陶瓷電容器范文

時間:2023-03-13 23:33:17

導(dǎo)語:如何才能寫好一篇陶瓷電容器,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

Abstract: Research progress and development trend of the dielectric materials of multilayer ceramic capacitor at home and abroad in recent years has been summed up, and lead-free high temperature system, including(Bi0.5Na0.5)TiO3, BiScO3-BaTiO3, and(K0.5Na0.5)NbO3 system, which accords with sustainable development of human society and the development trend of the ceramic capacitor is introduced.

關(guān)鍵詞: 多層陶瓷電容器;介質(zhì)材料;無鉛高溫化;研究現(xiàn)狀

Key words: multilayer ceramic capacitor;dielectric materials;lead-free high temperature;research status

中圖分類號:TM53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)29-0318-03

0 引言

多層陶瓷電容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor,MLCC)又稱為獨(dú)石電容器(Mono Lithic Capacitor,MLC),是由電介質(zhì)陶瓷薄膜和內(nèi)電極相互交替重疊而成的一種新型片式元件。實(shí)際上,通常使用的MLCC是由很多單層陶瓷電容器并聯(lián)組成的。其結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。由于具有高的電容量、低的介電損耗、高的抗擊穿強(qiáng)度、優(yōu)良的抗熱震性和耐腐蝕性,目前,多層陶瓷電容器(MLCC)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于廣播電視、移動通信、測量儀器等電子設(shè)備中[2]。而隨著科技的發(fā)展,越來越多的應(yīng)用要求MLCC能夠在極端的環(huán)境下正常工作[3-5]。比如在石油鉆井、汽車工業(yè)和航天航空等領(lǐng)域,MLCC必須在極高的溫度下工作。另外,這些MLCC還必須能夠承受在這些極端環(huán)境下的劇烈沖擊和震動。因此,MLCC面臨著超微型化、超大容量、超薄型化和高可靠、低成本、環(huán)保化(無鉛化)、寬溫高穩(wěn)定性等方面的技術(shù)競爭和挑戰(zhàn)。為滿足MLCC的競爭要求對其介質(zhì)材料也提出了相應(yīng)的要求,即高介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗、低的容溫變化率、耐高溫性和無鉛性。

關(guān)于MLCC的研究進(jìn)展綜述報道已經(jīng)比較多[6-8],而對其介質(zhì)材料研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢的報道還比較少,本文對MLCC介質(zhì)材料的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,重點(diǎn)介紹高溫MLCC介質(zhì)材料并對MLCC介質(zhì)材料的發(fā)展做出展望。

1 鉛基復(fù)合鈣鈦礦體系

50年代Smolenskii等[9]首次發(fā)現(xiàn)Pb基復(fù)合鈣鈦礦介質(zhì)具有鐵電性。鉛基弛豫鐵電體一般為復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu),其化學(xué)通式一般表示為Pb(B’xB”1-x)O3,即在組分上的特征表現(xiàn)為在等同的晶格位置上存在一種以上的離子。在微觀結(jié)構(gòu)上,弛豫鐵電體表現(xiàn)為長程、中程與短程等不同結(jié)構(gòu)層次的結(jié)構(gòu)組元,它們之間所具有的強(qiáng)或弱的相互作用,使其具有不同于普通鐵電體的優(yōu)異性能。從80年代開始,人們對其進(jìn)行了廣泛的研究。其典型體系有(PbLa)(ZrTi)O3(PLZT)[10]、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)[11]、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(PZN)[12]以及它們之間的復(fù)合體系[13]。這些系統(tǒng)表現(xiàn)出較高的介電性能(數(shù)量級在104以上),并具有較低的燒結(jié)溫度。盡管,鉛系弛豫鐵電陶瓷燒結(jié)溫度較低,介電常數(shù)比較大,但在制造過程中系統(tǒng)中大量Pb可能誘導(dǎo)內(nèi)電極中Ag+離子發(fā)生遷移,導(dǎo)致MLCC性能不穩(wěn)定,易老化,可靠性差。此外Pb會對人體與環(huán)境造成極其嚴(yán)重的危害,不適宜全球范圍提倡的綠色電子發(fā)展趨勢,因而該系統(tǒng)正逐步被無公害系統(tǒng)所替代。

2 鎢青銅結(jié)構(gòu)體系

氧八面體鐵電體中有一部分是以鎢青銅結(jié)構(gòu)存在的,由于此類晶體結(jié)構(gòu)類似四角鎢青銅KxWO3和NaxWO3而得名。這一結(jié)構(gòu)的基本特征是存在著[BO6]式氧八面體,其中B以Nb5+、Ta5+為主。這些氧八面體以頂角相連構(gòu)成骨架,從而堆積成鎢青銅結(jié)構(gòu)。主要的鎢青銅結(jié)構(gòu)體系有(SrxBa1-x)Nb2O6基陶瓷[14]、(AxSr1-x)NaNb5O15基無鉛壓電陶瓷(A=Ba、Ca、Mg等)[15]、Ba2AgNb5O15基[16]。

Boufrou等[17]利用四方鎢青銅礦結(jié)構(gòu)鈮酸鍶鹽具有彌散相變的特性,研制出以 KSrNbO3(KSN)為主晶相的材料系統(tǒng),符合X7R特性。此體系的介電常數(shù)高達(dá)3000-5000,但遷移率大的堿金屬離子K+的引入,決定了其可靠性不高的致命弱點(diǎn)[18],另外該體系介質(zhì)損耗大且介電性能不穩(wěn)定。

篇2

高壓部分主要由整流、濾波、高壓開關(guān)管、開關(guān)脈沖形成電路以及過流、過壓保護(hù)和EMC等電路組成。對于電源高壓側(cè)的摩機(jī),大家常常更換高壓濾波電容,但對其容量選擇則有許多不同的意見。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),開關(guān)電源的初級側(cè)高壓濾波電容容量常選擇3pF/W,即當(dāng)開關(guān)電源輸出功率在1W時,此電容為3pF。衛(wèi)視機(jī)功耗常在20w以下,根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)公式,此電容容量可選擇60pF左右,即68pF。我曾試驗(yàn)過將此電容容量增至100pF,效果較68μF稍好,但100μF電容價格要高于68μF電容近一倍。所以建議使用68μF,此時性價比最高。

低壓部分主要是由30V、22V、12V、5V、3.3V各路電壓的高頻整流濾波及電壓反饋光耦等構(gòu)成。因開關(guān)變換器是以脈沖形式向電源汲取電能,故當(dāng)濾波電容器中流過較大的高頻電流時,要求用于開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出整流的電解電容器阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz左右仍不呈現(xiàn)上升趨勢,而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現(xiàn)上升趨勢(見圖2),用于開關(guān)電源輸出整流濾波效果相對較差。同時普通電解電容器溫升相對較高。當(dāng)負(fù)載為突變情況時.用普通電解電容器的瞬態(tài)響應(yīng)遠(yuǎn)不如高頻電解電容器。由于鋁電解電容器在高頻段不能很好地發(fā)揮作用,應(yīng)輔之以高頻特性好的陶瓷電容器或無感薄膜電容器,其主要優(yōu)點(diǎn)是:高頻特性好,ESR低,如MMK5型容量1μF電容器,諧振頻率達(dá)2MHz以上,等效阻抗卻小于0.02Ω,遠(yuǎn)低于電解電容器,而且容量越小諧振頻率越高(可達(dá)50MHz以上)。在鋁電解電容器兩腳上并聯(lián)上高頻特性好的小容量陶瓷電容器或無感薄膜電容器,這樣將得到很好的電源輸出頻率響應(yīng)或動態(tài)響應(yīng)。

對于各電壓支路濾波電容容量的選擇,應(yīng)結(jié)合各路電源負(fù)載的大小及對紋波敏感的程度而做出處置。在此建議如下:

30V:10~22pF/50V電容.并聯(lián)一只O.1μF陶瓷電容器:

22V:470pF/35V電容,并聯(lián)兩只0.1μF陶瓷電容器;

12V:1000μF/35V電容。并聯(lián)兩只0.1μF陶瓷電容器:

篇3

關(guān)鍵詞:三端子電容器;大功率;工藝優(yōu)化

近年,市場的電子設(shè)備都以便攜及多功能為目標(biāo)發(fā)展(如智能手機(jī))。目前智能手機(jī)除電話功能外,還增加了數(shù)碼相機(jī)、游戲、瀏覽網(wǎng)頁和音樂播放多項(xiàng)功能,使電子產(chǎn)品對高速處理器及高速通訊技術(shù)的依賴性提高,伴隨著就是高耗電量,大電池的引入使得搭載元器件的主板體積出現(xiàn)減少,并且電子產(chǎn)品的高性能會增加電子元器件的使用數(shù)量,所以市場上對復(fù)合型貼裝電子元器件和低感抗多層陶瓷電容器(MLCC)的需求會逐漸提高[1-2]。三端子電容器因其特殊的內(nèi)部設(shè)計(jì),其等效串聯(lián)電感(ESL)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)同規(guī)格MLCC,并且內(nèi)部等效電路是T型濾波器,濾波性能高于傳統(tǒng)MLCC,可達(dá)到一個三端子電容器替代多個MLCC的效果,但由于三端子的電容器長軸AB兩個端子(如圖1所示),所以需要對三端子電容器的直流電阻進(jìn)行管控,三端子電容器在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)用中需要通過最大的電流為10A,在這個應(yīng)用環(huán)境中需要將三端子電容器AB兩個端子的直流電阻控制在1.5mΩ的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),以控制三端子電容器的功率達(dá)到減少電容器的工作溫度提高可靠性的效果,所以本文針對10A電流規(guī)格的大功率三端子電容器的內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,探究如何通過調(diào)整產(chǎn)品的內(nèi)部設(shè)計(jì)和工藝使三端子電容器滿足大功率的工作需求。

