时间：2023-05-30 10:46:26
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇陶瓷电容器，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：MLCC；热应力；检测方法
1 引言
多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitors，MLCC)又被称为片式叠层电容器、独石电容器等，被广泛用于家电、电脑、手机、军工、航天等电子信息类领域，已经成为世界上用量最大、发展最快的一种片式元件[1]。近年来，国内MLCC的年市场需求量几乎都超过5000亿只。
MLCC起源于20世纪60年代，随着表面贴装技术的广泛应用，采用Ni贱金属内电极(Base Metal Electrode，BME)制备MLCC的工艺在90年代得到飞速发展，于21世纪初形成比较完善的贱金属内电极工艺，使MLCC制作成本下降了70%以上[2]。在小型化方面每两三年就出现一个新的规格，在容量方面则不断追求更薄介质和更高介质层数，使MLCC在近十年来不断推出更大容量的产品。我国MLCC起步较晚，MLCC生产技术和工艺相对落后，国产MLCC多数为低端产品[3]。由于国际上对我国进行知识产权技术封锁，国内自主研发技术还处于相对弱势，而商用MLCC特别是低成本MLCC的市场竞争越来越激烈，利用检测技术来提高MLCC产品的质量已成为一种必要的手段。
典型的MLCC多层介质结构由几百层陶瓷介质和金属电极交互叠加，高容量MLCC甚至可达上千层，由于陶瓷和金属电极的热膨胀系数不同，在热冲击、热循环等作用下，电极-介质接触界面很容易产生热应力，由此造成的损伤称为“热应力损伤”[4]。研究表明仅热冲击这一种热应力造成的失效就占总失效产品的25%左右[5，6]。由此可见，MLCC热应力损伤是一种重要的损伤模式。
因此，通过灵敏热应力损伤检测技术对存在热应力隐性失效的产品进行评估，可以保证MLCC的可靠性，具有重要的实用价值。本文对常见的热应力损伤检测方法进行总结和归纳，重点介绍课题组研究的基于噪声的元器件热应力损伤检测方法。
2 热应力损伤检测方法
MLCC热应力损伤检测方法可以分为直观观察、模拟分析和参数退化表征三类，分别对应着不同的检测方法。下面将对常见的热应力损伤检测方法及优缺点进行介绍。
2.1 直观观察
所谓直观观察，就是利用图像等手段直接对损伤的位置和类型进行监测，常见的方法包括磨片分析法、声波/超声扫描检测法等。
(1) 磨片分析法
磨片分析法是一种典型的破坏性分析方法，也是一种常规的损伤分析和检测方法。磨片分析的过程为：先将被测样品制作成有一定硬度的研磨台，然后将研磨台放在高速旋转的砂纸上研磨，直到看到需要的剖面，再进行抛光，以便观察面清晰，确保观察效果，最后在显微镜下观察样品的内部结构[2，7]。
磨片分析法可以通过剖面及相应的显微镜检测得到MLCC失效部位的成分、形貌等精细结构，从而帮助失效机理的分析[8]。但由于磨片过程中选取拍片的位置对于磨片的结果有较大影响，很容易造成不良品漏判，因此，磨片分析法不能完全保证备件产品的可靠性。
(2)声波/超声检测法
利用声波或超声波可以对MLCC进行无损缺陷探测。常见的声学/超声检测试验包括声学发射试验、激光扫描声学显微镜试验和C型声学扫描显微镜试验等[9]。在所有的声学/超声检测方法中，超声扫描检测是MLCC最重要的一种无损检测方法[2，10]。
超声扫描检测法就是利用超声波的穿透和反射特性来检测样品中的缺陷。超声波在固体、液体、气体中都可以传播，且在同一种物质中超声波直接穿透物质。当物质中存在缺陷时，超声波会在两种不同物质的界面产生反射，从而探测到缺陷的存在。
超声波可以十分有效地探测出MLCC内部的缺陷和形态，如空洞、分层和水平裂纹等，因而可以有效的筛除有缺陷的产品，从而提高批量MLCC的可靠性。超声波检测法也存在其局限性，主要是检测效率较低，不适用于大批量产品的检测分选；其次进行超声无损检测前对设备的调试、MLCC产品排序、MLCC表面的清洁与表面除泡要求很高，否则容易出现误判[7]。
2.2 模拟分析
所谓模拟分析法就是利用模拟的手段对损伤和缺陷进行预测，进而对热应力损伤机制分析、工艺改进和可靠性提高等提供依据的方法。常见的模拟分析方法为有限元分析法，通过有限元分析软件，利用数学方法对材料的热学及力学特性的分布与量级进行较为精确的计算。
MLCC中的温度变化率或温度梯度所产生的热应力超过材料的承受能力时，就会产生裂纹[11-12]。采用有限元分析和实验测量相结合的研究方法可以对MLCC质量进行有效的研究，但是由于MLCC内部温度与时间相关性复杂，导致失效判据难以判定，同时数学模型建立困难，使有限元分析法的推广受到了很大的限制[13]。
2.3 参数退化表征
所谓参数退化表征方法，就是利用器件参数的退化对器件性能进行表征，进而监测器件缺陷的一种方法。随着MLCC介质厚度逐年变薄，漏电流对MLCC的影响越来越大(见图1)。漏电流过大，也就是“漏电”，成为MLCC最重要的一种失效模式。对MLCC的参数监测最主要的就是监测漏电流和绝缘电阻，两者具有倒数关系。利用参数退化对MLCC性能进行表征的方法包括液体检漏法、加速寿命试验和噪声检测等。
(1) 液体检漏法
液体检漏法是一种古老的MLCC无损检测方法，利用对陶瓷表面渗透性非常强的液体(例如甲醇、盐水等)涂覆陶瓷介质表面，液体通过毛细管作用渗透进入MLCC器件，加电后产生很大的漏电流，从而可帮助诊断出MLCC中的缺陷[9]。
液体检漏法只对表面缺陷或者与表面贯通的内部缺陷有效，可以有效的诊断出较为严重的分层和开裂缺陷，目前也作为MLCC的一种常规检测手段。但液体检漏法对陶瓷介质内部较小的缺陷无效，常作为一种辅助检测方法。
(2)加速寿命实验法
在电子元器件中，产品的工作寿命是评估产品可靠性的重要数量特征之一[14]。在传统的寿命实验中，国内外偏重于进行高加速寿命实验(HALT)[15]。HALT的实验条件为2~8倍额定电压和100~175℃之间的高温[16]。HALT使MLCC退化速度加快，通过观测MLCC的漏电流或绝缘电阻的加速失效率推算出预期失效。利用MTTF数据来预测无故障工作时间是HALT的重要特性。
HALT可以快速评价某一批电容在某些失效模式下的时间分布，从而大量缩短试验时间，节省人力、财力和物力，但这种方法具有破坏性，属于破坏性检测方法，仅适用于对批量样品进行总体性能的考察和抽样，高加速得到的试验结果需要与实际工作中遇到的结果相结合进行使用，不能单独作为一种判据。
(3)漏电流和噪声检测方法
所谓漏电流和噪声检测方法就是通过漏电流和噪声的退化来判断MLCC的退化程度，从而对MLCC的损伤进行判定的方法。其中，噪声是指电流噪声，在低频区域可以反应器件缺陷的信息。
这种方法首先由M. Tacano等在2009年提出，他们指出漏电流和噪声检测比高加速寿命试验得到的MTTF方法可以更为快速的给出MLCC的可靠性信息。西安电子科技大学506实验室对MLCC的噪声检测表明，MLCC低频噪声检测比漏电流检测更灵敏，而且具有忠实性和一致性。我课题组研制的电子元器件噪声测试系统可以检测和分析元器件中的各种噪声，并实现采集和处理，从中提取MLCC热应力及其他应力损伤的有用信息。
3 结束语
热应力损伤是MLCC最重要的损伤模式之一。根据国产MLCC的现状，通过检测手段来提高MLCC成品的批量可靠性是一种可行的手段，现有的检测方法各有优缺点，通过合理搭配，可以有效的对含有热应力损伤的MLCC进行剔除，从而提高MLCC的应用可靠性水平。
参考文献
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1、陶瓷电容器与纸介电容器。如果是陶瓷电容器与纸介电容器之间要进行互相替换的话，必须在容量、耐压相同，体积不限的条件下进行。
2、云母电容器代替金属化纸介电容器。如果我们在用云母电容器代替金属化纸介电容器的时候，必须在不限体积、耐压和电容均相同的情况下进行。另外，我们还需要考虑替换成本，将价格计算在内。
3、金属化纸介电容器代替云母电容器。在使用金属化纸介电容器代替云母电容器的时候，其前提必然是以工作频率、绝缘电阻值要求不高为前提，并且电容器必须是同耐压、同容量的情况下进行。
4、同容量电容器之间的替换。若无条件限制，同容量耐压高的电容器可代替耐压低的电容器、误差小的电容器可代替误差大的电容器。
5、金属化纸介电容器代替玻璃釉电容器。在不考虑频率影响的情况下，同容量、同耐压的金属化纸介电容器可代替玻璃釉电容器。
6、非密封型电容代替密封电容器。同容量同耐压的非密封型电容替换密封电容，必须是在对防潮性能要求不高的情况下才可以。否则，电容会因为密封不好，沾了潮气，导致电容性能变差。
