریکی آنها نظیر مقاومت مخصوص الکتریکی بالا و تلفات مغناطیسی کم، کاربردهای بسیار وسیعی را از دهه ۵۰ تاکنون در صنایع الکترونیک به خود اختصاص داده­اند. حوزه فرکانسی کاربرد آنها از فرکانس­های بسیار پایین تا امواج میلیمتری (SHF) گسترش می­یابد. برخی از کاربردهای آنها عبارتند از: هسته­های ترانسفورماتور، هسته­های تطبیق­دهنده امپدانس، هسته­های هد ضبط صوت و ویدئو، میله­های آنتنی، تجهیزات مخابراتی مثل ایزولاتورها، سیرکولاتورها، جایریتورها و برای فرکانس­های بالا در مایکروویو و رادار.

برای مثال به­طور متوسط در هر تلویزیون تولیدی در کشور، حدود ۲ کیلوگرم از این هسته­ها استفاده می­شود که در سیستم تقارب یوک لامپ تصویر، هسته­­های ­ولتاژ و هسته IF و غیره کاربرد دارند. سیستم مخابراتی کشور ما دیجیتال است که در مدارات فیلتر برای این سیستم­ نیز از این فریت­ها استفاده می­شود.

کاربردهای مواد سخت­مغناطیس نیز حدود ۸۰ درصد تولید جهانی آهنربا را به خود اختصاص می­دهد که ساده­ترین کاربرد آنها در نوارهای دور یخچال و بلندگوها است.

۲- الکتروسرامیک­های عایق

الکتروسرامیک­های عایق که دارای کاربردهایی در ولتاژها و فرکانس­های بالا و پایین می­باشند و بعنوان عایق­های الکتریکی در مدارات الکترونیکی و شبکه توزیع جریان الکتریسیته به کار می­روند.

۳- الکتروسرامیک­های حرارتی

این مواد به دو گروه تقسیم می­شوند که در زیر کاربردهای آنها آمده است:

الف) قطعات NTCR یا Negative Temp Coefficient Resistors که با افزایش دما مقاومت آنها کاهش پیدا کرده و با سرمایش قطعه مجدداً به مقدار اولیه خود بر می­گردد. این قطعات می­توانند مثل یک سوئیچ عمل کنند. مثلاً در خودرو برای سنجش دمای بدنه موتور و برای راه اندازی خودکار فن خودرو به کار می­رود. در کاربردهای الکترونیکی برای کنترل عملکرد و تعیین نقطه تثبیت کار ترانزیستورها در اثر تغییر دما، به کار می­روند. این قطعات در تمام سوئیچ­ها و سنسورهای حرارتی که در سیستم­های ایمنی استفاده می­شوند، کاربرد دارند، بدون اینکه تجهیزات کنترل جانبی احتیاج داشته باشند. این مواد چون خود تصمیم­گیر هستند در دسته مواد باهوش قرار می­گیرند.

ب) قطعات PTCR یا Positive Temp Coefficient Resistor که با افزایش دما به یک جهش ناگهانی در اندازه مقاومت خود رسیده و با کاهش دما مجدداً مقدار آن کاهش می­یابد. برای مثال در صنعت خودرو هر اندازه سوخت با هوای ورودی بیشتر ترکیب گردد، احتراق بهتر صورت گرفته و راندمان بالاتر می­رود، پس باید سوخت را تا حد معینی گرم کرد، این کار با استفاده از قطعات PTCR انجام می­­شود که این قطعات به صورت لانه­زنبوری (honeycomb) در آمده و بر سر راه سوخت قرار می­گیرد و از آن جریانی کوچک عبور داده می­شود تا دمایی در حدود ۴۰ تا۵۰ درجه ایجاد شود. به این ترتیب سوخت تبخیر شده و وارد موتور می­شود و احتراق به نحو مناسبی صورت می­گیرد. کاربرد دیگر در حشره­کش­های الکتریکی است که ماده شیمیایی روی این قطعات قرار می­گیرد و در اثر عبور جریان قطعه گرم شده و در حد معینی از دما به صورت کتنرل شده باقی می­ماند و از این طریق ماده شیمیایی نیز تبخیر می­گردد. از کاربردهای دیگر می­توان به سشوارها و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد.

۴- فروالکتریک­ها

در این گروه از مواد، پیزوالکتریک­ها کاربرد وسیعی را در صنایع نظامی، خودرو و پزشکی دارند. در صنعت خودرو، کاربرد اصل آنها در کیسه­های هوا و شتاب­سنج­ها، جرقه­زن­های چاشنی­های انفجاری است. در صنعت هوافضا، تصویربرداری پزشکی و فیزیوتراپی­ها نیز کاربردهای زیادی دارند و یا در خازن­های الکترونیکی نظیر خازن­های چندلایه (MLC) که امکان داشتن ظریفت­های بسیار بالا را در حجم کم فراهم می­نماید.