1試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)材料

X7R特性瓷粉(國產(chǎn)),鎳內(nèi)電極漿料(國產(chǎn)),銅端電極漿料(國產(chǎn))。

1.2試驗(yàn)方法

工藝流程為:瓷漿制備→流延→絲印→疊層→切割→高溫?zé)Y(jié)→封端→燒端→電鍍。制備得到1206尺寸、電容為15nF、額定電壓為100V,AB端貫通電極直流電阻為≤1.5mΩ、額定工作電流為10A工作電流的三端子電容器。

2結(jié)果與分析

2.1鎳電極層數(shù)的影響

三端子電容器面向的是10A大電流的應(yīng)用條件,產(chǎn)品需要滿足AB端貫通電極直流電阻≤1.5mΩ的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)多層陶瓷電容器的等效電路(如圖2所示),層與層之間為并聯(lián)結(jié)構(gòu),所以需要增加產(chǎn)品的內(nèi)部電極層數(shù)降低貫穿電極的直流電阻。根據(jù)1206尺寸電容器的內(nèi)部容積,利用4μm的陶瓷生坯介質(zhì)在電容內(nèi)部設(shè)計(jì)243層貫通電極和2層GND電極制作15nF的三端子電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。可見,制作的產(chǎn)品直流電阻可滿足10A電流的工作要求,但因內(nèi)部開裂只能檢測貫穿電極的直流電阻,無法檢測其電性能。

2.2電容器內(nèi)部開裂的分析與解決

根據(jù)以上產(chǎn)品的設(shè)計(jì),分析產(chǎn)品開裂的原因?yàn)閮?nèi)部電極過于集中,導(dǎo)致電容器在高溫?zé)蓵r內(nèi)部收縮應(yīng)力過大[3]。為緩解電容內(nèi)部金屬電極過于密集導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部開裂的問題,在產(chǎn)品內(nèi)部減少內(nèi)電極金屬層數(shù),并利用此空間作為金屬電極層之間不設(shè)置電極的緩沖區(qū)間(如圖4所示),從而解決產(chǎn)品內(nèi)部開裂的問題。根據(jù)圖3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在貫穿電極層中間增加陶瓷緩沖層,現(xiàn)以去掉10層貫通電極使用一個陶瓷緩沖層進(jìn)行替代,以圖3的設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn),采用以下四種內(nèi)部設(shè)計(jì)方案對三端子電容器進(jìn)行改進(jìn),具體為:1)1個陶瓷緩沖層,233層貫通電極;2)2個陶瓷緩沖層,223層貫通電極;3)3個陶瓷緩沖層,213層貫通電極;4)4個陶瓷緩沖層,203層貫通電極。所制作樣品的具體電性能數(shù)據(jù)見表2。可見,在電容內(nèi)部增加3個及以上的陶瓷緩沖層后可避免產(chǎn)品的開裂問題,可測試產(chǎn)品的具體電性能情況,但因金屬電極層數(shù)的減少導(dǎo)致產(chǎn)品的直流電阻值增加,無法滿足10A大電流的工作要求。

2.3鎳電極連續(xù)性的影響

三端子電容器在高溫?zé)Y(jié)后內(nèi)部金屬電極會形成網(wǎng)狀不連續(xù)的結(jié)構(gòu),增加鎳金屬電極的連續(xù)性可有效降低單層金屬電極的電阻率,從而降低三端子電容器的直流電阻,分析影響金屬電極連續(xù)性的主要原因有:1)印刷時電極漿料的厚度。因MLCC生產(chǎn)時所使用的電極漿料含有機(jī)添加物,在高溫?zé)Y(jié)時會使?jié){料內(nèi)的有機(jī)添加物揮發(fā),如印刷的電極漿料厚度過薄會使金屬電極層的金屬含量不足,導(dǎo)致高溫?zé)Y(jié)后金屬電極層出現(xiàn)嚴(yán)重的不連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2)升溫速度。高溫?zé)Y(jié)時,燒結(jié)窯爐的升溫速度會影響MLCC的金屬內(nèi)電極在高溫下熔融狀態(tài)的時間,金屬電極在熔融狀態(tài)時會導(dǎo)致金屬電極的收縮,如金屬在熔融狀態(tài)的時間過長會造成金屬電極連續(xù)性差的問題(如圖5所示)。使用以上三端子電容器緩沖陶瓷層的第三方案,即3個陶瓷緩沖層和213層貫通電極的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行內(nèi)電極連續(xù)性的改進(jìn),具體方案為:1)使用2μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷,使用升溫速度為2℃/min的普通窯爐進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。2)使用2μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷,使用升溫速度為25℃/min的快速窯爐進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。3)使用7μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷,使用升溫速度為2℃/min的普通窯爐進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。4)使用7μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷,使用升溫速度為25℃/min的快速窯爐進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。所制作樣品的具體電性能數(shù)據(jù)見表3。在相同的內(nèi)部設(shè)計(jì)情況下使用快速窯爐燒成可比普通窯爐燒成的產(chǎn)品直流電阻值下降10%,這是因?yàn)榭焖俑G爐燒成的升溫速度快,在較短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)陶瓷的燒結(jié),縮短了金屬電極在熔融狀態(tài)的時間;使用7μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行鎳電極印刷,可比使用2μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行鎳電極印刷時直流電阻下降16%,因?yàn)殡S著乳膠厚度的增加,印刷的鎳電極層厚度越大,并且印刷外觀缺陷減少[4],這些都有利于改善電極連續(xù)性,降低其直流電阻率。伴隨著鎳電極層連續(xù)性的改善,電容器的容量也隨之上升。

2.4端電極銅層厚度的影響

使用內(nèi)部結(jié)構(gòu)為3個陶瓷緩沖層、213層貫通電極的設(shè)計(jì),以及7μm乳膠厚度的絲網(wǎng)進(jìn)行印刷,升溫速度為25℃/min的快速窯爐進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),對不同端電極銅層厚度的電容器進(jìn)行直流電阻參數(shù)的對比,具體方案為:1)對電容器的端頭使用一次浸封銅漿后,以高溫?zé)Y(jié)固化的方式進(jìn)行外電極銅層的制作。2)對電容器的端頭使用二次浸封銅漿后,以高溫?zé)Y(jié)固化的方式進(jìn)行加厚型外電極銅層的制作。所制作樣品的具體電性能數(shù)據(jù)見表4。使用二次浸封制作方式相對于一次浸封制作方式可增加電容器端頭銅層的厚度,但此方式?jīng)]有使三端子電容器的直流電阻參數(shù)得到有效下降,并不能滿足直流電阻≤1.5mΩ的標(biāo)準(zhǔn)。分析原因?yàn)槎穗姌O銅層在燒結(jié)過程中因漿料中有機(jī)物的排出,會導(dǎo)致燒結(jié)后銅層內(nèi)部形成多孔不致密的結(jié)構(gòu)(如圖6所示),所以在銅漿成分沒有改變的情況下使用二次浸封制作方式增加銅層厚度,不改變銅層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)無法使電容器的直流電阻參數(shù)得到大幅度的下降。根據(jù)以上分析的原理對方案2二次浸封銅層的方式進(jìn)行改進(jìn),先對電容器的銅層進(jìn)行一次浸封,并進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),第一層銅層制作完成后再進(jìn)行第二次銅漿浸封,二次浸封完成后再對銅層進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。這樣可在二次浸封銅漿時將第一層銅層中的孔洞利用銅漿進(jìn)行填充,改善銅層燒結(jié)后疏松多孔的結(jié)構(gòu),減低銅層電阻率(如圖7所示)。具體方案及流程為:一次浸封銅漿→高溫?zé)Y(jié)固化銅層→二次浸封銅漿→二次高溫?zé)Y(jié)固化銅層。所制作樣品的具體電性能數(shù)據(jù)見表5。在增加端電極銅層的厚度的同時也需要將銅層的致密性進(jìn)行改善,才能降低銅層的電阻率,降低產(chǎn)品的直流電阻。

3結(jié)論

1)在高層數(shù)MLCC的內(nèi)部適當(dāng)加入陶瓷緩沖層,可解決MLCC在高溫?zé)Y(jié)后的瓷體開裂問題。2)使用厚乳劑絲網(wǎng)對鎳漿進(jìn)行印刷,并且搭配快速燒結(jié)窯爐可改善電容器鎳電極的連續(xù)性,降低三端子電容器的直流電阻。3)使用二次浸封銅漿的工藝,對燒結(jié)后的銅層表面孔洞使用銅漿進(jìn)行二次填充,改善銅層燒結(jié)后的疏松多孔結(jié)構(gòu),降低三端子電容器的直流電阻。

參考文獻(xiàn)

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篇4

《TRIPS協(xié)定》中提到“自然人和法人應(yīng)有可能阻止由其合法掌握的信息在未得到其同意的情況下,被以違反誠信商業(yè)做法的方式泄露、獲得或使用”。日本《不正當(dāng)競爭防止法》在第2條第1款第4項(xiàng)至第9項(xiàng)中列舉了各項(xiàng)侵犯商業(yè)秘密行為,其中包括侵犯商業(yè)秘密行為中的以不正當(dāng)手段獲取、披露、使用行為;第三人得知商業(yè)秘密為不正當(dāng)獲取時的獲取、使用或披露行為;第三人在善意獲得后,得知該商業(yè)秘密為不正當(dāng)獲取時的使用、披露行為;獲得、使用或披露不正當(dāng)披露的商業(yè)秘密的行為;第三人已知該商業(yè)秘密為不正當(dāng)披露時的使用、披露行為;第三人在善意獲取后,得知該商業(yè)秘密為不正當(dāng)披露時的使用、披露行為。

針對以上六種行為,我們可以將其分為兩大類,即商業(yè)秘密的不正當(dāng)獲取、披露和使用行為,以及通過正規(guī)途徑獲取后的不正當(dāng)使用、披露的行為。每一大類下面又可以再分為三小類。第一大類為商業(yè)秘密的不正當(dāng)獲得的行為,是指以盜竊、欺詐、脅迫或其他不正當(dāng)手段獲取商業(yè)秘密的行為,其中包括:(1)不正當(dāng)獲得商業(yè)秘密,以及使用、披露該商業(yè)秘密;(2)明知存在有不正當(dāng)獲取行為的獲取、使用或披露行為;(3)事前不知,但事后得知存在有不正當(dāng)獲取行為時的使用、披露行為。第二大類為通過正當(dāng)途徑獲取商業(yè)秘密,但不正當(dāng)披露的行為,比如基于雇傭關(guān)系的合法知悉后的不正當(dāng)披露,其中包括:(1)獲取、使用不正當(dāng)披露的商業(yè)秘密的行為;(2)明知存在有不正當(dāng)披露行為的獲取、使用或披露行為;(3)事前不知,但事后得知存在有不正當(dāng)披露時的使用、披露行為。下文將結(jié)合日本司法實(shí)踐中的案例,具體解析上述兩大類行為。

一、兩類侵犯商業(yè)秘密行為的具體解析。

(一)商業(yè)秘密的不正當(dāng)獲得行為。

1. 不正當(dāng)獲得商業(yè)秘密,以及使用、披露該商業(yè)秘密。

日本《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第4項(xiàng)規(guī)定“以盜竊、欺詐、脅迫和其他不正當(dāng)手段獲取商業(yè)秘密的行為,以及對獲取的商業(yè)秘密的使用行為,披露行為(包括在保守秘密的同時向特定的人披露)”。也就是說,侵犯商業(yè)秘密的第一項(xiàng)行為就是,使用不正當(dāng)手段獲取商業(yè)秘密的行為,以及利用和披露上述商業(yè)秘密的行為。

在解釋“不正當(dāng)行為的時候”,是以“盜竊、欺詐、脅迫”作為“其他不正當(dāng)手段”的列舉來解釋的。但是由于考慮到“其他不正當(dāng)手段”的定義曖昧,其適用范圍過于廣泛,有可能會對正常的商業(yè)交易帶來阻礙,為此,“不正當(dāng)手段”通常解釋為相當(dāng)于“盜竊、欺詐、脅迫”等社會危害性極大的行為a。在這里“不正當(dāng)手段”沒有僅僅局限于刑法法規(guī)中的行為,應(yīng)該從社會常識的角度來看,具有違法性的惡都納入其中,也就是通常所說的違反“公序良俗”的行為b。由于這些行為本身具有隱蔽性,要原告舉證被告采取了不正當(dāng)手段獲取商業(yè)秘密,是比較困難的。

因此,在此項(xiàng)侵犯行為的認(rèn)定中,日本采用的往往是接觸加相似,并排除合法來源的認(rèn)定思路。

(1)接觸。

在接觸這一事實(shí)過程中,日本的司法實(shí)踐認(rèn)為,原告甚至不用列舉具體的接觸證據(jù),只要證明顯而易見的接觸機(jī)會同樣也可以被作為認(rèn)定接觸事實(shí)的考慮因素之一。例如,在大阪地裁關(guān)于“陶瓷電容器積層機(jī)等的電子數(shù)據(jù)事件”(以下簡稱“陶瓷電容器事件”一案中,首先,被告A與B曾是原告公司的職工,擔(dān)任陶瓷電容器積層機(jī)及印刷機(jī)的設(shè)計(jì)工作。就其工作性質(zhì)而言,是需要接觸到涉案的商業(yè)秘密的。其次,原告公司職工曾目擊被告A用筆記本電腦長時間接續(xù)公司主機(jī)進(jìn)行操作,之后將該筆記本電腦帶回家中。

從上述事實(shí)可以看出,被告A完全有機(jī)會在沒有得到原告公司的允許之下,將原告公司的數(shù)據(jù)復(fù)制,并帶回家中。據(jù)此,法院認(rèn)定了被告接觸商業(yè)秘密的事實(shí)。

(2)相似。

在相似性的判斷上,日本司法實(shí)踐中非常重視實(shí)質(zhì)內(nèi)容上的相似。也就是說,即便從外觀上看上去具有差異性,但只要兩者實(shí)質(zhì)內(nèi)容相一致,也可以被認(rèn)定為相似。在“陶瓷電容器事件”一案中,盡管兩者圖紙?jiān)谖淖肿煮w、大小等方面具有差異性,但由于實(shí)際所記載的尺寸、加工記號等信息完全一致,而且有很大部分屬于設(shè)計(jì)者可以自由設(shè)計(jì)空間的內(nèi)容也完全一致,因此法院認(rèn)定兩者具有高度一致性。

(3)合法來源。

日本對于合法來源抗辯的規(guī)定,沒有用明文規(guī)定有關(guān)“自行開發(fā)”和“反向工程”的情況,僅在《不正當(dāng)競爭防止法》第19條第6項(xiàng)中規(guī)定,“第2條第1款第4至第9項(xiàng)的不正當(dāng)行為,如果是由于交易而獲得的(在其交易時,不知道或者在沒有重大過失未曾得知該商業(yè)秘密存在有不正當(dāng)獲取或者不正當(dāng)披露的行為),在其交易所取得的權(quán)限范圍內(nèi)可以繼續(xù)使用或者披露。”在“陶瓷電容器”一案中,由于開發(fā)原告的產(chǎn)品需要3-4個月時間,而被告僅僅在離職40天后就傳真兩張具有相似技術(shù)信息的圖紙訂購零部件,因此被告根本不具備自行開發(fā)的時間,也沒有合理獲得商業(yè)秘密的來源。另外,從邏輯上判斷,專門從原告電腦中改變字體打印兩張圖紙,不如花15分鐘將涉案6000張圖紙的電子數(shù)據(jù)復(fù)制在DAT磁帶中更為便捷。而且原被告都認(rèn)定僅僅擁有一部分設(shè)計(jì)圖是沒有意義的,如果沒有整體的設(shè)計(jì)圖,基本上沒有利用價值,因此,根據(jù)合理性和邏輯性的判斷,依據(jù)原告舉證的兩張圖紙,法院認(rèn)定被告從原告處不正當(dāng)獲取了6000張技術(shù)圖紙的電子數(shù)據(jù)。

(4)反向工程抗辯。

日本在法律中雖然沒有對“反向工程抗辯”

作出規(guī)定,但在判例當(dāng)中有所體現(xiàn)。在“陶瓷電容器事件”一案中,盡管法院通過分析進(jìn)行反向工程的時間的可能性否定了被告關(guān)于反向工程的抗辯,但從中可以看出,法院并沒有要求被告提供進(jìn)行了反向工程的證據(jù)。也就是說,如果存在有反向工程的可能性,即便被告不提交相關(guān)的證據(jù),也可能適用反向工程抗辯。

2. 第三人明知存在有不正當(dāng)獲取的行為,仍然獲取、披露、使用商業(yè)秘密。

日本《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第5項(xiàng)規(guī)定,“知道或者因重大過失未能知道有關(guān)商業(yè)秘密存在不正當(dāng)?shù)墨@取行為時仍然獲取該商業(yè)秘密的行為,以及對該商業(yè)秘密的使用或者披露行為”。

在該項(xiàng)行為中,知道或者有重大過失未能知道存在有第2條第1款第4項(xiàng)的不正當(dāng)獲取行為,第三人獲得該商業(yè)秘密,以及使用、披露該商業(yè)秘密的行為。其中的明知或者因重大過失未能得知的“轉(zhuǎn)得”,與第8條的行為是相通的,其主觀要件非常重要。日本的《不正當(dāng)競爭防止法》

中,對于故意和重大過失

的主觀方面做出了規(guī)定,而大多數(shù)國家在刑事立法中,關(guān)于主觀罪過方面一般只規(guī)定了故意,而不處罰過失行為。這里,判斷“明知或者因重大過失未能得知”的要件主要是基于對商業(yè)秘密交易的安全性的考慮。 如在明知需要保護(hù),而故意沒有進(jìn)行保護(hù);或者交易過程中嚴(yán)重懈怠保密的注意義務(wù),也視為故意。所謂重大過失,是指違反注意義務(wù)程度嚴(yán)重的過失,即具有最低注意能力的一般人均可以預(yù)見而行為人由于疏忽大意等原因沒有預(yù)見,沒有注意到自己的行為會侵犯他人的商業(yè)秘密權(quán)。這種注意義務(wù)只要求注意到自己的行為可能侵犯他人商業(yè)秘密權(quán)即可,不要求注意到受侵害的權(quán)利人是誰,也不要求知道之前的侵權(quán)人是誰。