7、串联情况下的使用。串联两只以上不同容量、不同耐压的大电容可代替小电容；串联后电容器的耐压要考虑到每个电容器上的压降都要在其耐压允许的范围内。
8、并联情况下的使用。并联两只以上的不同耐压、不同容量的小容量电容器可代替大电容器，并联后的耐压以最小耐压电容器的耐压值为准。
（来源：文章屋网 ）
第6届手机国际展会于3月26-28日在北京举行。此次展会以“亚洲和手机通信”为主题，吸引了众多手机产业的中外相关企业参展，其中，日本厂商多达50家，村田制作所(muRata)就是其中之一。该公司主要展示的是泛网通信和汽车电子产品。另外，最令人注目的是具有鲜明特色的、集其优势产品与技术于一身的产物，即会骑自行车的机器人――村田顽童。
村田制作所的工程师演示了村田顽童的独特技艺：以超低速在平衡木上行驶而不会倒下，平衡木的宽度与村田顽童的车轮相同。它不倒的原因在于配置在鞍形支架下的陀螺传感器，只要感觉到一丝晃动，就会检测出车体的倾斜，一旦检测出自行车的倾斜，即通过旋转村田顽童心中的大辐板，产生消除倾斜的力。如此反复，以调节平衡。通过收发命令的蓝牙模块、用于电眼照相机的透光性陶瓷透镜、电池、电源模块、电容器、电磁干扰滤波器等部件，以及该公司的控制技术、电路设计方法、软件工具等实现了这种能力。所以，村田顽童是该公司优势技术与产品的整和产物。其中，最为突出的就是陶瓷电容器、陀螺传感器、噪声消除元器件和蓝牙模块。目前，村田制作所的陶瓷电容器已经占据35％的全球市场份额，噪声消除元器件也有30%的市场占有率。此外，其蓝牙模块也在手机中得到了广泛的应用，并且开始计划向在过去两年里创造了便携式音频播放器市场神话的iPod方向发展。
村田制作所还以“车体控制、安全、舒适、信息化”为切入点，重点介绍了其在汽车市场上的综合应对能力以及产品和技术，特别是传感器，该公司将主要面向汽车间距感测、气囊等安全系统力推新品。同时，车身控制和导航应用也是其传感器的重点发展方向。该公司的振动陀螺传感器采用压电陶瓷制造，并融合了最新的MEMS技术，通过独特的振荡子结构，实现了较强的抗振和抗冲击能力，结合其稳定的温度特性，可为汽车导航系统的高性能化提供保证。
另外，实现泛网通信也是村田制作所一直追求的目标，特别是以手机、DVD录像机、笔记本电脑等信息家电为中心，集中展示了他们的相关产品和技术。该公司在移动通信用滤波器的小型化方面具有一定的特色。它们的GIGAFIL介质滤波器与初期型号产品相比，实现了1/2000的小型化。而为将同样的功能从介质滤波器转换到表面波(SAW)滤波器而开发的SAW收发器具有更小的体积，顺应了移动电话小型化的发展潮流。
村田制作所企划管理集团宣传部部长大岛幸男表示：“我们今后将有3个重点发展方向，即无线通信、传感器和节能。此次展出的产品和技术，特别是村田顽童，对整个产业的各个领域都有很大的应用和借鉴价值。”
膜电容器（特别是金属化膜电容器）基于由两层金属化聚丙烯构成的绕组。聚丙烯薄膜（绝缘体）的厚度决定额定电压的大小（可达若干kV）。聚丙烯的一个特殊特征是其自愈能力。由于通常使用的聚丙烯薄膜非常薄，所以此能力对避免闪络之后的短路极其重要。其他与设计有关的性质包括低ESR、ESL和相对宽的工作温度范围。
铝电解质电容器由两层铝薄膜和夹在其间的一层或两层用导电液（电解液）浸过的纸张组成。由于第一层铝薄膜的氧化层的厚度和电解液的性质，其工作电压限于约500V。重要器件性质包括非常高的电荷储存容量和相对容量而言的小尺寸。但是，由于电解质电容器是极化的，所以其在交流电环境中的用途有限。虽然铝电解质电容器在单位体积下的电容值较高，但由于其特定结构，该电容值会随温度和频率的变化而变化。欧姆损耗和频率相关损耗会造成充电/放电期间的发热，这会限制可能的纹波电流。另外，由于化学过程的作用，电性质也会随时间而变化，这会导致故障率在规定使用寿命结束后增加。
陶瓷电容器由于使用陶瓷绝缘材料而能耐受极高电压。将磨得非常细小的顺电铁电基础材料在高温下烧结成电容性元件，其可作为电介质用作电极支柱。陶瓷电容器只能储存少量电荷，且通常用于高频电压条件下的滤波用途。在这些应用中，相导线和中性导线通过电容器与大地短接。目前市场上的高压电容器能够承受若干kV的过电压。
现代电源和转换器的功率密度日益增加，目前已可达到兆瓦范围。现代半导体支持在日益增加的频率下进行高负载切换，使得以可接受成本实现紧凑的高功率转换器设计成为可能。但是，随着功率密度的不断增加，对电容器的要求也在提高。
通常，转换器输入电路（或多或少延伸的结构）是以能源来区分的。特别是在太阳能转换器的情况下，输入值取决于阳光强度，因而可能存在很大差异，使最好工作点的安排变得困难。因此，必须在输入位置提供DC能源储存器件。由于高DC电压分量、所需要的高储存容量以及输入电路电容器能够相应地提供超大尺寸的特点，输入电容器是用电解质电容器来实现的。由于不大可能有非常高的交流分量，所以电容器几乎不受压力。
对中间电路电容器（亦称直流链电容器）的要求明显更为复杂。它们在DC/DC转换器和DC/AC逆变器之间充当储能器件，且其输入电流包含非常高的交流分量（纹波）。输出侧电压必须非常平稳，以确保向逆变器提供稳定的直流电压。低电容转换器的典型例子是MKP1848系列金属化聚丙烯电容器，而HDMKP系列电容器则适用于更大的转换器。
如果可用空间太小或必须储存更多能量，则铝电容器是合适的替代方案。对于负载范围达到100kW或更大的应用，可使用中间电路电容器（常常是较大的铝电容器）。
在元件成本方面，铝电容器有明显优势；470μF/450V铝电容器的成本只有类似膜电容器的五分之一。但是，薄膜电容器只需较少的保护电路来限制其故障效应。高开关频率和陡开关侧面需要使用阻尼电容器（缓冲器）。吸收电容MKP386M的任务是减小或消除电压和电流尖峰及开关损耗。通过抑制由半导体的开关所造成电压和电流过冲可减少噪声发射（EMI）。
作为替代方案，开发人员越来越多地在电力电子应用中使用复杂的开关算法来进行脉冲宽度调制，以提高效率和改善网络质量。这些设计使用更高的频率和谐波，所以必须在输出位置使用LC和LCL滤波器进行滤波。交流滤波电容器（女IMKP1847系列）提供更大的电容值范围、各种连接配置，并为提高安全性而提供符合UL810标准要求的所谓分段式薄膜技术。
由于功率密度的日益增加，对过载和故障行为的考虑受到重视。损害形式可能是短路、开路或居于二者之间（更高的漏电流）；如果出现过热，电解质会由于压力减小和绕组干燥而泄漏。
不受负载变化影响的稳定高电压
可再生能源（如风能和太阳能）的日益整合使电网面临新的挑战。用于稳定高压电网电压的电容器的使用环境完全不同于通常的电容器，并具有不同的设计要求和尺寸。它们用于维持标准要求，按照这些要求，最终用户获得的电网电压偏差不可超过230VAC±10%。
附加提供电容性无功功率能够稳定电压；向电容区或电感区的轻微相移可以提高电压。为此，可按照需要连接并联电抗器或电容器组。架空线路在高负载条件下会表现出电感特性。电压会下降并在电容性无功功率造成相移时再次增加。
除了电压稳定性，电压质量也是电网运营者考虑的一个重要事项。在电网工作期间，会有谐波（频率为基波频率倍数的叠加电压）叠加于基波。通常，第三谐波（150Hz）在重负载电网中最显著，所以必须显著予以降低。对应的滤波器安装通常是在200～300MVA的功率范围之内。
无功功率的减小由带阻尼功能的机械开关电容器组（MSCDN）来提供。如果由于电网中出现大负载而必须保持电压水平，可通过将电容器连接至每个相来实现。利用高电压电抗器L调节电容器C1和C2会使50Hz电流分量不受阻碍地流过C2。但接近中心频率的频率流过电阻器并转化为热，因此干扰频率显著减小。
单个电容器的设计
电容器由绕线元件构成。这些器件可在约2kV电压的范围内保持最好工作状态，所以必须将大量元件串联起来，以实现所要求的250～300kV耐受电压。为使这些巨型电容器易于运输和进行模块化安装，专业制造商现在能够将绕线元件装配在不锈钢外壳之中并予以焊接，以提供一个密封接头。这些装置称为中压电容器。
连接至第一电容器（C1）的高电压分配在30～40个电容器上，使每个电容上的电压约为7.5kV。电容器的重量最大不能超过100千克，每个并联电容器串不超过10个。一个C1电容器的电容值为35～40μF。这些电容器由若干绕组元件组成，这些元件在内部进行连接，形成串联绕组群。在第二电容器（C2）中，所连接的30～40kV电压分配到约5个电容器串上，使每个电容器上的电压约为7kV，电容值约为45μF。
技术实现会产生非常大的设备。一个电容器绕组元件的电极由一张铝薄膜和电介质（由若干层聚丙烯薄膜组成）构成。如果将这种设计需要的所有薄膜依次排列起来，会产生一条800万米长的薄膜带，远超过地轴长度的一半，薄膜面积可覆盖350个标准FIFA足球场。以重量来表示，这需要超过10吨铝和约25吨聚丙烯。为了将这么大的有效面积的薄膜压紧，铝薄膜和聚丙烯薄膜首先要绕成圆形，然后被压平。然后将这些扁平绕组堆叠、连接、绝缘，并装配和密封在矩形外壳中。仅电容器（包括外壳和连接器）的总重就可远超50吨。
