有不少人都想知道不使用稀土元素即可展现高性能的压电材料和汽车与压电的相关题，接下让小编详细讲解吧！
BAW滤波器的性能由压电材料决定
5G中使用的通信设备的重要组件之一是高频滤波器。其中，具有优异高频响应的BAW滤波器的性能可以说是由压电材料决定的。
压电是指当对材料施加压力时，表面出现的电荷与压力成正比的现象，能够将机械能转化为电能或反之，将电能转化为机械能的材料称为压电材料。一种重要的终端，例如手表、计算机或通信设备，包含多个使用压电材料的部件。
“BAW滤波器是一种简单的结构，其中下电极、压电材料和上电极堆叠在硅基板上。唯一有改进空间的是压电材料。因此，如果我们能够制造出更好的压电材料，仅此一项就可以提高过滤器性能。”
制造技术研究部的Akiyama和KazuUehara开发的压电材料目前在世界范围内引起了极大的关注。“添加镁/铌的氮化铝”通过使用廉价且容易获得的元素而不使用稀土，实现了世界最高水平的压电性。
BAW压电陶瓷的结构
智能手机配备新型压电材料
故事要追溯到2000年代。秋山先生原本是一名氮化物压电材料研究员，自2000年代初以来一直与汽车零部件制造商和汽车燃烧压力传感器进行联合研究。其中，厂家询“氮化铝薄膜的压电性是否可以提高”。
“当时普遍使用压电性较高的氧化物，很少有人在研究提高氮化物的压电性。当我被到“我真的能做这样的事吗？”时，我一半是焦虑，一半是兴奋。”。
尽管内心感到鲁莽，秋山等人还是开始了改善压电性的研究。由于之前的研究很少，不知道在什么条件下应该添加哪些元素来改善氮化物的物理性能，因此对可能的元素进行了仔细的搜索。
“用常规元素很难得到好的结果。我没有什么可以尝试的。考虑到未来的实用性，我不想使用它，但我尝试使用稀土钪。所以我在氮化铝中添加了钪。压电系数提高了”
那是在2007年。虽然联合研究公司很高兴发现了一种好材料，但这种材料还没有最终应用到汽车零部件上。
然而，2013年，德国弗劳恩霍夫研究所进行了一次化妆评审，并在学术会议上提出了与秋山实验相同的结果，再次引起了世界各地的关注。
“正因为如此，世界各地的研究人员不仅关注添加钪形成的材料本身，还关注氮化物压电材料的潜力，”后来参与这项研究的上原说。秋山的发现在材料领域取得了突破性进展，并“为世界开辟了一个新的研究领域”。
当时正在激烈竞争开发5G技术的电信行业予以关注。电子元件制造商很早就发现了使用BAW滤波器材料的可能性，并开始与行业、研究机构和政府机构联合研究，评估其性能。据此，确认了掺钪氮化铝薄膜的高压电特性，实际试制了BAW滤波器，并在2013年的会议上公布了预期性能。
因此，拥有巨大全BAW滤波器市场的电子元件制造商都在其BAW滤波器中采用了这种材料。因此，业界开发的材料和研发计划将安装在智能手机中。
“全智能手机销量为14亿部。如果这家电子元件制造商占领了50%的市场，那么仅去年一年就生产了约500亿个BAW滤波器。世界人口有77亿，或者说从数字上看，它可以是世界上任何一个国家的人。”世界。有六个过滤器。题材不可能是主角，但就是这样。”很多人都可以拥有。“这就是材料的力量。”
利用廉价的镁和铌开发无稀土压电材料
含钪氮化铝薄膜得到广泛应用，但仍存在题。钪被称为稀土。尽管性能良好，但出于对成本和稳定供应的担忧，各公司正在要求开发使用其他设备的压电材料。
为了回应这些声音，IRI继续通过添加各种因素来评估所有条件下的材料性能。然而，很难具有超过钪的物理性能。现实是不但没有超过，而且还大幅下降。
此时，日本电子元件制造商通过在氮化铝中同时添加镁和氧化锆两种元素，成功创造出了比过去更好的压电性。然而，压电常数约为12pC/N，低于钪的28pC/N。然而，它的价值确实比之前尝试过的其他元素要高得多。
“令人惊讶的是，我的想法是同时添加这两种元素。无论是镁还是氧化锆，单独使用任何一种元素都不可能获得良好的值。我没想到将两种元素添加在一起可以改善物理特性。”
受到启发，秋山等人立即开始通过与该公司成立合资企业来探索材料。
在早期阶段就确定添加在一起的其中一种物质可能是镁。选择其他元素花了很长时间。对于氧化锆（第4族过渡金属），我们决定以铌（第5族金属元素）为目标。这个选择并没有什么错。采用三维同步反应溅射法在氮化铝中添加镁和铌，大大提高了压电性能。