بعلاوه پایروسرامیک­ها نیز زیرمجموعه­ای از فروالکتریک­ها هستند که خواص الکتریکی آنها تحت تاثیر دریافت انرژی حرارتی در محدوده مادون قرمز تغییر می­کند. براین مبنا امکان تصویربرداری حرارتی (Thermal Imaging) نیز فراهم می­گردد که کاربردهای بسیار مهمی در صنایع نظامی دارد. بعلاوه پایروسرامیک­ها در دزدگیرهای منازل، سیستم­های اطفای حریق اتوماتیک و غیره کاربردهای بسیار زیادی دارند.

همچنین فروالکتریک­ها بعنوان حافظه­های کامپیوتری نیز بکار می­روند

ضرورت توجه به الکتروسرامیک­ها

با توجه به کاربردهای وسیعی که این مواد دارند، اهمیت آنها مشخص می­شود. از طرف دیگر اشتغالی که در اثر تولید این مواد در کشور ایجاد می­شود، تأثیری که در توسعه صنایع الکترونیک کشور دارند، ارزش افزوده بالای این مواد، عدم نیاز به سرمایه­گذاری بالا و مصرف انرژی کمتر در مقایسه با سرامیک­های معمولی، از جمله عوامل دیگری هستند که لزوم توجه کشور ما به این صنعت را گوش­زد می­کنند. به برخی از این عوامل در زیر اشاره شده است:

۱- اشتغال

اشتغالی که در اثر توسعه این صنعت در کشور ایجاد می­شود، قابل مقایسه با سرامیک­های سنتی نیست. زیرا علاوه بر گروه­های متخصصی که در واحدهای صنعتی مشغول به تولید این محصولات خواهند بود، گروه­های دیگری که شامل تیم­های مهندسی هستند محصول این کارخانجات را برای کاربردهای خاص طراحی و تولید می­کنند. بنابراین زنجیره بزرگی از نیروهای تحصیل­کرده در اثر توسعه این صنعت جذب بازار کار خواهند گردید که اکثر آنها را قشر تحصیل­کرده تشکیل خواهد داد. اساساً تولید این نوع محصولات بعنوان محصولات مبتنی بر دانش تلقی می گردد.

۲- توسعه صنایع الکترونیک

با توجه به اهداف برنامه سوم توسعه که یکی از اهداف آن توسعه صنایع الکترونیک در کشور است، باید زیرساخت­های لازم را برای آن ایجاد کرد. تولید الکتروسرامیک­ها در کشور یکی از زیرساخت­های لازم برای توسعه این صنعت است. چون معضلی که تولیدکنندگان در صنعت الکترونیک دارند، قیمت نامناسب و ورود اجناس به صورت قاچاق در کشور است. با تولید اقتصادی این قطعات در کنار دیگر قطعات الکترونیکی در داخل کشور، آنها می­توانند تولیدات خود را با قیمت مناسبی به جامعه ارائه ­دهند و نگران قاچاق نبوده و به بازارهای بین­المللی راه پیدا کنند و توان رقابت داشته باشند.

۳- ارزش افزوده بالا

قیمت محصولات الکتروسرامیکی از ۵-۴ دلار شروع می­شود و تا ۵۰۰-۴۰۰ دلار در هر کیلو می­رسد که سهم بالایی از ارزش افزوده آن به دانش فنی و طراحی مرتبط است. این ارزش افزوده بالا مدیون دانش فنی است و صرفاً مواد اولیه نقش عمده­ای را به تنهایی در قیمت این مواد بازی نمی­نماید. نگرانی از اینکه مواد اولیه باخلوص بالا برای تولید این مواد را در کشور نداریم، نباید باعث شود تا کشور ما وارد این صنعت نشود. چنانچه کشورهایی نظیر کره، تایوان، هنگ هنگ و سنگاپور نیز با همین مسئله روبرو بودند ولی با یک برنامه­ریزی درست و در سایه همکاری­های بین­المللی گام­های بسیار درخشانی را در تولید و عرضه این محصولات در دنیا برداشته­اند.

۴- مصرف انرژی

مصرف انرژی برای تولید این قطعات در مقایسه با سرامیک­های سنتی بسیار کمتر است. زیرا ابعاد قطعات کوچک­تر است.

ضرورت حمایت از بخش خصوصی

به علت حساسیت این مواد و پیچیدگی فرایند تولید، تولید آنها همراه با ریسک بالا است. بنابراین بخش خصوصی به راحتی وارد این صنعت نمی­شود. دولت باید با ایجاد واحدهای نمونه در این صنعت و دادن سوبسیدهای مختلف به آن، باعث شکوفایی آن گردد. بعد از آن بخش خصوصی نیز طبیعتاً وارد عرصه می­شود. در کشورهای پیشرفته نیز صنایع high-Tech از سوبسیدهای مختلف از طرف دولت برخوردار می­شوند تا بتوانند در آینده گسترش یابند و نظر بخش خصوصی را به خود جلب نمایند

 

 

 

منبع :پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر