ایلومینا سیرامکس موصلیت کے مواد کے طور پر کام کر رہے ہیں۔

موصلیت کا مواد کیا ہے؟

الیکٹریکل سرکٹ یا الیکٹرانک سرکٹ میں، موصلیت کا مواد ڈیزائن کی ضروریات کی بنیاد پر کنڈکٹرز کو جسمانی طور پر الگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ ان کے درمیان کرنٹ کے بہاؤ کو روکا جا سکے اور سرکٹ کے آپریشن کو نقصان پہنچایا جا سکے۔ مزید برآں، موصلیت کا مواد موصل کی مکینیکل مدد کے طور پر کام کر سکتا ہے، گرمی کی کھپت کے ساتھ ساتھ سرکٹ ماحولیاتی تحفظ کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

پہلی اور سب سے اہم شرط یہ ہے کہ موصلی مواد بجلی نہیں چلاتا، جس کا مطلب ہے کہ زیادہ سے زیادہ برقی مزاحمت کی ضرورت ہے۔

انہیں کیسے واضح کیا جائے؟

ایک بہترین موصل سیرامک ​​بننے کے لیے، موصل مواد میں درج ذیل خصوصیات ہونی چاہئیں:

--حجم مزاحمتی （ρ） 1012 Ω· سینٹی میٹر سے زیادہ یا اس کے برابر

--متعلقہ ڈائی الیکٹرک مستقل （ε） 30 سے ​​کم یا اس کے برابر

--اچھی تھرمل چالکتا، اور تھرمل ایکسپینشن گتانک کنڈکٹر میٹریل کی طرح ہونا چاہیے جس میں گرمی کی مزاحمت، اعلی طاقت اور کیمیائی استحکام میں اچھی کارکردگی ہو۔

موصلیت کے مواد کے بارے میں جانیں کہ آپ کو ایک نظر ڈالنا چاہئے۔

سالڈ انرجی بینڈ تھیوری کو ٹھوس کی موصلیت، نیم چالکتا اور برقی چالکتا کی وضاحت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

والینس بینڈ: سب سے طاقتور انرجی بینڈ جو الیکٹرانکس سے نہیں بھرا جاتا ہے۔

حرام توانائی بینڈ: یہ والینس بینڈ اور کنڈکشن بینڈ کے درمیان ہوتا ہے۔

اگر ممنوع انرجی بینڈ کی چوڑائی کافی بڑی ہے (چند eV سے زیادہ)، تو پورے بینڈ میں موجود الیکٹران مشکل سے ہی خلا سے باہر نکل سکتے ہیں اور کنڈکشن بینڈ میں داخل ہوسکتے ہیں، یعنی یہ سمجھا جاتا ہے کہ الیکٹران مشکل سے منتقل ہوسکتے ہیں، پھر ٹھوس ایک عام انسولیٹر ہے۔

مثالی انسولیٹر صرف صفر ڈگری سینٹی گریڈ پر ہی حاصل کیا جا سکتا ہے۔ جب بیرونی حالات تبدیل ہوتے ہیں، جیسے کہ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے یا سورج کی روشنی میں ظاہر ہوتا ہے، تو والنس بینڈ میں موجود الیکٹرانوں کا کچھ حصہ تھرمل محرک کی وجہ سے ایکٹیویٹ ہو کر کنڈکشن بینڈ میں منتقل ہو سکتا ہے، اور پھر اس طرح کنڈکٹیو بن جاتا ہے، سیمی کنڈکٹر کی طرح درجہ حرارت، صرف اس میں مختلف ہے کہ ممنوعہ توانائی بینڈ کی چوڑائی سیمی کنڈکٹر انسولیٹروں سے زیادہ ہے۔ الیکٹرانوں کو چالو کرنا توانائی سے بھرپور ہے کیونکہ الیکٹران کمرے کے درجہ حرارت پر منتقل نہیں ہوں گے۔

بہت سے موصل سیرامکس عام آئنک یا ہم آہنگی کرسٹل ہیں، اور آئن بازی کے چالکتا رویے پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ سیرامکس کی موصلیت میں الکلی دھاتی آئنوں (خاص طور پر سوڈیم آئنوں) کی موجودگی سے حتی الامکان گریز کیا جانا چاہیے، جس سے سیرامکس کی موصلیت مضبوط ہو سکتی ہے اور ان کی موصلی خصوصیات کم ہو سکتی ہیں۔

سیرامکس کے حرام توانائی بینڈ کی چوڑائی (مثال کے طور پر)

مواد	بائنڈنگ بانڈ	EG/EV	مواد	بائنڈنگ بانڈ	EG/EV
ایس آئی	کوولینٹ بانڈ	1.1	TIO2	IONIC بانڈ	3.05-3.8
GAAS	کوولینٹ بانڈ	1.53	ZNO	IONIC بانڈ	3.2
ہیرا	کوولینٹ بانڈ	6	AL2O3	IONIC بانڈ	10
BATIO3	IONIC بانڈ	2.5	ایم اے او	IONIC بانڈ	〉7.8

عام موصلیت کا مواد

1. سیرامکس کی موصلیت:

A. آکسائڈز: SiO2، Al2O3

B. نان آکسائیڈز: Si3N4,BN,AIN

C. سنگل کرسٹل انسولیٹنگ سیرامکس، جیسے سلیکون، مصنوعی ابرک (پرتدار ڈھانچہ ایلومینیم سلیکیٹ کا عمومی نام)، اسپنل، مصنوعی نیلم وغیرہ۔