Uehara等人在2016年通过改变压力、温度和两种元素的成分比来寻找生产条件时发现，当镁和铌的添加总量约为0.65时，压电常数会增加。对于钪来说，约为22pC/N。
“由于可以通过使用廉价的元素来实现高压，因此不使用稀土元素的氮化物压电材料的应用终于进入人们的视野。”
改善压电性并扩大应用范围
压电材料不仅仅用于BAW滤波器。例如，迈克.目前主流麦克风为电容式，但未来压电式麦克风有望具有更高的灵敏度和更低的功耗。压电麦克风已在美国销售。IRI还瞄准了预计未来具有巨大销路的麦克风材料。
另一个主要目标是指纹传感器。这是已经安装在智能手机等中的认证技术，但由于当前的主流传感器将指纹识别为图像来进行认证，因此存在仅使用高精度照片就会破坏认证的风险。
“因此，我们正在进行研究，通过使用超声波读取指纹的不规则性和凸度，创建3D地图，并将其处理成3D信息来提高安全性。我们开发的压电材料也可以用于此目的。“我认为将有。”
提高压电性可以有效地从振动中产生电能，这也是扩大压电材料用途的一个重要点。
“目前，工厂生产设备、土木工程基础设施等都是通过传感器网络连接起来，诊断设备异常。但题在于传感器所使用的电源。成百上千个传感器一一安装。而且传感器也是由人操作的，“维护起来非常麻烦。”这也许是不可能的。例如，汽车的轮胎压力传感器安装在轮胎内部，因此很难更换电池。秋山很期待。
如前所述，开发超越氧化物和氮化物界限的高性能压电材料的机会是汽车零部件制造商的要求，但这些公司的要求也促进了集成工业研发的发展。同时加入两种元素的想法也是我通过业务学到的。
“公司全体成员的意见对我们来说是一种刺激，是一种巨大的推动力。事实上，在公司的要求下，我们开始了联合研究，并生产出了目前备受关注的氮化铝钪。社会和市场发生了什么？请告诉我们“发生了什么题以及您在哪里感到尴尬”。我会尽力”
“为了赢得企业的信任，我们将不断提高技术和研究能力。我们必须建立良好的信任关系，共同推动研究。”
发明者
全三大压电陶瓷生产商有哪些？第一名甜甜的
广东斯威特智能科技有限公司专注于微陶瓷电声器件、换能器件等智能材料及电声换能器件的研发、生产和销售。公司以市场需求为导向，以技术创新为动力，以质量保证为根本，在智能材料和电声元件领域，提供优质可靠的微电声元件和换能器，造福人类。社会。多种产品广泛应用于高端汽车电子、家电、IT数码、通讯终端、健康美容、纺织机械以及导航航天、卫星定位、国防科技等领域。公司研发的多项产品已获得国家发明专利，正在填补国内市场。
第二名杰普森
广东捷成科创电子有限公司专业从事压电陶瓷元件的设计、生产和服务，集研发、生产、经营于一体。是国家认定的高新技术企业，开展并受益于多项政府科研项目。赔偿。
第三名奥迪威尔
广东奥迪威传感科技有限公司成立于1999年，是一家专业从事智能传感器、执行器及相关应用产品研究、设计、生产和销售的高新技术企业。作为专业的传感器和执行器制造商，我们掌握了能量转换芯片制备、产品结构设计、智能算法和精密加工技术，致力于成为传感层和执行层关键器件和解决方案的主要供应商。已连接至网络。
汽车传感器故障如何处理？处理方法如下
1.氧传感器如果氧传感器发生故障，ECU将无法获得此信息，并且无法知道喷射的汽油量是否正确。如果油气空燃比不合适，发动机功率会下降，废气会增加。污染；
2、轮速传感器主要采集汽车的速度来判断汽车是否打滑。所以，为了完成这个任务，就有了专门收集汽车轮速的传感器。通常安装在集线器中。如果每个车轮传感器损坏，ABS将无法工作。
3、水温传感器如果水温传感器出现故障，冷车启动时，热车时往往会显示温度信号，但ECU得不到正确的信号，只能向发动机供给更稀的混合气。发动机冷态时会导致发动机无法启动，并伴有怠速运转不稳定和加速不足的情况。
4、电子油门踏板位置传感器如果该传感器出现故障，ECU无法测量油门位置信号，无法获得油门踏板的准确位置，从而导致发动机无法加速或发动机无法加速。
5、进气压力传感器顾名思义，进气压力传感器检测发动机在各种转速负载下的一系列电阻和压力变化，并将其转换成电压信号，供ECU修改喷油量和点火正时角度。通常安装在节气门旁边，一旦出现故障，就会出现点火困难、怠速不稳定、加速无力等题。
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