在“陶瓷電容器事件”一案中,通過被告B供述,被告公司本為休眠公司,被告公司代表與被告A、被告B商量決定,被告公司代表出資,被告A與被告B從原告公司離職,一起從事陶瓷電容器積層機(jī)的制造銷售活動,并在工商登記處將被告公司的經(jīng)營范圍中加入“電子零部件制造機(jī)器的企畫開發(fā)、設(shè)計(jì)、加工、銷售及進(jìn)出口”,以及“電子零部件制造機(jī)器的租賃、租借及咨詢”等內(nèi)容。之前與精密機(jī)械的制造無關(guān)系的被告公司代表,在與被告A與被告B接觸后,開始出資生產(chǎn)陶瓷電容器積層機(jī)及印刷機(jī)的制造銷售活動。另外,通過辯論得知,陶瓷電容器積層機(jī)及印刷機(jī)的顧客群限于陶瓷電容器的生產(chǎn)廠家,是一種特殊的機(jī)器,為此被告也供述因?yàn)橐N售給原告的客戶,所以不銹鋼板的形狀是相同的。通過以上的事實(shí)與證據(jù)可以推斷,被告A及被告B對被告公司代表表示,可以利用原告公司的商業(yè)秘密的電子數(shù)據(jù)在短時間內(nèi)生產(chǎn)出與原告公司相同的陶瓷電容器積層機(jī)及印刷機(jī),然后將其銷售給原告客戶即可獲利,并希望被告公司出資,被告公司則應(yīng)其要求進(jìn)行了出資。因此認(rèn)定,被告公司在明知道被告A及被告B在沒有經(jīng)過原告公司的允許下以不正當(dāng)手段復(fù)制獲得了原告公司的商業(yè)秘密,即判斷被告公司作為第三人在該案過程中具有惡意成分。

3. 事前未知,事后得知該商業(yè)秘密存在有不正當(dāng)獲取行為時,仍惡意使用、披露的行為。

日本《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第6項(xiàng)中規(guī)定:“在取得有關(guān)商業(yè)秘密之后,知道或者因重大過失未能知道該商業(yè)秘密已經(jīng)存在不正當(dāng)獲取行為,而使用或者披露該商業(yè)秘密的行為”屬于不正當(dāng)競爭行為。也就是說,第三者在獲取商業(yè)秘密的時候?qū)τ诖嬖谟胁徽?dāng)獲取行為的事實(shí)不知曉,或者在該認(rèn)知過程中并無重大過失,但獲取后,在明知或者由于重大過失未能得知存在有不正當(dāng)獲取行為的事實(shí)下,仍然使用或者披露該商業(yè)秘密的行為。由于要證明在商業(yè)秘密獲取時存在有明知或者重大過失未能得知的事實(shí)非常困難,所以該條通過對事后的不正當(dāng)競爭行為進(jìn)行規(guī)定,可以彌補(bǔ)此處的舉證難題。

比如,當(dāng)侵犯人利用商業(yè)秘密實(shí)施侵犯行為的時候,商業(yè)秘密所有人對其進(jìn)行警告、或者通過訴狀的傳達(dá)、抑或商業(yè)間諜的媒體報道等,都可以作為事后得知的證據(jù)。該條與第2條第1款第4項(xiàng)和第5項(xiàng)不同,是針對商業(yè)秘密獲取后的不正當(dāng)競爭行為,該條中的不正當(dāng)競爭行為只有“使用”和“披露”,而沒有“獲取”。

(二)通過正當(dāng)途徑獲取商業(yè)秘密,但不正當(dāng)披露的行為。

1. 不正當(dāng)目的的使用和披露行為(信義規(guī)則違反)。

《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第7項(xiàng)規(guī)定:“對保有商業(yè)秘密的經(jīng)營者(以下稱‘保有者’)所示商業(yè)秘密,以謀求不正當(dāng)競爭或謀求其他不正當(dāng)利益為目的,或者出于對保有者加以損害的目的,使用該商業(yè)秘密的行為或者披露的行為”屬于不正當(dāng)競爭行為。

侵犯商業(yè)秘密的第四種類型,是指商業(yè)秘密獲取的行為本身并不存在不正當(dāng)手段,但將該商業(yè)秘密用于不正當(dāng)目的的使用與披露行為。也就是說,將商業(yè)秘密所有人所擁有的商業(yè)秘密用于謀取不正當(dāng)?shù)睦?或者以損害他人為目的(統(tǒng)稱為圖利加害目的)的使用、披露行為。在該類型中,“圖利加害目的”是一個主觀要件,其中包括兩方面的內(nèi)容:一是不正當(dāng)目的的使用、披露行為;二是違反法律規(guī)定的保密義務(wù)的使用、披露行為。也就是說,不僅包括指違反所有人所示的商業(yè)秘密的保密約定,背信棄義的行為,還包括類似的惡意使用與披露行為。

另外,在競業(yè)禁止義務(wù)方面,盡管沒有明文規(guī)定,日本學(xué)者通常認(rèn)為,離職后誠信原則仍存在,不能妨礙員工的正常經(jīng)濟(jì)性及社會性活動。

因此,在日本實(shí)務(wù)中,一般會在合理范圍內(nèi)通過雇傭合約對競業(yè)禁止進(jìn)行明文約定,而競業(yè)禁止條約是否有效通常會在法院判斷“是否在合理范圍內(nèi)”才能最后定奪。法院判斷競業(yè)禁止時所考慮的因素通常包括:雇主是否是基于合法正當(dāng)?shù)睦嬷霞s定競業(yè)禁止義務(wù)條款的;是否是當(dāng)事人真實(shí)意圖的體現(xiàn);競業(yè)禁止的期限,地域范圍以及雇員是否會因此遭受損失,或者其生計(jì)是否會受到影響;以及競業(yè)禁止的約定對社會造成的影響如何等。如果法院經(jīng)過衡量,發(fā)現(xiàn)該競業(yè)禁止條款是雙方真實(shí)意圖的體現(xiàn),對雇員并沒有帶來損失,雇傭人要求保護(hù)的利益是合理的,而且并沒有違反任何公序良俗,那么通常會認(rèn)為該約定是有效。否則就無效。

2. 明知存在有不正當(dāng)披露行為的獲取、使用、披露行為。

日本《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第8項(xiàng)規(guī)定:“知道或者因重大過失未能知道對方是不正當(dāng)披露商業(yè)秘密(包括前項(xiàng)規(guī)定的披露行為,以及違反應(yīng)該保密的法律上的義務(wù)而披露商業(yè)秘密的行為,以下同)或者其商業(yè)秘密已經(jīng)存在不正當(dāng)?shù)呐?而獲取該商業(yè)秘密的行為,以及對商業(yè)秘密使用或者披露行為”屬于不正當(dāng)競爭行為。

侵犯商業(yè)秘密行為的第五種類型主要是指,在明知或者因?yàn)橹卮筮^失未能得知存在有第2條第1款第7項(xiàng)所規(guī)定的不正當(dāng)披露行為(包括違反保密約定)后,仍然獲取、使用或披露該商業(yè)秘密的行為。該條所規(guī)定的行為與第2條第1款第5項(xiàng)所規(guī)定的行為相同。

3. 事前未知,事后得知該商業(yè)秘密存在有不正當(dāng)披露行為時,仍惡意使用、披露的行為。

日本《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第9項(xiàng)規(guī)定:“在取得商業(yè)秘密之后,知道或者因重大過失未能知道對方是不正當(dāng)?shù)嘏渡虡I(yè)秘密,或者其商業(yè)秘密已經(jīng)存在不正當(dāng)?shù)呐?而使用該商業(yè)秘密的行為或者披露該商業(yè)秘密的行為”

屬于不正當(dāng)競爭行為。

侵犯商業(yè)秘密行為的第六種類型主要是指,第三者在獲取商業(yè)秘密之后,得知或者由于重大過失未能得知該商業(yè)秘密存在有不正當(dāng)披露行為時,仍然使用或者披露所取得商業(yè)秘密的行為。

比如,在獲取商業(yè)秘密之后,受到商業(yè)秘密所有人的警告得知該商業(yè)秘密存在有不正當(dāng)披露的時候,仍然繼續(xù)使用和披露商業(yè)秘密的行為。該條所述行為基本上與第6項(xiàng)所述行為相類似,規(guī)定的是事后知悉的情況。在該條中沒有規(guī)定商業(yè)秘密的獲取行為,另一方面是從保護(hù)善意的第三人,確保交易的安全的角度出發(fā),也規(guī)定有例外的情況(第11條第1款第6項(xiàng))。

二、司法實(shí)踐中的例外原則。

盡管日本《不正當(dāng)競爭防止法》中對事先不知,但事后知曉該商業(yè)秘密存在有不正當(dāng)獲取、披露行為時,仍然使用、披露該商業(yè)秘密的行為屬于不正當(dāng)競爭行為進(jìn)行了規(guī)定,但同時,又在第19條第1款第6項(xiàng)中規(guī)定,如果是善意且無重大過失通過交易獲取商業(yè)秘密者,即便轉(zhuǎn)換成為事后知曉的第三人,在其已經(jīng)獲得的權(quán)限范圍之內(nèi),仍然可以繼續(xù)使用、披露該信息。也就是說,只要在原有的權(quán)限范圍內(nèi)的使用和披露,將不成為《不正當(dāng)競爭防止法》所規(guī)定的停止請求、損害賠償以及刑罰的對象。這是因?yàn)槿毡舅痉ń缯J(rèn)為,如果完全依據(jù)第2條第1款第6條和第9條的規(guī)定,就有可能對使用商業(yè)秘密有關(guān)的交易活動產(chǎn)生影響,從而使該交易萎縮。雖然并沒有規(guī)定該交易是有償還是無償?shù)?但只要交易者證明“通過正當(dāng)交易獲得”,而且被法院認(rèn)可該

信息的獲得是通過支付一定代價所獲得的,即可以在原有的權(quán)限范圍內(nèi)繼續(xù)使用和披露c。 三、啟 示。

綜上所述,關(guān)于日本侵犯商業(yè)秘密行為,主要由日本《不正當(dāng)競爭防止法》第2條第1款第4至第9項(xiàng)的六種行為構(gòu)成。這六種行為又分別可以分為不正當(dāng)獲取商業(yè)秘密的行為以及正當(dāng)獲取后的不正當(dāng)使用和披露行為兩大類。