(1) عام الیکٹرک سیرامک

ریزسٹر میٹرکس میں استعمال ہونے والے عام ہائی پریشر سیرامک ​​اور فیلڈ اسپار سیرامکس اور ملائیٹ سیرامکس کو اجتماعی طور پر عام الیکٹرک سیرامکس کہا جاتا ہے۔

نام کیمیکل کمپوزیشن فیز کمپوزیشن

ریگولر الیکٹرانک سیرامک ​​SiO2 68~72% Feldspar گلاس مرحلہ: 45~60%

Al2O3 20~24% ملائیٹ فیز:20~40%

(K2O+NA2O)3.5~5% بقایا کوارٹج

Feldspathic سیرامک ​​اوپر کے طور پر ایک ہی جیسا کہ اوپر

سیلسیئن سیرامک ​​SiO2 55%;Al2O3 32%; ملائیٹ، کوارٹج تغیر؛ بیریم گلاس، بیریم فیلڈ اسپار

BaO 10.3٪؛ CaO 2.3٪؛ (K2O+NA2O)3.5~5%

(2) ایلومینا سیرامکس

کورنڈم سیرامکس: کورنڈم کے مرکزی مرحلے کے ساتھ 99% سے زیادہ Al2O3 کے ساتھ سیرامکس؛

کورنڈم ملائیٹ سیرامکس: بنیادی مرحلہ کورنڈم اور ملائیٹ ہے جس میں 75 فیصد سے زیادہ ایلومینا ہے

ملائیٹ سیرامکس: مرکزی مرحلہ ملائیٹ ہے جس میں تقریباً 50 فیصد Al2O3 ہے۔

ایلومینا سیرامکس کی برقی اور مکینیکل خصوصیات Al2O3 مواد میں اضافے کے ساتھ بہتر ہوتی ہیں۔

-Al2O3: سہ فریقی کرسٹل سسٹم، سب سے زیادہ کمپیکٹ ڈھانچہ، کم سرگرمی اور اعلی درجہ حرارت کے استحکام کے ساتھ، سب سے زیادہ مستحکم کرسٹل ہے۔ یہ بہترین مکینیکل اور برقی خصوصیات کے ساتھ بہترین برقی کارکردگی کا حامل ہے۔ یہ واحد قدرتی مرحلہ ہے۔

-Al2O3: یہ ایک پولی ایلومینیٹ معدنیات ہے جس میں اعلیٰ Al2O3 مواد ہے۔

-Al2O3: یہ کم کثافت، اعلی درجہ حرارت کی عدم استحکام، خراب مکینیکل اور برقی کارکردگی کے ساتھ ریڑھ کی ہڈی کی ساخت کا ہے۔ اس کے ڈھیلے ڈھانچے سے غیر محفوظ مواد بنایا جا سکتا ہے۔

(3) میگنیشیا سیرامکس

نام مین فیز خام مال کی کارکردگی

سٹیٹائٹ سیرامکس MgO·SiO2 سٹیٹائٹ/مٹی/بیریم کاربونیٹ کم ڈائی الیکٹرک نقصان، آسان پروسیسنگ، کم قیمت؛

لیکن عمر کے لئے آسان، ایک تنگ sintering درجہ حرارت کی حد

فورسٹرائٹ سیرامکس 2MgO·SiO2 میگنی سائیٹ/میگنیشیم کاربونیٹ کم ڈائی الیکٹرک نقصان اور زیادہ مزاحمت

کورڈیرائٹ سیرامکس 2MgO·Al2O3·SiO2 سٹیٹائٹ/مٹی/ایلومینا/اسپنل کم تھرمل توسیعی گتانک،

لیکن بجلی کی خراب کارکردگی کے ساتھ

ایلومینیم اسپنل MgO·Al2O3 ایلومینا/میگنیسائٹ/ٹریس کلے/B2O3/CaF2 ڈائی الیکٹرک نقصان سٹیٹائٹ سیرامکس سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے،

لیکن اعلی ڈائی الیکٹرک مستقل کے ساتھ

عام موصل سیرامکس کا اطلاق

1. 1855 میں، سیرامک ​​انسولیٹروں کو ریلوے مواصلاتی لائنوں میں برقی موصلیت کے مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

2. 1880 میں، ریاستہائے متحدہ نے برقی پاور ٹرانسمیشن لائنوں میں سیرامک ​​انسولیٹر استعمال کرنا شروع کیا۔

3. فی الحال، 500keV سے زیادہ وولٹیج کے ساتھ الٹرا ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن کے لیے اعلیٰ کارکردگی والے سیرامک ​​انسولیٹر کامیابی کے ساتھ بنائے گئے ہیں۔

4. آٹوموٹو سیرامک ​​اسپارک پلگ، گیس ککر کے لیے اگنیشن پن

5. سرامک پیکیجنگ مواد

6. سرامک ٹیوب فیوز

7. ایلومینا سیرامک ​​سبسٹریٹ

8. ریکٹیفائر ٹیوب کے لیے سرامک کیسنگ

9. سرامک ٹیوب سیٹ

انٹیگریٹڈ سرکٹ، ایک انتہائی چھوٹا اور زیادہ کثافت والا سرکٹ، ایک سبسٹریٹ پر بڑی تعداد میں مائیکرو ٹرانزسٹر اجزاء کو جمع کرتا ہے، جو عام طور پر انٹیگریٹڈ سرکٹ شیل میں پیک کیا جاتا ہے۔

الیکٹرانک صنعت میں، Al2O3، BeO، SiC، AIN، مونو کرسٹل لائن سلکان انسولیٹنگ سیرامکس کو انٹیگریٹڈ سرکٹس کے لیے سبسٹریٹس اور پیکیجنگ مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