这许多例子都证明了电容器在电力电子和电力工程中的广泛应用。它们还可作为辅助组件用于更多应用，如混合动力车和电动车、电表及大功率驱动装置的控制。
ST、CIOilit以及斯帕兰扎尼传染病研究所合作研发高精度的病毒分析仪，
帮助提早发现埃博拉病毒
意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）、Clonit以及意大利拉扎罗斯帕兰扎尼国家传染病研究所（NationalInstitute for Infectious Diseases LazzaroSpallanzani）经过几个星期的合作，开发出一款能够在75分钟内检测出埃博拉病毒的便携分析仪原型设计。
该便携分析仪基于实时聚合酶链反应（RT-PCR，RealTime Polymerase Chain Reaction）的分子生物学技术。这项合作的下一步开发任务是将定点保健站（point-of-care）的埃博拉病毒检测方案最佳化，包括最大限度降低在处理生物样品过程中可能受到感染的风险，同时降低成本，使其能够大规模广泛推广应用，以加快实现快速诊断埃博拉以及其它传播性较强的病毒铺平道路。
意大利拉扎罗斯帕兰扎尼国家传染病研究所是意大利卫生部指定的两家埃博拉护理治疗中心之一；该分析工具套件原型设计通过了该中心制定的国际标准测试，能够准确地发现血液中的埃博拉病毒，而整个化验过程中只需几毫升人类血液样品，并可用稀释100万倍的血液样品验证了化验结果的精确度。因为检测灵敏度及准确度极高，该解决方案可用于病症早期的病毒检测，有助于大幅度抑制致命性传染病传播与蔓延。
该工具套件有4个主要组件：
・提取器（extractor）：存放血液样品，提取RNA病毒；
・微型硅芯片（silicon microchip）：意法半导体的AgrateBrianza和Catania实验室研发、尺寸仅为邮票大小的微型硅芯片可充当微型反应器，重现提取遗传物质的微米级放大筛选过程。被提取的RNA放入反应器内，可根据RT PCR检测方法逆转成DNA并被放大。
・专门试剂（specific reagents）：Clonit开发的反应试剂，预置于微型芯片上，按照国际质量控制法规规定的标准和控制方法，执行量化实时PCR（病毒装载）过程；
・便携光学读取器（portable optical reader）：意法半导体开发的解决方案，检测血液样本是否存在病毒DNA，并将数据发送到相连的电脑主机，由电脑主机软件处理检测数据.并以图表形式显示处理结果。
除了检测准确外，快速的检测速度和小尺寸也使该分析套件非常适用于急救和医院外的现场诊断。
闪光灯是一个用途非常广泛的辅助工具，它是摄影光源的一种，当拍照时，周围环境的自然光源（日光）或人工光源（灯光等）不足的时候，闪光灯就成了弥补这一不足的机动光源。各种相机内置或外加的万次闪光灯，最通用的都是通过振荡和变压器升压，经电容器储存能量，在需要的瞬间释放并感应出高压，激发惰性气体发出脉冲光源，从而获得极强的瞬时功率。
以高亮度LED为闪光灯源的低压闪光灯的出现，给传统的闪光灯带来一个革命性的变化。低压闪光灯不需要振荡电路、不需要升压变压器和储能大电容器，Flash LED只需要3.5—4.5V的直流电压、100mA的电流就可使其发出2000mcd—3000mcd的高亮度光线，照亮需要辅助光的被摄主体。LED低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小，特别适用于手机、数码相机和手持设备，因此将赢得整个手持影像产品市场的青睐。
高压闪光灯电路
目前常用的闪光灯电路大多是高压闪光灯电路，它由振荡电路、升压变压器、储能大电容器、高压线圈、惰性气体闪光灯组成，典型电路图如图1。
低压闪光灯方案
低压闪光灯的电路十分经济，主要由升压、稳压的电荷泵、Flash LED(LED闪光灯)、闪光控制开关组成。如图2所示。
低压闪光灯优势
? 低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小；
? 具备多种闪光灯模式，即自动闪光、脉冲闪光、连续单闪光、消除红眼闪光，还可作为DVC的照明；
? 整个电路主要由电荷泵和Flsah LED组成；
? 不需要高压，省去升压变压器和储能大电容器；
? 高亮度SMD Flsah LED发光能达2000-5000mcd；
? SMD Flsah LED功耗低、不发热、长寿命；
? 电容式电荷泵转换效率高、周边器件少；
? 电荷泵具有SHDN输入端，可接受主机的控制信号，自动操作；
? 所有器件均超小封装，占地面积小，安装成本低；
? 适用于手机、DSC、DVC；
? 适合带拍照功能手机，保护被拍照人隐私需要。
手机相机闪光灯典型电路
手机照相机的分辨率为20—100万像素，由于手机的体积都比较小，因此它所能给予安装闪光灯的空间也十分有限，Flash LED的几何尺寸是5X6X2.5mm，以后将会有3X3X2mm的更小封装，电荷泵是SOT-23封装，都是Mini型的，刚好能满足手机设计的要求。
图3是100-200mA峰值电流的手机照相机闪光灯电路图，它用一颗AAT3110IGU-4.5V的电容式电荷泵，将手机锂电池的电压升压并稳压至4.5V，向一颗EL-61-25UWC Flash LED提供4.5V工作电压、100-200mA峰值电流，FDG335N MOSFET作为闪光开关，峰值电流经它形成回路。电荷泵的输入滤波电容器为10uF，输出滤波电容器为4.7uF，储能电容器为1uF，均选用等效串联电阻（ESR）小的X7R、X5R陶瓷电容器。RB为Flash LED平衡电阻，RF为峰值电流调节电阻，改变这个电阻可以设定峰值电流的大小，见表1 AAT3110IGU-4.5V峰值Flash LED电流试验表所示。图3为闪光前后Flash LED的电流变化图。
数码相机闪光灯典型电路
增加Flash LED的数量可以满足数码相机对闪光亮度和闪光距离的不同要求，图4是能提供300-400mA电流的数码相机闪光灯典型电路。一颗AAT3110IGU-4.5V电荷泵只能提供200mA峰值电流（最大IF=250mA/ 100ms），因此需要二颗AAT3110IGU-4.5V电荷泵并联才能输出400mA峰值电流；一颗Flash LED的IFP是100mA，因此400mA峰值电流能驱动四颗Flash LED。二颗AAT3110共享CIN 和COUT，可节省PCB空间和成本，第二颗AAT3110 (B) 和闪光门控制共用同一个信号，闪光停闪期间，二极管组成闪光门的RC泄放延迟电路。
LED闪光灯
LED闪光灯目前都是一颗LED闪光灯安装五个蓝色LED管芯加上黄磷滤色镜的结构原理来发出白光的，这也是最经济实用的方案；用一颗RGB（红绿蓝）三色管芯LED也是可以合成白光，但一颗RGB LED比一颗LED闪光灯价格贵，红绿蓝三色要分别调控亮度才能合成白光，使用成本较高，只有在需要调节闪光色温和多彩的高级方案中才选用。
LED闪光灯都带反光罩和透镜，因此在几米的距离内能提供均衡的光线。
Flash LED的外形图和电路图符号如图5所示。Flash LED的主要技术参数是亮度（IV）、视角、前向电压（VF）、前向电流（IF）、功耗（Pd）、峰值电流IF(Peak)、外形尺寸。表2是常用Flash LED性能表。
【关键词】计算机通信；正常运行；控制系统措施
1．在设计计算机通信与控制系统时要注意以下事项
1．1 在对计算机通信与控制系统设计和配置时，要注意到系统的结构要紧凑，布局要合理，信号传输要简单直接。
在计算机通讯与控制系统的器件安装布局上，要充分注意到分散参数的影响和采用必要的屏蔽措施：对大功率器件散热的处理方法；消除由跳线、跨接线、独立器件平行安装产生的离散电容、离散电感的影响，合理利用辅助电源和去耦电路。
1．2 计算机通信与控制系统本身要有很高的稳定性。
计算机通信与控制系统的稳定性，一方面取决于系统本身各级电路工作点的选择和各级间的耦合效果。特别是在小信号电路和功率推动级电路的级间耦合方面，更要重视匹配关系。另一方面取决于系统防止外界影响的能力，除系统本身要具有一定的防止外界电磁影响的能力外，还应采取防止外界电磁影响的措施。
1．3 计算机通信与控制系统防止外界电磁影响的措施，应在方案论证与设计时就给予充分考虑。
2．排除电源电压波动给计算机通信与控制系统带来的影响
计算机通信与控制系统的核心就是计算机，计算机往往与强电系统共用一个电源。在强电系统中，大型设备的起、停等都将引起电源负载的急剧变化，也都将会对计算机通信与控制系统产生很大的影响；电源线或其它电子器件引线过长，在输变电过程中将会产生感应电动势。防止电源对计算机通信与控制系统的影响应采取如下措施：