我國《反不正當(dāng)競爭法》第10條中規(guī)定了商業(yè)秘密侵犯行為,其中包括:以盜竊、利誘、脅迫或者其他不正當(dāng)手段獲取權(quán)利人的商業(yè)秘密;披露、使用或者允許他人使用以前項(xiàng)手段獲取權(quán)利人的商業(yè)秘密;違反約定或者違反權(quán)利人有關(guān)保守商業(yè)秘密的要求,披露、使用或者允許他人使用其所掌握的商業(yè)秘密;第三人明知或者應(yīng)知前款所列違法行為,獲取、使用或者披露他人的商業(yè)秘密。

對于商業(yè)秘密的侵犯行為,與我國《反不正當(dāng)競爭法》相比,日本《不正當(dāng)競爭防止法》

中增加了對于善意第三人的規(guī)定和法律適用的規(guī)定。基于對《TRIPS協(xié)定》的理解,其中提到“自然人和法人應(yīng)有可能阻止由其合法掌握的信息在未得到其同意的情況下,被以違反誠信商業(yè)做法的方式泄露、獲得或使用”,可以看出,兩國關(guān)于侵犯商業(yè)秘密的行為的規(guī)定都是以《TRIPS協(xié)定》關(guān)于商業(yè)秘密侵犯的內(nèi)容為基礎(chǔ)并進(jìn)行細(xì)化延伸而制定的。

關(guān)于兩國在第三人侵犯商業(yè)秘密行為的規(guī)定上的不同,并不是說法律規(guī)定的越細(xì)致那么該法律就更為完善。

首先,關(guān)于兩國關(guān)于侵犯商業(yè)秘密行為都是采用的非窮盡的列舉方式,也就是說,無論是中國的法律或者日本的法律,都無法列舉所有的不正當(dāng)行為。判斷一個行為是否正當(dāng),只有具體到司法實(shí)踐當(dāng)中的某一項(xiàng)手段是否正當(dāng),通常也應(yīng)該是根據(jù)當(dāng)時的時代背景,商業(yè)倫理結(jié)合具體的時間、地點(diǎn)及案情來綜合判斷的d。

其次,商業(yè)秘密保護(hù)制度的宗旨在于“制止不正當(dāng)競爭,維護(hù)商業(yè)道德”, 也就是說,判斷正當(dāng)與不正當(dāng)?shù)男袨?根本在于商業(yè)秘密的價值性上,也就是說商業(yè)秘密的所有人為了獲得或開發(fā)該商業(yè)秘密時,花費(fèi)了相應(yīng)的努力和精力,從而在市場上占據(jù)了一定的優(yōu)勢地位,獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)利益的回報。而此時如果有競爭者以不正當(dāng)?shù)氖侄潍@取該商業(yè)秘密,就可以減少甚至剝奪商業(yè)秘密所有者通過自身努力所得來的利益。但只要是競爭者通過獨(dú)立開發(fā)、反向工程等合法途徑獲得的商業(yè)秘密,也可以成為商業(yè)秘密的合法所有人。而商業(yè)秘密保護(hù)制度旨在制止那些通過不正當(dāng)手段,不勞而獲獲得商業(yè)秘密的行為。

也就是說,如果“沒有花費(fèi)時間和獨(dú)立的開發(fā)商業(yè)秘密,那么就是不正當(dāng)?shù)男袨?除非所有人的自動披露或者沒有采取合理的措施維護(hù)其秘密性”e。

為此,可以認(rèn)為,日本的法律中,雖然對第三人的事后知曉商業(yè)秘密的獲得或者披露中存在有不正當(dāng)?shù)男袨?仍然繼續(xù)披露、使用的行為做了相關(guān)規(guī)定,但該規(guī)定并沒有超出《TRIPS協(xié)定》規(guī)定的不正當(dāng)行為的范圍。

另外,日本司法實(shí)踐中對侵犯商業(yè)秘密認(rèn)定還有一些值得我國司法實(shí)踐借鑒之處:

篇5

關(guān)鍵詞:電容器;片式鉭;高速高密度PCB

電容器作為電路中最基本的元件之一,濾波隔直是它在電路運(yùn)用中的主要作用。其作用原理是通過電容器的充電和放電的特性來濾除電路的一系列干擾。在實(shí)際運(yùn)用中,電容器諸多基本特性常常會對其在電路中的實(shí)際效果造成很大影響,所以探討對電容器的選擇具有十分重要的理論和實(shí)際價值。

一、電容器的類型

電容器的種類有很多種,不一樣的分類方法也有不一樣的結(jié)果。根據(jù)制造材料和工藝的區(qū)別,一般可以分為以下幾類:瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容、聚丙烯電容、陶瓷電容器、云母電容器等等。這些電容器各有其特點(diǎn),以滿足實(shí)際運(yùn)用中各種不同的需要。

電容器按其應(yīng)用分類,一般可以分為以下四種常見的應(yīng)用類型:旁路、濾波、調(diào)諧、交流耦合(通交流隔直流,由于電容器阻隔直流信號通過的特性,電容器常用來過濾信號直流的部分,只留下交流的信號,稱為交流耦合,用在交流耦合用途的電容器會有較大的電容量,其電容值不需很精確,但在信號交流成分流過時,電容需有較低的感抗值)。

二、不同電路中對電容器的選擇

由于片式電容器的寄生電感幾乎為零,相對于傳統(tǒng)電容器的寄生電感而言有巨大的優(yōu)勢所在,因此,現(xiàn)如今片式電容器的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。在此主要就不同電路中對片式電容器的選擇作簡單的分析。

1 濾波電路中對片式鉭電容器的選擇

片式鉭電容器作為濾波電路中運(yùn)用最為廣泛的電容器,在電路中過濾掉直流信號中的交流雜波有很好的效果。但是面臨具體的選擇時,我們一定要注意,電路中可能存在的交流紋波雜波的頻率不同,不同阻抗等級的電容器要適合不同的紋波頻率濾波要求,所以,為了確保最佳的濾波效果,務(wù)必要根據(jù)電容器容量和頻率以及阻抗大小來選擇電容器的種類和電容器阻抗值的高低。

2 脈沖充放電電路中對片式鉭電容器的選擇

在脈沖充放電電路中,片式鉭電容器通常都被用來作電路的二級或次級瞬時電源,該電容器通常都具有較大的容量和較高的額定電壓。根據(jù)相關(guān)的理論,我們得知當(dāng)電容器的漏電流較大時,其實(shí)際的耐壓就會下降,絕緣電阻也必然伴隨著下降,也可以理解為,實(shí)際漏電流更小的電容器的實(shí)際耐壓將更高,電容器的可靠性也將更好。所以,挑選時選擇實(shí)際漏電流相對較小的片式鉭電容器能很好地保證可靠性達(dá)到實(shí)際的要求。

三、高速高密度PCB中對電容器的選擇探討

現(xiàn)如今,高速高密度已經(jīng)成為電子產(chǎn)品發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。與傳統(tǒng)的PCB設(shè)計(jì)相比較而言,新型的高速高密度的PCB面臨著諸多新的挑戰(zhàn),而挑戰(zhàn)也意味著機(jī)遇。與此相對應(yīng)的,對于新型的高速高密度PCB所要使用的電容器而言,也有了更多的新要求,傳統(tǒng)的電容器已經(jīng)無法適用于高速高密度的PCB。因此,為了適應(yīng)新的發(fā)展要求,在此很有必要探討一下新一代及未來電容器發(fā)展的一些問題和方向。

1 電容器高頻應(yīng)用時寄生參數(shù)的影響

研究表明,高速電路必須按照高速電路來設(shè)計(jì)才能有效運(yùn)用。因此,高頻性能好以及占有空間的更小是高速高密度PCB環(huán)境下對電容器的基本要求。在這之中,寄生參數(shù)的影響十分重要,必須切實(shí)的考量如何減少寄生參數(shù)的影響,尤其是等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感。

2 符合高速高密度PCB應(yīng)用要求的電容器的特點(diǎn)

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    閃光燈是一個用途非常廣泛的輔助工具,它是攝影光源的一種,當(dāng)拍照時,周圍環(huán)境的自然光源(日光)或人工光源(燈光等)不足的時候,閃光燈就成了彌補(bǔ)這一不足的機(jī)動光源。各種相機(jī)內(nèi)置或外加的萬次閃光燈,最通用的都是通過振蕩和變壓器升壓,經(jīng)電容器儲存能量,在需要的瞬間釋放并感應(yīng)出高壓,激發(fā)惰性氣體發(fā)出脈沖光源,從而獲得極強(qiáng)的瞬時功率。

    以高亮度LED為閃光燈源的低壓閃光燈的出現(xiàn),給傳統(tǒng)的閃光燈帶來一個革命性的變化。低壓閃光燈不需要振蕩電路、不需要升壓變壓器和儲能大電容器,F(xiàn)lash LED只需要3.5—4.5V的直流電壓、100mA的電流就可使其發(fā)出2000mcd—3000mcd的高亮度光線,照亮需要輔助光的被攝主體。LED低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積特小,特別適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和手持設(shè)備,因此將贏得整個手持影像產(chǎn)品市場的青睞。

    高壓閃光燈電路

    目前常用的閃光燈電路大多是高壓閃光燈電路,它由振蕩電路、升壓變壓器、儲能大電容器、高壓線圈、惰性氣體閃光燈組成,典型電路圖如圖1。

    低壓閃光燈方案

    低壓閃光燈的電路十分經(jīng)濟(jì),主要由升壓、穩(wěn)壓的電荷泵、Flash LED(LED閃光燈)、閃光控制開關(guān)組成。如圖2所示。

    低壓閃光燈優(yōu)勢

• 低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積特小;

• 具備多種閃光燈模式,即自動閃光、脈沖閃光、連續(xù)單閃光、消除紅眼閃光,還可作為DVC的照明;

• 整個電路主要由電荷泵和Flsah LED組成;

• 不需要高壓,省去升壓變壓器和儲能大電容器;

• 高亮度SMD Flsah LED發(fā)光能達(dá)2000-5000mcd;

• SMD Flsah LED功耗低、不發(fā)熱、長壽命;

• 電容式電荷泵轉(zhuǎn)換效率高、周邊器件少;

• 電荷泵具有SHDN輸入端,可接受主機(jī)的控制信號,自動操作;

• 所有器件均超小封裝,占地面積小,安裝成本低;

• 適用于手機(jī)、DSC、DVC;

• 適合帶拍照功能手機(jī),保護(hù)被拍照人隱私需要。

    手機(jī)相機(jī)閃光燈典型電路

    手機(jī)照相機(jī)的分辨率為20—100萬像素,由于手機(jī)的體積都比較小,因此它所能給予安裝閃光燈的空間也十分有限,F(xiàn)lash LED的幾何尺寸是5X6X2.5mm,以后將會有3X3X2mm的更小封裝,電荷泵是SOT-23封裝,都是Mini型的,剛好能滿足手機(jī)設(shè)計(jì)的要求。

    圖3是100-200mA峰值電流的手機(jī)照相機(jī)閃光燈電路圖,它用一顆AAT3110IGU-4.5V的電容式電荷泵,將手機(jī)鋰電池的電壓升壓并穩(wěn)壓至4.5V,向一顆EL-61-25UWC Flash LED提供4.5V工作電壓、100-200mA峰值電流,F(xiàn)DG335N MOSFET作為閃光開關(guān),峰值電流經(jīng)它形成回路。電荷泵的輸入濾波電容器為10uF,輸出濾波電容器為4.7uF,儲能電容器為1uF,均選用等效串聯(lián)電阻(ESR)小的X7R、X5R陶瓷電容器。RB為Flash LED平衡電阻,RF為峰值電流調(diào)節(jié)電阻,改變這個電阻可以設(shè)定峰值電流的大小,見表1 AAT3110IGU-4.5V峰值Flash LED電流試驗(yàn)表所示。圖3為閃光前后Flash LED的電流變化圖。

    數(shù)碼相機(jī)閃光燈典型電路

    增加Flash LED的數(shù)量可以滿足數(shù)碼相機(jī)對閃光亮度和閃光距離的不同要求,圖4是能提供300-400mA電流的數(shù)碼相機(jī)閃光燈典型電路。一顆AAT3110IGU-4.5V電荷泵只能提供200mA峰值電流(最大IF=250mA/ 100ms),因此需要二顆AAT3110IGU-4.5V電荷泵并聯(lián)才能輸出400mA峰值電流;一顆Flash LED的IFP是100mA,因此400mA峰值電流能驅(qū)動四顆Flash LED。二顆AAT3110共享CIN 和COUT,可節(jié)省PCB空間和成本,第二顆AAT3110 (B) 和閃光門控制共用同一個信號,閃光停閃期間,二極管組成閃光門的RC泄放延遲電路。

    LED閃光燈

    LED閃光燈目前都是一顆LED閃光燈安裝五個藍(lán)色LED管芯加上黃磷濾色鏡的結(jié)構(gòu)原理來發(fā)出白光的,這也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案;用一顆RGB(紅綠藍(lán))三色管芯LED也是可以合成白光,但一顆RGB LED比一顆LED閃光燈價格貴,紅綠藍(lán)三色要分別調(diào)控亮度才能合成白光,使用成本較高,只有在需要調(diào)節(jié)閃光色溫和多彩的高級方案中才選用。

    LED閃光燈都帶反光罩和透鏡,因此在幾米的距離內(nèi)能提供均衡的光線。

    Flash LED的外形圖和電路圖符號如圖5所示。Flash LED的主要技術(shù)參數(shù)是亮度(IV)、視角、前向電壓(VF)、前向電流(IF)、功耗(Pd)、峰值電流IF(Peak)、外形尺寸。表2是常用Flash LED性能表。

篇7

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)通信;正常運(yùn)行;控制系統(tǒng)措施

1.在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)時要注意以下事項(xiàng)

1.1 在對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置時,要注意到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要緊湊,布局要合理,信號傳輸要簡單直接。

在計(jì)算機(jī)通訊與控制系統(tǒng)的器件安裝布局上,要充分注意到分散參數(shù)的影響和采用必要的屏蔽措施:對大功率器件散熱的處理方法;消除由跳線、跨接線、獨(dú)立器件平行安裝產(chǎn)生的離散電容、離散電感的影響,合理利用輔助電源和去耦電路。

1.2 計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)本身要有很高的穩(wěn)定性。

計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一方面取決于系統(tǒng)本身各級電路工作點(diǎn)的選擇和各級間的耦合效果。特別是在小信號電路和功率推動級電路的級間耦合方面,更要重視匹配關(guān)系。另一方面取決于系統(tǒng)防止外界影響的能力,除系統(tǒng)本身要具有一定的防止外界電磁影響的能力外,還應(yīng)采取防止外界電磁影響的措施。

1.3 計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)防止外界電磁影響的措施,應(yīng)在方案論證與設(shè)計(jì)時就給予充分考慮。

2.排除電源電壓波動給計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)帶來的影響

計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的核心就是計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)往往與強(qiáng)電系統(tǒng)共用一個電源。在強(qiáng)電系統(tǒng)中,大型設(shè)備的起、停等都將引起電源負(fù)載的急劇變化,也都將會對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響;電源線或其它電子器件引線過長,在輸變電過程中將會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。防止電源對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的影響應(yīng)采取如下措施:

2.1 提高對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)供電電源的質(zhì)量。

供電電源的功率因數(shù)低,對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的影響,為保證計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作,供電系統(tǒng)的功率因數(shù)不能低于0.9。

2.2 采用獨(dú)立的電源給計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)供電。

應(yīng)對計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)的主要設(shè)備配備獨(dú)立的供電電源。要求獨(dú)立供電電源電壓要穩(wěn)定,無大的波動;系統(tǒng)負(fù)載不能過大,感性負(fù)載和容性負(fù)載要盡可能的少。

2.3 對用電環(huán)境惡劣場所采取穩(wěn)壓方法。

對計(jì)算機(jī)等重要設(shè)備采用UPS電源。在穩(wěn)壓過程中要采用在線式調(diào)壓器,不要使用變壓器方式用繼電器接頭來控制的穩(wěn)壓器。

3.防止由于外界因素對供電電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響

由于外界因素對電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)影響要采取以下措施。

3.1 采用磁環(huán)方法

3.1.1 用磁環(huán)防止傳導(dǎo)電流的原理。

磁環(huán)是抑制電磁感應(yīng)電流的元件,其抑制電磁感應(yīng)電流的原理是:當(dāng)電源線穿過磁環(huán)時,磁環(huán)可等效為一個串接在電回路中的可變電阻,其阻抗是角頻率的函數(shù)。

即:Z二f/(ω)

從上式可以看出:隨著角頻率的增加其阻抗值再增大。

假設(shè)Zs是電源阻抗,ZL是負(fù)載阻抗,ZC是磁環(huán)的阻抗,其抑制效果為:

DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC/(ZS+ZL)]

從上述公式中可以看出,磁環(huán)抑制高頻感生電流作用取決于兩個因素:一是磁環(huán)的阻抗;另一個是電源阻抗和負(fù)載的大小。

3.1.2 用磁環(huán)抑制傳導(dǎo)電流的原則。

磁環(huán)的選用必須遵循兩個原則:一是選用阻抗值較大的磁環(huán):另一個是設(shè)法降低電源阻抗和負(fù)載阻抗的阻值。

3.2 采用金屬外殼電源濾波器消除高頻感生電流,特別是在高頻段具有良好的濾波作用

電源濾波器的選取原則

對于民用產(chǎn)品,應(yīng)在100KHZ一30MHZ這一頻率范圍內(nèi)考慮濾波器的濾波性能。軍用電源濾波器的選取依據(jù)GJBl51/152CE03,在GJBl51/152CE03中規(guī)定了傳導(dǎo)高頻電流的頻率范圍為15KHZ-50MHZ。

4.抑制直流電源電磁輻射的方法

4.1 利用跟隨電壓抑制器件抑制脈沖電壓

跟隨電壓抑制器中的介質(zhì)能夠吸收高達(dá)數(shù)千伏安的脈沖功率,它的主要作用是,在反向應(yīng)用條件下,當(dāng)承受一個高能量的大脈沖時,其阻抗立即降至很低,允許大電流通過,同時把電壓箝位在預(yù)定的電壓值上。利用跟隨電壓抑制器的這一特性,脈沖電壓被吸收,使計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)也減少了脈沖電壓帶來的負(fù)面影響。

4.2 使用無感電容器抑制高頻感生電流

俗稱“隔直通交”是電容器的基本特性,通常在每一個集成電路芯片的電源和地之間連接一個無感電容,將感生電流短路到地,用來消除感生電流帶來的影響,使各集成電路芯片之間互不影響。

4.3 利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來的影響

陶瓷濾波器是由陶瓷電容器和磁珠組成的T型濾波器,在一些比較重要集成電路的電源和地之間連接一個陶瓷濾波器,會很好起到抑制電磁輻射的作用。

5.防止信號在傳輸線上受到電磁幅射的方法

5.1 在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中使用磁珠抑制電磁射。

磁珠主要適用于電源阻抗和負(fù)載阻抗都比較小的系統(tǒng),主要用于抑制1MHZ以上的感生電流所產(chǎn)生的電磁幅射。選擇磁珠也應(yīng)注意信號的頻率,也就是所選的磁珠不能影響信號的傳輸,磁珠的大小應(yīng)與電流相適宜,以避免磁珠飽和。