2．1 提高对计算机通信与控制系统供电电源的质量。
供电电源的功率因数低，对计算机通信与控制系统将产生很大的影响，为保证计算机通信与控制系统稳定可靠的工作，供电系统的功率因数不能低于0.9。
2．2 采用独立的电源给计算机通信与控制系统供电。
应对计算机通信与控制系统的主要设备配备独立的供电电源。要求独立供电电源电压要稳定，无大的波动；系统负载不能过大，感性负载和容性负载要尽可能的少。
2．3 对用电环境恶劣场所采取稳压方法。
对计算机等重要设备采用UPS电源。在稳压过程中要采用在线式调压器，不要使用变压器方式用继电器接头来控制的稳压器。
3．防止由于外界因素对供电电源产生的传导影响
由于外界因素对电源产生的传导影响要采取以下措施。
3．1 采用磁环方法
3．1．1 用磁环防止传导电流的原理。
磁环是抑制电磁感应电流的元件，其抑制电磁感应电流的原理是：当电源线穿过磁环时，磁环可等效为一个串接在电回路中的可变电阻，其阻抗是角频率的函数。
即：Z二f／(ω)
从上式可以看出：随着角频率的增加其阻抗值再增大。
假设Zs是电源阻抗，ZL是负载阻抗，ZC是磁环的阻抗，其抑制效果为：
DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC／(ZS+ZL)]
从上述公式中可以看出，磁环抑制高频感生电流作用取决于两个因素：一是磁环的阻抗；另一个是电源阻抗和负载的大小。
3．1．2 用磁环抑制传导电流的原则。
磁环的选用必须遵循两个原则：一是选用阻抗值较大的磁环：另一个是设法降低电源阻抗和负载阻抗的阻值。
3．2 采用金属外壳电源滤波器消除高频感生电流，特别是在高频段具有良好的滤波作用
电源滤波器的选取原则
对于民用产品，应在100KHZ一30MHZ这一频率范围内考虑滤波器的滤波性能。军用电源滤波器的选取依据GJBl51／152CE03，在GJBl51／152CE03中规定了传导高频电流的频率范围为15KHZ-50MHZ。
4．抑制直流电源电磁辐射的方法
4．1 利用跟随电压抑制器件抑制脉冲电压
跟随电压抑制器中的介质能够吸收高达数千伏安的脉冲功率，它的主要作用是，在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其阻抗立即降至很低，允许大电流通过，同时把电压箝位在预定的电压值上。利用跟随电压抑制器的这一特性，脉冲电压被吸收，使计算机通信与控制系统也减少了脉冲电压带来的负面影响。
4．2 使用无感电容器抑制高频感生电流
俗称“隔直通交”是电容器的基本特性，通常在每一个集成电路芯片的电源和地之间连接一个无感电容，将感生电流短路到地，用来消除感生电流带来的影响，使各集成电路芯片之间互不影响。
4．3 利用陶瓷滤波器抑制由电磁辐射带来的影响
陶瓷滤波器是由陶瓷电容器和磁珠组成的T型滤波器，在一些比较重要集成电路的电源和地之间连接一个陶瓷滤波器，会很好起到抑制电磁辐射的作用。
5．防止信号在传输线上受到电磁幅射的方法
5．1 在计算机通信与控制系统中使用磁珠抑制电磁射。
磁珠主要适用于电源阻抗和负载阻抗都比较小的系统，主要用于抑制1MHZ以上的感生电流所产生的电磁幅射。选择磁珠也应注意信号的频率，也就是所选的磁珠不能影响信号的传输，磁珠的大小应与电流相适宜，以避免磁珠饱和。
5．2 在计算机通信与控制系统中使用双芯互绞屏蔽电缆做为信号传输线，屏蔽外界的电磁辐射。
5．3 在计算机通信与控制系统中采用光电隔离技术，减少前后级之间的互相影响。
5．4 在计算机通信与控制系统中要使信号线远离动力线；电源线与信号线分开走线。输入信号与输出信号线分开走线；模拟信号线与数字信号线分开走线。
6．防止司服系统中执行机构动作回馈的方法
6．1 RC组成熄烬电路的方法
用电容器和电阻器串联起来接入继电器的接点上，电容器C把触点断开的电弧电压到达最大值的时间推迟到触点完全断开，用来抑制触点间放电。电阻R用来抑制触点闭合时的短路电流。
对于直流继电器，可选取：
R=Vdc／IL
C=IL*K
式中，Vdc：直流继电器工作电压。
I：感性负载工作电流。
K二0.5-lЧF／A
对于交流继电器，可选取：
R>0．5*UrmS
C二0.002-0
005(Pc／10) ЧF
式中，Urms：为交流继电器额定电压有效值。
Pc：为交流继电器线圈负载功率。
6．2 利用二极管的单向导电特性
图1所示电路看起来有点儿像降压型稳压器，并使用一个降压型控制器，但实际上是一种电压型同步回扫电路。在效率高于85%，输入电压范围为36V~60V的情况下，其面向的应用系统在输出电流为2A时要求输出电压为3.3V。这一电路在几种已评估过的技术中似乎是最有希望的，因为其效率和成本优于降压型稳压器和异步回扫电路。
图1，这种同步回扫电路具有很高的效率以及多种输入电压/输出电压比。
LM2743控制器启动之后，从MMBTA06晶体管和6.2V齐纳二极管以及从一个自举线圈获得功率。其EN（启动）输入端是一个提供UVL（低压切断）的比较器，用来防止在28V以下启动。控制器驱动一个损耗比肖特基二极管还低的同步开关，并利用更低的FET导通电阻作为限流检测电阻。在引脚11处的150kΩ电阻器产生一个250kHz的开关频率。由PulseEngineering公司（）设计的回扫变压器是一个低成本部件，其初级线圈电感为50mH，线匝比为3:1，尺寸为13（长）×15（宽）×11（高）mm。3:1的线匝比防止初级开关流过满载输出电流，从而使得开关损耗比降压型稳压器小。输出端的小型LC滤波器能使一只10mF陶瓷电容器处理很大的有效（rms）波纹电流，此外，一只低成本铝电容器也能消除波纹并缓冲负载瞬态。
图2，图1所示电路在很宽的输出电流范围内具有高于85%的效率。
图2示出了图1所示电路在三种输入电压和若干种输出电流下的测量数据。左边三条最上方的曲线表示效率；三条较低的曲线表示按右边刻度计量的以W为单位的总损耗。在不加负载的情况下，VOUT波纹的峰-峰值为6mV，在输出电流为4A时上升到20mV。在输出电流为3.5A时，效率迅速下降，这是限流作用造成的。如同任何开关电源，特别回扫电路那样，印制电路板布局非常重要。如果采用四层或更多层的印制电路板，电源平面和接地平面分开，栅极驱动连线短而宽，你就可以获得最佳性能。尽管图1所示电路拟应用于7W单输出系统中，但这种同步回扫电路可适用于更大的功率范围；你只要增加次级绕组，就可轻易地将其扩展成多种输出。增加的输出端既可以使用二极管整流器，也可以使用低栅压驱动器驱动的附加FET。
关键词 LTC2436；转换器；差分输入
中图分类号：TN792 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0182-01
LTC2436是带有一个集成振荡器的双通道差分输入微功率16位无延迟增量累加模数转换器。它能够提供800nVRMS噪声的性能指标，与VREF值无关。两个差分通道交替转换，通道识别码包含在转换结果中。它采用增量累加技术，提供数字滤波器单次转换中的稳态建立。LTC2436可以通过单只引脚进行配置，可在50Hz和60Hz+2%上获得优于87dB的输入差模抑制。LTC2436转换器可以被广泛用于称重器、直接温度测量、气体分析器、应变仪变换器、仪表、数据采集、工业过程控制等领域。
1 LTC2436转换器硬件功能及性能参数分析
LTC2436差分输入转换器可以接受从0.1 V到VCC的任何外部差分基准电压 ，可灵活实现参数比和远程传感检测配置。全幅差分输入电压范围是从-0.5・VREF到0.5・VREF。共模基准电压VREFCM和共模输入电压VINCM可以分别被设定在GND和VCC之间的任意值。直流共模输入抑制比超过140dB。
1.1 典型应用及引脚功能
VCC （引脚 1）：正电源电压。由一个10μF的钮电容器并联0.1μF陶瓷电容器旁路到地 （要尽可能靠近该器件）。
REF+（引脚 2），REF-（引脚 3）：差分基准输入。只要保持正基准输入REF+超过负基准输入REF-至少0.1 V，这两个引脚上的电压可以取GND到VCC之间的任何值。
CH0+（引脚 4）：差分通道 0 的正输入引脚。
CH0-（引脚 5）：差分通道 0 的负输入引脚。
CH1+（引脚 6）：差分通道 1的正输入引脚。
CH1-（引脚 7）：差分通道 1的负输入引脚。
GND（引脚 8，9，10，15，16）：地。多个地引脚内部连接以实现最佳地电流流动和VCC去涌。
CS（引脚 11）：低电平有效数字输入引脚。
SDO（引脚 12）：三态数字输出引脚。在数据输出阶段，此引脚被用作串行数据输出端。
SCK（引脚 13）：双向数字时钟引脚。
FO（引脚 14）：频率控制引脚。控制模数转换器的凹陷频率和转换时间的数字输入。