5.2 在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中使用雙芯互絞屏蔽電纜做為信號傳輸線,屏蔽外界的電磁輻射。

5.3 在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中采用光電隔離技術(shù),減少前后級之間的互相影響。

5.4 在計(jì)算機(jī)通信與控制系統(tǒng)中要使信號線遠(yuǎn)離動力線;電源線與信號線分開走線。輸入信號與輸出信號線分開走線;模擬信號線與數(shù)字信號線分開走線。

6.防止司服系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作回饋的方法

6.1 RC組成熄燼電路的方法

用電容器和電阻器串聯(lián)起來接入繼電器的接點(diǎn)上,電容器C把觸點(diǎn)斷開的電弧電壓到達(dá)最大值的時間推遲到觸點(diǎn)完全斷開,用來抑制觸點(diǎn)間放電。電阻R用來抑制觸點(diǎn)閉合時的短路電流。

對于直流繼電器,可選取:

R=Vdc/IL

C=IL*K

式中,Vdc:直流繼電器工作電壓。

I:感性負(fù)載工作電流。

K二0.5-lЧF/A

對于交流繼電器,可選取:

R>0.5*UrmS

C二0.002-0

005(Pc/10) ЧF

式中,Urms:為交流繼電器額定電壓有效值。

Pc:為交流繼電器線圈負(fù)載功率。

6.2 利用二極管的單向?qū)щ娞匦?/p>

篇8

圖1所示電路看起來有點(diǎn)兒像降壓型穩(wěn)壓器,并使用一個降壓型控制器,但實(shí)際上是一種電壓型同步回掃電路。在效率高于85%,輸入電壓范圍為36V~60V的情況下,其面向的應(yīng)用系統(tǒng)在輸出電流為2A時要求輸出電壓為3.3V。這一電路在幾種已評估過的技術(shù)中似乎是最有希望的,因?yàn)槠湫屎统杀緝?yōu)于降壓型穩(wěn)壓器和異步回掃電路。

圖1,這種同步回掃電路具有很高的效率以及多種輸入電壓/輸出電壓比。

LM2743控制器啟動之后,從MMBTA06晶體管和6.2V齊納二極管以及從一個自舉線圈獲得功率。其EN(啟動)輸入端是一個提供UVL(低壓切斷)的比較器,用來防止在28V以下啟動。控制器驅(qū)動一個損耗比肖特基二極管還低的同步開關(guān),并利用更低的FET導(dǎo)通電阻作為限流檢測電阻。在引腳11處的150kΩ電阻器產(chǎn)生一個250kHz的開關(guān)頻率。由PulseEngineering公司()設(shè)計(jì)的回掃變壓器是一個低成本部件,其初級線圈電感為50mH,線匝比為3:1,尺寸為13(長)×15(寬)×11(高)mm。3:1的線匝比防止初級開關(guān)流過滿載輸出電流,從而使得開關(guān)損耗比降壓型穩(wěn)壓器小。輸出端的小型LC濾波器能使一只10mF陶瓷電容器處理很大的有效(rms)波紋電流,此外,一只低成本鋁電容器也能消除波紋并緩沖負(fù)載瞬態(tài)。

圖2,圖1所示電路在很寬的輸出電流范圍內(nèi)具有高于85%的效率。

圖2示出了圖1所示電路在三種輸入電壓和若干種輸出電流下的測量數(shù)據(jù)。左邊三條最上方的曲線表示效率;三條較低的曲線表示按右邊刻度計(jì)量的以W為單位的總損耗。在不加負(fù)載的情況下,VOUT波紋的峰-峰值為6mV,在輸出電流為4A時上升到20mV。在輸出電流為3.5A時,效率迅速下降,這是限流作用造成的。如同任何開關(guān)電源,特別回掃電路那樣,印制電路板布局非常重要。如果采用四層或更多層的印制電路板,電源平面和接地平面分開,柵極驅(qū)動連線短而寬,你就可以獲得最佳性能。盡管圖1所示電路擬應(yīng)用于7W單輸出系統(tǒng)中,但這種同步回掃電路可適用于更大的功率范圍;你只要增加次級繞組,就可輕易地將其擴(kuò)展成多種輸出。增加的輸出端既可以使用二極管整流器,也可以使用低柵壓驅(qū)動器驅(qū)動的附加FET。

篇9

關(guān)鍵詞 LTC2436;轉(zhuǎn)換器;差分輸入

中圖分類號:TN792 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)13-0182-01

LTC2436是帶有一個集成振蕩器的雙通道差分輸入微功率16位無延遲增量累加模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它能夠提供800nVRMS噪聲的性能指標(biāo),與VREF值無關(guān)。兩個差分通道交替轉(zhuǎn)換,通道識別碼包含在轉(zhuǎn)換結(jié)果中。它采用增量累加技術(shù),提供數(shù)字濾波器單次轉(zhuǎn)換中的穩(wěn)態(tài)建立。LTC2436可以通過單只引腳進(jìn)行配置,可在50Hz和60Hz+2%上獲得優(yōu)于87dB的輸入差模抑制。LTC2436轉(zhuǎn)換器可以被廣泛用于稱重器、直接溫度測量、氣體分析器、應(yīng)變儀變換器、儀表、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)過程控制等領(lǐng)域。

1 LTC2436轉(zhuǎn)換器硬件功能及性能參數(shù)分析

LTC2436差分輸入轉(zhuǎn)換器可以接受從0.1 V到VCC的任何外部差分基準(zhǔn)電壓 ,可靈活實(shí)現(xiàn)參數(shù)比和遠(yuǎn)程傳感檢測配置。全幅差分輸入電壓范圍是從-0.5?VREF到0.5?VREF。共模基準(zhǔn)電壓VREFCM和共模輸入電壓VINCM可以分別被設(shè)定在GND和VCC之間的任意值。直流共模輸入抑制比超過140dB。

1.1 典型應(yīng)用及引腳功能

VCC (引腳 1):正電源電壓。由一個10μF的鈕電容器并聯(lián)0.1μF陶瓷電容器旁路到地 (要盡可能靠近該器件)。

REF+(引腳 2),REF-(引腳 3):差分基準(zhǔn)輸入。只要保持正基準(zhǔn)輸入REF+超過負(fù)基準(zhǔn)輸入REF-至少0.1 V,這兩個引腳上的電壓可以取GND到VCC之間的任何值。

CH0+(引腳 4):差分通道 0 的正輸入引腳。

CH0-(引腳 5):差分通道 0 的負(fù)輸入引腳。

CH1+(引腳 6):差分通道 1的正輸入引腳。

CH1-(引腳 7):差分通道 1的負(fù)輸入引腳。

GND(引腳 8,9,10,15,16):地。多個地引腳內(nèi)部連接以實(shí)現(xiàn)最佳地電流流動和VCC去涌。

CS(引腳 11):低電平有效數(shù)字輸入引腳。

SDO(引腳 12):三態(tài)數(shù)字輸出引腳。在數(shù)據(jù)輸出階段,此引腳被用作串行數(shù)據(jù)輸出端。

SCK(引腳 13):雙向數(shù)字時鐘引腳。

FO(引腳 14):頻率控制引腳。控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的凹陷頻率和轉(zhuǎn)換時間的數(shù)字輸入。

1.2 性能分析

1)當(dāng)采用內(nèi)部振蕩器時,LTC2436每秒可以輸出6.8個讀數(shù)。實(shí)際數(shù)據(jù)輸出速率取決于睡眠和數(shù)據(jù)輸出階段的長度,這由用戶控制,可以做到相當(dāng)短。 當(dāng)以外部轉(zhuǎn)換時鐘工作時(FO連到一個外部振蕩器),LTC2436數(shù)據(jù)輸出速率可以按期望增加。

2)動態(tài)基準(zhǔn)電流的幅值取決于非常穩(wěn)定的內(nèi)部采樣電容器尺寸和轉(zhuǎn)換器采樣時鐘的精確度。在整個溫度和電源電壓范圍內(nèi),內(nèi)部時鐘的精確度通常優(yōu)于0.5%。用外部時鐘也能很容易達(dá)到這樣的指標(biāo)。當(dāng)相對穩(wěn)定電阻(50ppm/C)被用作REF+和REF-的外部源阻抗時,期望的動態(tài)電流漂移、偏移和增益誤差并不顯著(在整個溫度和電壓范圍內(nèi)大約為他們各自值的1%)。即使對于最嚴(yán)格的應(yīng)用,一次校準(zhǔn)就足夠了。

3)LTC2436基準(zhǔn)終端的完全差分特性允許從并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的四個中心電阻上獲得基準(zhǔn)電壓,使溫度變化產(chǎn)生的漂移降至最小。這對于中等精度的傳感器(如微型硅質(zhì)壓力和強(qiáng)度傳感器)來說是一個理想的基準(zhǔn)值。這些器件通常有量級為2%的精度和50 mV到200 mV的輸出幅度。

2 軟件時序設(shè)計(jì)分析

LTC2436能在兩個差分通道之間自動交替選擇并帶有一個便于使用的3線串行接口,在上電時通道0被自動選擇,之后交替選擇兩個通道(往復(fù)式)。工作過程由三個狀態(tài)組成。轉(zhuǎn)換器工作循環(huán)開始于轉(zhuǎn)換階段,接下來是低功率睡眠階段,最后是數(shù)據(jù)輸出階段。3線接口由串行數(shù)據(jù)輸出(SDO)、串行時鐘(SCK)和芯片選擇(CS)組成,如下圖所示。

通過時序控制CS和SCK引腳,LTC2436可以提供幾種靈活的工作模式(內(nèi)部或外部SCK和自由運(yùn)行轉(zhuǎn)換模式)。這些不同的模式不需要給配置寄存器編程。