1.2 性能分析
1）当采用内部振荡器时，LTC2436每秒可以输出6.8个读数。实际数据输出速率取决于睡眠和数据输出阶段的长度，这由用户控制，可以做到相当短。 当以外部转换时钟工作时（FO连到一个外部振荡器），LTC2436数据输出速率可以按期望增加。
2）动态基准电流的幅值取决于非常稳定的内部采样电容器尺寸和转换器采样时钟的精确度。在整个温度和电源电压范围内，内部时钟的精确度通常优于0.5%。用外部时钟也能很容易达到这样的指标。当相对稳定电阻（50ppm/C）被用作REF+和REF-的外部源阻抗时，期望的动态电流漂移、偏移和增益误差并不显著（在整个温度和电压范围内大约为他们各自值的1%）。即使对于最严格的应用，一次校准就足够了。
3）LTC2436基准终端的完全差分特性允许从并联网络的四个中心电阻上获得基准电压，使温度变化产生的漂移降至最小。这对于中等精度的传感器（如微型硅质压力和强度传感器）来说是一个理想的基准值。这些器件通常有量级为2%的精度和50 mV到200 mV的输出幅度。
2 软件时序设计分析
LTC2436能在两个差分通道之间自动交替选择并带有一个便于使用的3线串行接口，在上电时通道0被自动选择，之后交替选择两个通道（往复式）。工作过程由三个状态组成。转换器工作循环开始于转换阶段，接下来是低功率睡眠阶段，最后是数据输出阶段。3线接口由串行数据输出（SDO）、串行时钟（SCK）和芯片选择（CS）组成，如下图所示。
通过时序控制CS和SCK引脚，LTC2436可以提供几种灵活的工作模式（内部或外部SCK和自由运行转换模式）。这些不同的模式不需要给配置寄存器编程。
3 结束语
通过对LTC2436硬件电路及相应软件功能分析不难看出，该款双通道无延迟差分输入数模转换器具有优异的AD转换性能，同时也提高了数字信号处理的速度和精度，电路配置简单，应用领域也会越来越广泛。
参考文献
陶瓷材料一般分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末(如黏土、高岭土等)为原料生产的产品。因为原料的成分混杂和产品的性能波动大，仅用于餐具、日用容器、工艺品以及普通建筑材料(如地砖、水泥等)，而不适用于工业用途。现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能，通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料，主要用于高温和腐蚀介质环境，是现代材料科学发展最活跃的领域之一。下面对现代技术陶瓷3个主要领域:结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷作一简单介绍。
一、结构陶瓷同金属材料相比，陶瓷的最大优点是优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐高温氧化、耐磨损、比重小(约为金属的1/3)，因而在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢或被应用到金属材料根本无法胜任的场合，如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。结构陶瓷可分为三大类: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铝、氧化锆、莫来石和钛酸铝。氧化物陶瓷最突出优点是不存在氧化问题，原料价格低廉，生产工艺简单。氧化铝和氧化锆具有优异的室温机械性能，高硬度和耐化学腐蚀性，主要缺点是在1000℃以上高温蠕变速率高，机械性能显著降低。氧化铝和氧化锆主要应用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高温炉管、密封圈和玻璃熔化池内衬等。莫来石室温强度属中等水平，但它在1400℃仍能保持这一强度水平，并且高温蠕变速率极低，因此被认为是陶瓷发动机的主要候选材料之一。上述三种氧化物也可制成泡沫或纤维状用于高温保温材料。钛酸铝陶瓷体内存在广泛的微裂纹，因而具有极低的热膨胀系数和热传导率。它的主要缺点是强度低，无法单独作为受力元件，所以一般用它加工内衬用作保温、耐热冲击元件，并已在陶瓷发动机上得到应用。
2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和赛龙(SIALON)。同氧化物陶瓷不同，非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起，因而具有较高的硬度、模量、蠕变抗力，并且能把这些性能的大部分保持到高温，这是氧化物陶瓷无法比拟的。但它们的烧结非常困难，必须在极高温度(1500～2500℃)并有烧结助剂存在的情况下才能获得较高密度的产品，有时必须借助热压烧结法才能达到希望的密度(>95%)，所以非氧化物陶瓷的生产成本一般比氧化物陶瓷高。这些含硅的非氧化物陶瓷还具有极佳的高温耐蚀性和抗氧化性，因此一直是陶瓷发动机的最重要材料，目前已经取代了许多超高合金钢部件。现有最佳超高合金钢的使用温度低于1100℃，而发动机燃料燃烧的温度在1300℃以上，因而普遍采用高压水强制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金钢后，燃烧温度可提高到1400℃以上，并且不需要水冷系统，这在能源利用和环保方面具有重要的战略意义。非氧化物陶瓷也广泛应用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比，其成本较高，但高温韧性、强度、硬度、蠕变抗力优异得多，并且刀具寿命长、允许切削速度高，因而在刀具市场占有日益重要地位。它的应用领域还包括轻质无陶瓷轴承、密封件、窑具和磨球等。
3、玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要区别在于结晶度，玻璃是非晶态而陶瓷是多晶材料。玻璃在远低于熔点以前存在明显的软化，而陶瓷的软化温度同熔点很接近，因而陶瓷的机械性能和使用温度要比玻璃高得多。玻璃的突出优点是可在玻璃软化温度和熔点之间进行各种成型，工艺简单而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工艺性能和陶瓷的机械性能，它利用玻璃成型技术制造产品，然后高温结晶化处理获得陶瓷。工业玻璃陶瓷体系有镁-铝-硅酸盐、锂-镁-铝-硅酸盐和钙-镁-铝-硅酸盐系列，它们常被用来制造耐高温和热冲击产品，如炊具。此外它们作为建筑装饰材料正得到越来越广泛的应用，如地板、装饰玻璃。
二、陶瓷基复合材料复合材料是为了达到某些性能指标将两种或两种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备的综合性能。陶瓷材料的最大缺点是韧性低，使用时会产生不可预测的突然性断裂，陶瓷基复合材料主要是为了改善陶瓷韧性。基于提高韧性的陶瓷基复合材料主要有两类:氧化锆相变增韧和陶瓷纤维强化复合材料。氧化锆相变增韧复合材料是把部分稳定的氧化锆粉末同其他陶瓷粉末(如氧化铝、氮化硅或莫来石)混合后制成的高韧性材料，其断裂韧性可以达到10Mpam1/2以上，而一般陶瓷的韧性仅有3Mpam1/2左右。这类材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常广泛的应用。纤维强化被认为是提高陶瓷韧性最有效和最有前途的方法。纤维强度一般比基体高得多，所以它对基体具有强化作用;同时纤维具有显著阻碍裂纹扩展的能力，从而提高材料的韧性。目前韧性最高的陶瓷就是纤维强化的复合材料，例如碳化硅长纤维强化的碳化硅基复合材料韧性高达30Mpam1/2以上，比烧结碳化硅的韧性提高十倍。但因为这类材料价格昂贵，目前仅在军械和航空航天领域得到应用。另一引人注目的增强材料是陶瓷晶须。晶须是尺寸非常小但近乎完美的纤维状单晶体，其强度和模量接近材料的理论值，极适用于陶瓷的强化。目前这类材料在陶瓷切削刀具方面已经得到广泛应用，主要体系有碳化硅晶须-氧化铝-氧化锆、碳化硅晶须-氧化铝和碳化硅晶须-氮化硅。
三、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、电、热或磁特性的陶瓷，已经具有极高的产业化程度。下面根据性能对几类主要的功能陶瓷作一简介。
1、导电性能陶瓷材料具有非常广泛的导电区间，从绝缘体到半导体、超导体。大多数陶瓷具有优异的电绝缘性，因而被广泛用于电绝缘体。半导体分为电子型和离子型半导体。以晶体管集成电路为代表的是电子型半导体。离子型半导体仅对某些特殊的带电离子具有传导作用，最具有代表性的是稳定氧化锆和β-氧化铝。稳定氧化锆仅对氧离子具有传导作用，主要产品有氧传感器(主要用来测定发动机的燃烧效率或钢水中氧浓度)、氧泵(从空气中获得纯氧)和燃料电池。β-氧化铝仅对钠离子具有传导作用，主要用来制造钠-硫电池，其特点是高效率、对环境无危害和可以反复充电。陶瓷超导体是近10年才发展起来的，它的临界超导转化温度在所有类超导体中最高，已经达到液氮温度以上。典型的陶瓷超导体为钇-钡-铜-氧系列材料，已经在计算机、精密仪器领域得到广泛应用。
2、介电性能大多数陶瓷具有优异的介电性能，表现在其较高的介电常数和低介电损耗。介电陶瓷的主要应用之一是陶瓷电容器。现代电容器介电陶瓷主要是以钛酸钡为基体的材料。当钡或钛离子被其他金属原子置换后，会得到具有不同介电性能的电介质。钛酸钡基电介质的介电常数高达10000以上，而过去使用的云母小于10，所以用钛酸钡制成的电容器具有体积小、电储存能力高等特点。钛酸钡基电介质还具有优异的正电效应。当温度低于某一临界值时呈半导体导电状态，但当温度超过这一临界值时，电阻率突然增加到103～104倍成为绝缘体。利用这一效应的产品有电路限流元件和恒温电阻加热元件。许多陶瓷，如锆钛酸铅，具有显著压电效应。当在陶瓷上施加外力时，会产生一个相应的电信号，反之亦然，从而实现机械能和电能的相互转换。压电陶瓷用途极其广泛，产品有压力传感元件、超声波发生器等。
3、光学性能陶瓷在光学方面的应用主要包括光吸收陶瓷、透光陶瓷、陶瓷光信号发生器和光导纤维。利用陶瓷光吸收特性在日常生活中随处可见，如涂料、陶瓷釉和珐琅。核工业中，利用含铅、钡等重离子陶瓷吸收和固定核辐射波在核废料处理方面应用非常广泛。陶瓷也可被制造用来透过不同波长的光线，其中最重要的就是红外线透射陶瓷，它仅允许红外光线透过，被用来制造红外窗口，在武器、航空航天领域和高技术设备上得到广泛应用。这类材料的典型代表有硫化锌陶瓷和莫来石等。陶瓷还是固体激光发生器的重要材料，典型代表有红宝石激光器和钇榴石激光器。光导纤维是现代通讯信号的主要传输媒介，它是用高纯二氧化硅制成的，具有信号损耗低、高保真性、容量大等特性，是金属信号传输线无法比拟的。
4、磁学性能金属和合金磁性材料具有电阻率低、损耗大的特性，尤其在高频下更是如此，已经无法满足现代科技发展的需要。相比之下，陶瓷磁性材料有电阻率高、损耗低、磁性范围广泛等特性。陶瓷磁性材料的代表为铁氧体，一种含铁的复合氧化物。通过对成份的严格控制，可以制造出软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。软磁材料的磁导率高，饱和磁感应强度大，磁损耗低，主要用于电感线圈、小型变压器、录音磁头等部件。典型的软磁材料有镍-锌、锰-锌和锂-锌铁氧体。硬磁材料的特性是剩磁大、矫顽力大、不易退磁，主要应用为永久磁体，代表材料为铁酸钡。矩磁材料的剩余磁感应强度非常接近于饱和磁感应强度，它是因磁滞回线呈矩形而得名，主要应用于现代大型计算机逻辑元件和开关元件，代表材料为镁-锰铁氧体。
关键词：电子陶瓷材料；分类；应用；发展趋势
1 前言
材料是人类生产和生活的物质基础，是人类进步与人类文明的标志。随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展，要求材料必须具有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能，才能在比较苛刻的环境中使用。传统材料难以满足目前的要求，因此，开发和有效利用高性能材料已经成为材料科学发展的必然趋势。
2 工业用电子陶瓷材料的分类
电子陶瓷按功能和用途可以分为五类：绝缘装置瓷、电容器瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷和离子陶瓷。绝缘装置瓷简称装置瓷，具有优良的电绝缘性能，用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。电子陶瓷按特性可分为高频和超高频绝缘陶瓷、高频高介陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、光电陶瓷、电阻陶瓷等。按应用范围可分为固定用陶瓷、电真空陶瓷、电容器陶瓷和电阻陶瓷。按微观结构可分多晶、单晶、多晶与玻璃相、单晶与玻璃相。
（1） 陶瓷基片材料
陶瓷基片材料在电子陶瓷中，占有最重要位置的是绝缘体。特别是高级集成电路用绝缘基片或封装材料，可以采用尺寸精度为微米或微米以下的高纯度致密氧化铝烧结体。高纯度致密氧化铝具有金属材料所不具备的绝缘性和高分子材料所不具备的导热性。
（2） 压电陶瓷
压电陶瓷由于是多晶材料，所以使用频率受到限制。压电元件可使电信号和机械信号相互转换。一定形状的压电陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系烧结而制成，即使是烧结体，通过极化也可获得单晶所具有的压电性。压电元件的主要用途有火花塞和谐振器。谐振器起选择性通过特定频率电波滤器的作用，是电视（TV）、无线电等调谐电路不可缺少的元件。
（3）铁电陶瓷
铁电陶瓷以铁电性晶体为主晶相的电子陶瓷。已发现的铁电晶体不下千种，但作为铁电陶瓷主晶相的主要有钙钛矿或准钙钛矿型的铁电晶体或固溶体。在一定的温度范围内晶体中存在着可随外加电场而转变方向的自发极化，这就是晶体的铁电性。当温度超过某一临界值──居里温度TC时，其极化强度下降为零，晶体即失去铁电性，而成为一般的顺电晶体；与此同时，晶体发生铁电相到顺电相的相变。铁电体的极化强度还随电场而剧烈变化。
铁电陶瓷功能多、用途广，利用其压电特性可以制成压电器件，这是铁电陶瓷的主要应用，因而常把铁电陶瓷称为压电陶瓷。利用铁电陶瓷的热释电特性可以制成红外探测器件，在测温、控温、遥测、遥感以至生物、医学等领域均有重要应用价值。典型的热释电陶瓷有钛酸铅（PbTiO3）等。利用透明铁电陶瓷PLZT的强电光效应，可以制成激光调制器、光电显示器、光信息存储器、光开关、光电传感器、图像存储和显示器，以及激光等新型器件。
（4） 半导体陶瓷
在陶瓷中，半导体是很多的，除了元素半导体和化合物半导体外，很多种金属的氧化物也具有半导体性质，甚至还有有机高分子的半导体。而半导体陶瓷则是指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料，它与单晶半导体不同，存在大量晶界，晶粒的半导体化也是在烧成工艺过程中完成的。因此，有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件，可以非常敏感的影响材料的性能，这为开辟陶瓷敏感材料的新领域提供了广阔的天地。电阻随温度而变化的性质，可用于非线性电阻。负温度系数非线性电阻随温度上升而电阻降低，具有一般的半导体特性。铁系金属的氧化物陶瓷，因为具有化学的和热的稳定性，所以可用于非线性电阻，在很宽的范围控制温度。与此相反，称为正温度系数热敏电阻（PTC热敏电阻）的元件，用的是半导体化的BaTiO3陶瓷。这种陶瓷因为在相变温度下电阻急剧增大，如果作为电阻加热元件而应用，则可在相变温度附近自动控温，是很方便的。
（5） 敏感性材料在陶瓷行业中的应用
1） 正温度系数热敏电阻材料（PTC）
这种材料的电阻和温度关系，在低于居里温度时呈现低阻抗，高于这一温度时则呈现高阻抗，电阻变化是在居里温度附近以陡变的方式实现的，组织变化的幅度可高达100～105倍。利用这种特性可以作为自控型发热元件，还可用做对特定温度敏感的元件，以及延时开关、过流保护、测温等方面的元件，因此PTC陶瓷应用领域十分广阔。PTC热敏陶瓷材料目前主要是钛酸钡，它的居里温度为120 ℃，通过添加锶、铅、锡、锆等氧化物可以大幅度改变其居里温度。
2） 负温度系数电阻器材料
除了PTC热敏电阻器外，另一类半导体热敏陶瓷就是负温度系数（NTC）热敏陶瓷电阻器，它的电阻对数值随温度升高而几乎呈线形降低。这类材料由锰、铜、铁、钴等金属的复杂氧化物组成，由于组织易于控制，随温度变化大，精度高，价格低，所以NTC热敏电阻器在民用电器、汽车、通讯等设备上用得较多。
3） 由金属氧化物组成的湿敏陶瓷
由金属氧化物组成湿敏陶瓷，如：SnO2、ZrO2基等。曾有人开发出使用钙钛矿型的陶瓷系列湿度传感器。该系列中的某一组成表现出很强的湿敏效应。湿敏的原理是基于半导体氧化物吸附水分后改变了表面导电性或电容性。湿度传感器在电子、食品、纺织工业及各种空调设备、集成电路内非破坏性湿度检测等场合应用十分广泛。
4） 压敏陶瓷
压敏陶瓷是一类应用极为广泛的敏感材料。利用材料的电流-电压非线性特性，可用于制成电压敏感器件，它的阻值不是恒定值，而是随电压增高到一定值时下降，所以也成为变阻器。这一特性特别适用于电子电路、电力系统及家电产品中的过压保护，发展前景很好。目前，氧化锌-氧化铋系材料的应用最为普遍。半导体陶瓷对环境气氛往往具有选择性的敏感特性。如氧化锡、氧化锌、氧化钛材料体系是若干碳氢化合物敏感元件氧化锆系材料是测氧分压最常用的敏感材料。其共同特征是通过有选择地吸附气体，使半导体的表面能态发生改变，从而引起电阻率的变化，确定某种未知气体及其浓度范围。