3 結(jié)束語

通過對LTC2436硬件電路及相應(yīng)軟件功能分析不難看出,該款雙通道無延遲差分輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有優(yōu)異的AD轉(zhuǎn)換性能,同時也提高了數(shù)字信號處理的速度和精度,電路配置簡單,應(yīng)用領(lǐng)域也會越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

篇10

一、結(jié)構(gòu)陶瓷同金屬材料相比,陶瓷的最大優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)異的高溫機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損、比重小(約為金屬的1/3),因而在許多場合逐漸取代昂貴的超高合金鋼或被應(yīng)用到金屬材料根本無法勝任的場合,如發(fā)動機(jī)氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。結(jié)構(gòu)陶瓷可分為三大類:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。

1、氧化物陶瓷主要包括氧化鋁、氧化鋯、莫來石和鈦酸鋁。氧化物陶瓷最突出優(yōu)點(diǎn)是不存在氧化問題,原料價格低廉,生產(chǎn)工藝簡單。氧化鋁和氧化鋯具有優(yōu)異的室溫機(jī)械性能,高硬度和耐化學(xué)腐蝕性,主要缺點(diǎn)是在1000℃以上高溫蠕變速率高,機(jī)械性能顯著降低。氧化鋁和氧化鋯主要應(yīng)用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高溫爐管、密封圈和玻璃熔化池內(nèi)襯等。莫來石室溫強(qiáng)度屬中等水平,但它在1400℃仍能保持這一強(qiáng)度水平,并且高溫蠕變速率極低,因此被認(rèn)為是陶瓷發(fā)動機(jī)的主要候選材料之一。上述三種氧化物也可制成泡沫或纖維狀用于高溫保溫材料。鈦酸鋁陶瓷體內(nèi)存在廣泛的微裂紋,因而具有極低的熱膨脹系數(shù)和熱傳導(dǎo)率。它的主要缺點(diǎn)是強(qiáng)度低,無法單獨(dú)作為受力元件,所以一般用它加工內(nèi)襯用作保溫、耐熱沖擊元件,并已在陶瓷發(fā)動機(jī)上得到應(yīng)用。

2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和賽龍(SIALON)。同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子間主要是以共價鍵結(jié)合在一起,因而具有較高的硬度、模量、蠕變抗力,并且能把這些性能的大部分保持到高溫,這是氧化物陶瓷無法比擬的。但它們的燒結(jié)非常困難,必須在極高溫度(1500~2500℃)并有燒結(jié)助劑存在的情況下才能獲得較高密度的產(chǎn)品,有時必須借助熱壓燒結(jié)法才能達(dá)到希望的密度(>95%),所以非氧化物陶瓷的生產(chǎn)成本一般比氧化物陶瓷高。這些含硅的非氧化物陶瓷還具有極佳的高溫耐蝕性和抗氧化性,因此一直是陶瓷發(fā)動機(jī)的最重要材料,目前已經(jīng)取代了許多超高合金鋼部件。現(xiàn)有最佳超高合金鋼的使用溫度低于1100℃,而發(fā)動機(jī)燃料燃燒的溫度在1300℃以上,因而普遍采用高壓水強(qiáng)制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金鋼后,燃燒溫度可提高到1400℃以上,并且不需要水冷系統(tǒng),這在能源利用和環(huán)保方面具有重要的戰(zhàn)略意義。非氧化物陶瓷也廣泛應(yīng)用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比,其成本較高,但高溫韌性、強(qiáng)度、硬度、蠕變抗力優(yōu)異得多,并且刀具壽命長、允許切削速度高,因而在刀具市場占有日益重要地位。它的應(yīng)用領(lǐng)域還包括輕質(zhì)無陶瓷軸承、密封件、窯具和磨球等。

3、玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要區(qū)別在于結(jié)晶度,玻璃是非晶態(tài)而陶瓷是多晶材料。玻璃在遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)以前存在明顯的軟化,而陶瓷的軟化溫度同熔點(diǎn)很接近,因而陶瓷的機(jī)械性能和使用溫度要比玻璃高得多。玻璃的突出優(yōu)點(diǎn)是可在玻璃軟化溫度和熔點(diǎn)之間進(jìn)行各種成型,工藝簡單而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工藝性能和陶瓷的機(jī)械性能,它利用玻璃成型技術(shù)制造產(chǎn)品,然后高溫結(jié)晶化處理獲得陶瓷。工業(yè)玻璃陶瓷體系有鎂-鋁-硅酸鹽、鋰-鎂-鋁-硅酸鹽和鈣-鎂-鋁-硅酸鹽系列,它們常被用來制造耐高溫和熱沖擊產(chǎn)品,如炊具。此外它們作為建筑裝飾材料正得到越來越廣泛的應(yīng)用,如地板、裝飾玻璃。

二、陶瓷基復(fù)合材料復(fù)合材料是為了達(dá)到某些性能指標(biāo)將兩種或兩種以上不同材料混合在一起制成的多相材料,它具有其中任何一相所不具備的綜合性能。陶瓷材料的最大缺點(diǎn)是韌性低,使用時會產(chǎn)生不可預(yù)測的突然性斷裂,陶瓷基復(fù)合材料主要是為了改善陶瓷韌性。基于提高韌性的陶瓷基復(fù)合材料主要有兩類:氧化鋯相變增韌和陶瓷纖維強(qiáng)化復(fù)合材料。氧化鋯相變增韌復(fù)合材料是把部分穩(wěn)定的氧化鋯粉末同其他陶瓷粉末(如氧化鋁、氮化硅或莫來石)混合后制成的高韌性材料,其斷裂韌性可以達(dá)到10Mpam1/2以上,而一般陶瓷的韌性僅有3Mpam1/2左右。這類材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。纖維強(qiáng)化被認(rèn)為是提高陶瓷韌性最有效和最有前途的方法。纖維強(qiáng)度一般比基體高得多,所以它對基體具有強(qiáng)化作用;同時纖維具有顯著阻礙裂紋擴(kuò)展的能力,從而提高材料的韌性。目前韌性最高的陶瓷就是纖維強(qiáng)化的復(fù)合材料,例如碳化硅長纖維強(qiáng)化的碳化硅基復(fù)合材料韌性高達(dá)30Mpam1/2以上,比燒結(jié)碳化硅的韌性提高十倍。但因?yàn)檫@類材料價格昂貴,目前僅在軍械和航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用。另一引人注目的增強(qiáng)材料是陶瓷晶須。晶須是尺寸非常小但近乎完美的纖維狀單晶體,其強(qiáng)度和模量接近材料的理論值,極適用于陶瓷的強(qiáng)化。目前這類材料在陶瓷切削刀具方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,主要體系有碳化硅晶須-氧化鋁-氧化鋯、碳化硅晶須-氧化鋁和碳化硅晶須-氮化硅。

三、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、電、熱或磁特性的陶瓷,已經(jīng)具有極高的產(chǎn)業(yè)化程度。下面根據(jù)性能對幾類主要的功能陶瓷作一簡介。

1、導(dǎo)電性能陶瓷材料具有非常廣泛的導(dǎo)電區(qū)間,從絕緣體到半導(dǎo)體、超導(dǎo)體。大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的電絕緣性,因而被廣泛用于電絕緣體。半導(dǎo)體分為電子型和離子型半導(dǎo)體。以晶體管集成電路為代表的是電子型半導(dǎo)體。離子型半導(dǎo)體僅對某些特殊的帶電離子具有傳導(dǎo)作用,最具有代表性的是穩(wěn)定氧化鋯和β-氧化鋁。穩(wěn)定氧化鋯僅對氧離子具有傳導(dǎo)作用,主要產(chǎn)品有氧傳感器(主要用來測定發(fā)動機(jī)的燃燒效率或鋼水中氧濃度)、氧泵(從空氣中獲得純氧)和燃料電池。β-氧化鋁僅對鈉離子具有傳導(dǎo)作用,主要用來制造鈉-硫電池,其特點(diǎn)是高效率、對環(huán)境無危害和可以反復(fù)充電。陶瓷超導(dǎo)體是近10年才發(fā)展起來的,它的臨界超導(dǎo)轉(zhuǎn)化溫度在所有類超導(dǎo)體中最高,已經(jīng)達(dá)到液氮溫度以上。典型的陶瓷超導(dǎo)體為釔-鋇-銅-氧系列材料,已經(jīng)在計(jì)算機(jī)、精密儀器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2、介電性能大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的介電性能,表現(xiàn)在其較高的介電常數(shù)和低介電損耗。介電陶瓷的主要應(yīng)用之一是陶瓷電容器。現(xiàn)代電容器介電陶瓷主要是以鈦酸鋇為基體的材料。當(dāng)鋇或鈦離子被其他金屬原子置換后,會得到具有不同介電性能的電介質(zhì)。鈦酸鋇基電介質(zhì)的介電常數(shù)高達(dá)10000以上,而過去使用的云母小于10,所以用鈦酸鋇制成的電容器具有體積小、電儲存能力高等特點(diǎn)。鈦酸鋇基電介質(zhì)還具有優(yōu)異的正電效應(yīng)。當(dāng)溫度低于某一臨界值時呈半導(dǎo)體導(dǎo)電狀態(tài),但當(dāng)溫度超過這一臨界值時,電阻率突然增加到103~104倍成為絕緣體。利用這一效應(yīng)的產(chǎn)品有電路限流元件和恒溫電阻加熱元件。許多陶瓷,如鋯鈦酸鉛,具有顯著壓電效應(yīng)。當(dāng)在陶瓷上施加外力時,會產(chǎn)生一個相應(yīng)的電信號,反之亦然,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)換。壓電陶瓷用途極其廣泛,產(chǎn)品有壓力傳感元件、超聲波發(fā)生器等。