3 工业用电子陶瓷材料的应用领域
电子陶瓷是广泛用于制作电子功能元件的，多数以氧化物为主要成份的烧结体材料。电子陶瓷的制造工艺与传统的陶瓷工艺大致相同。利用陶瓷材料的高频或超高频和低频电气物理特性可制作各种不同形状的固定零件、陶瓷电容器、电真空陶瓷零件、碳膜电阻基体等等。
信息化是21世纪重要的时代特征，信息功能陶瓷材料已经成为现代电子信息技术的重要基石，在能源、家用电器、汽车等方面可以广泛应用，尤其在通信、广播、电视、雷达、仪器仪表等电子设备中是不可缺少的组成部分。另外，随着激光、计算、集成、光学等新技术的发展，电子陶瓷的用途更日益扩大。信息功能陶瓷以其高性能和应用的广泛性，日益成为许多新型电子元器件的重要关键基础材料，在国民经济和国防建设中占有十分重要的战略地位，目前应用最广的是电子信息领域。随着电子信息产品进一步向小型化、集成化、宽带化的方向发展，信息功能陶瓷的细晶化、电磁特性的高频化、低温共烧陶瓷技术等将成为发展新一代片式电子元器件的关键技术，导致一系列新型电子元件和模块的出现。信息功能陶瓷作为一大类对电、磁、光、声、热、力等信息具有检测、转换、存储、耦合和传输等功能的介质材料，广泛应用于电子信息、集成电路、计算机、自动控制、航空航天、海洋超声、通信技术、汽车和能源等近代高新技术领域。时下，压电陶瓷产品门类齐全，不仅广泛用于军事和工业领域，还渗透到了人们日常生活的每个角落，其应用领域较广。
（1） 超声换能器
近几年发展较快的有陶瓷谐振器、陶瓷滤波器，还有调谐音叉滤波器、机械滤波器、陶瓷鉴频器、陷波器和延迟线。其中，陶瓷谐振器、陶瓷滤波器产量已经占我国压电陶瓷产品的65%以上，相当引人注目。特别是陶瓷谐振器具有高稳定、无需调节、尺寸小和成本低等特点。典型的应用有：电视机、摄录像机、计算机、CD-ROM驱动器、汽车电器、VCD、电话机、复印机、语音合成器、遥控器和玩具等。压电超声换能器是发射和接收超声波的声学器件，在水和空气介质中广泛应用。在水声通信中起雷达的作用，被称为声呐，是各类舰船必不可少的重要传感器。在工业中，超声换能器已被用于超声清洗、超声精密加工、超声加湿、超声乳化、超声种子处理、超声探伤和超声诊断等。当今，压电超声换能器的另一广泛应用领域是遥测、遥控系统和报警系统。压电发声器的典型产品是压电蜂鸣器和压电送、受话器、手表、计算器、电子闹钟、小型警铃以及电话、手机的振铃都离不开蜂鸣器。计测和控制用压电器件主要有压力、加速度、角速度传感器以及超声测深、超声测厚、超声测流速、超声诊断等。
（2） 数字3C产品
近些年来，集计算机、通信等电子于一体的数字3C产品近年来得到了快速发展，3C融合产品已成为今后重要的发展方向。据预测，3C融合将创造出一个高达4000亿美元的产业。3C产业的高速发展，极大地推动着电子基础产品和元器件的同步协调发展，也对电子元器件的基础材料――信息功能陶瓷提出了严峻的挑战，同时也提供了良好的发展机遇。
（3） 电子信息产品
我国的电子信息产业，特别是一些附加价值高、技术含量高的新型电子信息产品和一些基础电子产品的生产水平与发达国家相比仍存在很大差距，不少高端产品在相当大的程度上被外资企业所控制。国外大公司，如：村田、松下、京都陶瓷、摩托罗拉等近年来长驱直入中国市场，目前已占据了国内片式元器件特别是高档片式元器件市场相当大的份额。我国信息产业正面临着产品升级换代的机遇和挑战。
4 电子陶瓷产业加速研发新材料
由于功能陶瓷材料近年来强大的市场需求和战略地位，世界各国对功能陶瓷的研究与开发都给予了足够的重视。美国、日本和西欧一些国家都将功能陶瓷作为关键技术，投入大量经费进行研究和开发。从总体上看，美、日在功能陶瓷的研究方面居领先地位。功能陶瓷电子元件发展的重要趋势是小型化、微型化、片式化、模块化和集成化。这些趋势向陶瓷材料科学和技术提出了一系列挑战。因此，围绕上述应用目标开展的功能陶瓷材料的研究及产业化目前十分活跃。
主要特点
MIC68200是一种低压差线性稳压器IC。该IC主要特点：有输出固定电压(1．2V、1．5V、1．8V等固定电压)及输出电压可设定的品种；多个MIC68200可组成主、从电源系统，实现主、从电源输出电压的排序及跟踪的要求；输入电压范围1．65～5．5V；输出可设定的电压范围0．5～5．0V；输出固定电压的电压精度典型值为±1．0％(最大值为±2％)；可输出最大峰值电流为2A，连续输出电流可达1A，以满足上电时高电流的要求；低压差，输出1A时的典型压差值为500mA；有关闭电源控制，在关闭状态时耗电0．01μA(典型值)；有较好的电压调整率及负载调整率；内部有过热关闭及过流限制保护；小尺寸薄型10引脚MLF封装(0．85mm×3 mm×3 mm)；工作结温范围40℃～+125℃。
引脚排列及功能
MIC68200的引脚排列如图1所示，各引脚功能如表1所示
主要参数
MIC68200的主要参数：输入电压范围1．65～5．5V；EN端输入电压范围0～VIN(EN高电平电压大于1．0V)，关闭电源时EN为低电平(电压小于0．2V)，斜坡控制电压VRC=0～5．5V；输出电压精度在±2％内(典型值为±1％)；输出电压负载调整率0．3％(典型值)，电压调整率0．06％(典型值)；压差500mV／A(最大值)；地电流在输出1A时的典型值为15mA，关闭电源时耗电典型值为0．01μA；内部电流限制为3．4A；POR端输出低电平时是输入欠压状态，低电平电压为60mV(典型值)；输出电压在上电时比正常电压低10％之内(上升)，关断时，比正常电压低12．5％(下降)时输出高电平；固定输出器件，其跟踪精度为10mV。
典型应用电路
1 固定输出与输出可设定的基本电路
固定输出的基本电路如图2所示。采用MIC68200-1．8YML(型号中-1．8表示输出固定的1．8V电压，YML是型号的后缀)，输出1．8V。ADJ／SNS端与OUT端连接，RC端及Delay端不用，可悬空；VIN端加上3．3V输入电压，当EN端输入高电平(>1V)时，电源输出1．8V。当VOUT的输出电压大于90％×1．8V时，POR端输出高电平(上电复位信号)；若EN端输入低电平(
图中，47kΩ是开漏输出的上拉电阻，Cnv是输入电容(0．1μF)，GOUT是输出电容(4．7μF)，一般采用介质材料为X7R或X5R的贴片式多层陶瓷电容器(MLCC)。输出电压可设定的基本电路如图3所示(其型号为MIC68200YML)。输出电压VOUT与外接电阻分压器R1、R2的关系为
VOUT=0．5V[1+(R1／R2)]
式中，0．5V是内部的基准电压。
由于ADJ／SNS端的输入阻抗极高，所以R1、R 2可采用阻值较大的电阻(R1、R2≤1M)。当R1>50kΩ时，需在R1上并联1个0．1μF(CFF)的电容，以避免由于相位滞后而产生不稳定。一般设R1=10kμ，已知VOUT值后可求出R2值。
例如VIN=3．3V，R1=10kΩ，R2=2．5kΩ时，VOUT为：VOUT=0．5V[1十(R1／R2)]
=0．5 V[1+(10k／2．5k)]=2．5V
可设定输出电压范围是0．5～5．0V，输入电压VIN一般取VOUT+1V左右。
2 主从电源排序电路
图4是一种主从电源排序电路。输入电压VIN=3．3V，主电源输出电压VOUT＝1．8V，从电源输出电压VOUT2=1．5V。在排序上要求从电源后上电、先断电，如图5中的VOUT1及VOUT2的电压波形图所示(在图5中，主电源的有关参数后加1，从电源的有关参数后加2)。
电源要求的排序是由主、从电源的Delay端设置延迟电容CDLY来实现的。在图4中，主电源的Delay端外接CDLY1=10nF到地。从电源的Delay端外接CDLY2=1nF到地。器件内部有1个±1μA的双向电流源，在上电时，电流源向CDLY充电到一定电压，产生TPOR的延迟时间；在关断时，CDLY上的电压向电流源放电到一定电压，产生TSHDN延迟时间。充电、放电的电流是相同的，所以TPOR=TSHDN°其延迟时间与CDLY的关系为：
TPOR=TSHDN=1．13(CDLY／Ma)
延迟时间的单位与电容的单位有关，如表2所示。
例如，主电源为Delay端外接CDLY1=10nF，则其TPOR及TSHDN为
TPOR=TSHDN=1．13(10Nf／1μA)=11．3ms
从图4、图5中可以看到：由于从电源的EN端接在主电源的POR端，所以在主电源上电往TPOR1延迟后从电源才上电；在EN1为低电平时，由于主电源的CDLY1大于从电源的CDLY2，所以TSHDN1>TSHDN22，这样使从电源先关断而主电源后关断，而主电源后关断，实现了电源排序的要求。
一种典型的排序电路如图6所示，它由固定输出1．8V的主电源及1．2V从电源组成。该电源给带内核的微处理器(μP)供电：主电源给I／O端口供电； 从电源给内核供电。另外，从电源的POR端给μP提供上电复位信号。
主、从电源的Delay端外接的延迟电容器CDLYM及CDLYS(符号中M表示主电源，S表示从电源)的电容量不同时，其排序不同。图7中，CDLYM=1nF，CDLYS=2nF，是主电比从电源先关断的排序；在图8中；CDLYM=2nF，CDLYS=1nF，是主电源比从电源后关断的排序。
3斜坡升压与斜坡降压电路
若在MIC68200的RC端连接一个电容(CRAMP)到地，内部的双向电流源(±1μA)在上电时给CRAMP充电，在关断时CRAMP上的电压经电流源放电，使输出电压在上电及关断时电压形成斜坡，如图9所示。
从零电压上升到额定电压的时间(即斜坡上升时间)TSLEW及斜坡下降时间TDOWN与CRAMP的关系如下：
在固定输出的电源时，
TSLEW=VOUT(CRAMP／μA)
在输出电压可设定的电源时，
TSLEW=0．5V(CRAMP／μA)
例如，在固定输出1．8V电源中，若CRAMP=5．6nF，则TSLEW=10．08ms(计算值)，约10ms。若在输出可设定的电路中，要求TSLEW=10ms时，则CRAMP要求20nF。
当EN端为低电平时，CRAMP上电压放电，输出电压斜坡下降，其斜坡下降时间TDWON的计算公式与POR上电延迟的时间计算公式相似，仅用CRAMP换CDLY，公式如下：TDOWN=1．13(CRAMP／μA)
一种带有斜坡升、降压的电源排序电路如图10所示。
4电源跟踪电路
电源跟踪有两种：正常跟踪与比例跟踪(Ratiometric Tracking)。分别介绍如下。
①正常跟踪
正常跟踪时，从电源的RC端由主电源的输出电压来驱动。内部的控制缓冲器保证从电源的输出电压常稍高于主电源的输出电压，以保证从电源正确地调节。如果主、从电源都是固定输出电源，其电路如图11所示。从图11中的电压波形图可清楚地看到主、从电源在上电及断电时，两电压跟踪的情况(上升的斜率与下降的斜率基本一样)。
如果主、从电源都由输出可设定的电源组成，则控制从电源RC端的电压经分压器分压后输入，主电源的分压电压等于从电源输出电压；若主、从电源输出电压相同，则VCR电压高于从电源输出电压2％～4％。一种由两个输出可设定的MIC68200组成的主、从电源跟踪电路如图12所示。主电源输出电压VOUT1=2．5V，从电源输出电压VOUT2=0．7V。从电源的RC端与VOUT1的分压器相连接。VRC可从图12中的分压器计算出：VRC=VOUT2。从图12的电压波形图中可看出：VOUT1及VOUT2在上电及断电时其斜率基本相同，实现了电源的跟踪。
②比例跟踪
比例跟踪时，主、从电源上电关断时斜率并不相同，但要求上电时VOUT1，与VOUT2达到额定电压的时间相同，断电时降到零时间要相同。在由两个固定输出电源组成的电源时，为达到比例跟踪，从电源的RC端由主电源输出电压的分压器来控制，其VRC的电压要求为
VRC=90％×VOUT2
图13是一种由两个固定输出电源组成的比例跟踪电路。输入电压VIN=2．5V主电源输出电压VOUT1=1．8V，从电源输出电压VOUT2=1．2V，从电源RC端控制电压VRC为
VRC=90％×VOUT2=1．2V×0．9=1．08V
图13中，VOUT1的分压器由1kΩ及15kΩ电阻组成，其分压器的电压就是1．08V。从图13的电压波形图中可清楚地看到，VOUT1及VOUT2在上电及断电时，到达额定电压的时间及断电时降到零电压的时间是相同的。
【关键词】功能材料；特点；发展现状
一、引言
功能材料的概念是美国Morton J A于1965年首先提出来的。功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和生物功能，在物件中起着“功能”的作用。随着社会的不段发展，功能材料的作用越来越大。下面对几种功能材料做一些简单的介绍。
二、铁电材料
在具有压电效应的材料中，具有自发极化（自发极化包括二部分：一部分来源于离子直接位移；另一部分是由于电子云的形变），且自发极化能够为外电场所转向的一类材料称为铁电材料。铁电材料的发展大体可以分为四个阶段：罗息盐时期—发现铁电性；KDP时期—铁电热力学理论；钙钛矿时期—铁电软模理论；铁电薄膜及器件时期—小型化（铁电液晶、聚合物复合材料、薄膜材料和异质结构等非均匀系统）。
现代功能材料的应用非常广泛，可作信息存储、图象显示；可以做成小体积大容量的陶瓷电容器；铁电薄膜能用于不挥发存贮器外，还可利用其压电特性，用于制作压力传感器，声学共振器，还可利用铁电薄膜热释电非致冷红外传感器研究等。
虽然应用广泛，但铁电材料的研究面临很多困难，例如薄膜化引起的界面问题，小型化带来的尺寸效应和加工、表征问题，集成化导致的兼容性问题等等。同时，与铁电材料及器件相关的新原理、新方法、新应用都值得我们去研究和开发。
三、铁磁材料
随着材料科学的发展，铁磁材料已成为一种重要的智能材料。铁磁材料主要包括软磁材料、硬磁材料、和矩磁材料。
软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。例如变压器，变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是一级级线圈、二级线圈和铁心。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、安全隔离等。其中铁芯芯便是软磁体。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁材料可用于永久扬声器、扩音器、电话等。扬声器纸盆背面是磁铁，外磁式扬声器用金属螺丝刀去接触磁铁时会感觉到磁性的存在；内磁式扬声器中没有这种感觉，但是外壳内部确有磁铁，便是硬磁体。
矩磁材料，是指具有矩形磁滞回线的铁氧体材料。它的特点是，当有较小的外磁场作用时，就能使之磁化，并达到饱和，去掉外磁场后，磁性仍然保持与饱和时一样。
四、热电材料
热电材料又叫称温差电材料，是一种利用固体内部载流子的运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料，主要用于热电发电和制冷。
热电材料根据运作温度可分为三类：碲化铋及其合金，这是被广为使用于热电致冷器的材料，其最佳运作温度
五、形状记忆材料
具有一定形状的固体材料，在某一低温状态下经过塑性变形后，通过加热到这种材料固有的某一临界温度以上时，材料又恢复到初始形状的现象，称为形状记忆效应。具有形状记忆效应的材料称为形状记忆材料。形状记忆材料分为三类：形状记忆合金（钛-镍系形状记忆合金，铜基系形状记忆合金和铁系形状记忆合金）；形状记忆陶瓷；形状记忆聚合物。
形状记忆材料作为新型功能材料在航空航天、自动控制系统、医学、能源等领域具有重要的应用。形状记忆合金已广泛用于人造卫星天线、机器人和自动控制系统、仪器仪表、医疗设备和能量转换材料。近年来，又在高分子聚合物、陶瓷材料、超导材料中发现形状记忆效应，而且在性能上各具特色，更加促进了形状记忆材料的发展相应用。
六、纳米材料
纳米是一个长度单位，1nm=10-9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料，纳米尺度一般是指1-100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时，其某个或某些性能会发生明显的变化。
纳米材料的发展大致可划分为三个阶段：
第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能。
第二阶段（1990-1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料。
第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。
纳米材料的特性主要有：小尺寸效应、表面和界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。
纳米材料的应用非常广泛，比如纳米陶瓷材料、纳米传感器、纳米倾斜功能材料、纳米半导体材料、纳米催化材料以及在家电、纺织工业和机械工业上的应用。
材料是现代科技和国民经济的物质基础。一个国家生产材料的品种、数量和质量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志。随着新技术将更迅猛地发展，我们对功能材料的需求也日益迫切。因此，我们要加强对功能材料的研制和开发应用，把新成果应用于劳动生产。
