1 概述
非金屬材料是由非金屬元素或化合物構(gòu)成的材料。通常指以無(wú)機(jī)物為主體的玻璃、陶瓷、石墨、巖石以及以有機(jī)物為主體的木材、塑料、橡膠等一類(lèi)材料。非金屬材料以其耐壓強(qiáng)度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)和電子產(chǎn)品中。
2 非金屬材料在電子技術(shù)中的應(yīng)用
2.1 玻璃在電子技術(shù)中的應(yīng)用
強(qiáng)化光學(xué)玻璃，應(yīng)用在電容式觸摸屏最表層，又名CoverLens、玻璃視窗、強(qiáng)化手機(jī)鏡片等，屬電子、光電產(chǎn)品的精密結(jié)構(gòu)零組件。市場(chǎng)上推出的智能手機(jī)、平板電腦、ATM 機(jī)、IPAD 等主要電子產(chǎn)品，由于電容式觸摸屏本身脆弱，不耐刮花，一般需要配備一塊通過(guò)強(qiáng)化處理過(guò)的光學(xué)玻璃對(duì)外層進(jìn)行保護(hù)，而光學(xué)玻璃能有效解決這個(gè)問(wèn)題。
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)等領(lǐng)域，具有高抗沖擊韌性、高耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性、高防水等級(jí)以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是石棉的優(yōu)良替代品，在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，需求增長(zhǎng)迅速。電子玻璃纖維被制成各類(lèi)電子產(chǎn)品的基本元器件，在手機(jī)、電腦、電視機(jī)，甚至在航空航天領(lǐng)域的精密儀器設(shè)備上大量應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)已突破5 微米玻璃纖維關(guān)鍵技術(shù)，成功打破國(guó)外對(duì)行業(yè)的壟斷，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。電子玻璃纖維越來(lái)越細(xì)，用它做的電路板就會(huì)越來(lái)越薄，要是把這些電路板裝進(jìn)手機(jī)、電腦里，不僅其功能強(qiáng)大，它們的體型將更袖珍，甚至可以隨意折疊。
2.2 陶瓷在電子技術(shù)中的應(yīng)用
陶瓷材料以其高硬度、高熔點(diǎn)、耐氧化、高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于手機(jī)外殼。
世界首款陶瓷手機(jī)于2011 年在景德鎮(zhèn)問(wèn)世。和普通手機(jī)外殼相比，經(jīng)過(guò)1300 多度的高溫?zé)坪螅粌H環(huán)保、耐磨性高，還極具觀賞價(jià)值。
蘋(píng)果公司于2013 年獲準(zhǔn)了一項(xiàng)名為“多層陶瓷外殼”的專(zhuān)利，準(zhǔn)備應(yīng)用于IPhone 手機(jī)外殼上。陶瓷材料主要由氧化鋯和氧化鋁構(gòu)成，而其中氧化鋯能夠有效地讓電波通過(guò)，材料牢固、堅(jiān)硬、不影響信號(hào)的穿透，所以對(duì)于具備無(wú)線通訊功能的電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，是相當(dāng)不錯(cuò)的外殼材料。
2.3 石墨烯在電子技術(shù)中的應(yīng)用
石墨烯單原子層材料厚度僅0.34 納米，是目前全世界最薄、最堅(jiān)硬的材料，其抗拉強(qiáng)度達(dá)130GPa（( 吉帕斯卡），強(qiáng)度比世界上最好鋼鐵高100 倍；導(dǎo)熱系數(shù)是室溫下純金剛石的3 倍；還是迄今為止最理想的儲(chǔ)能器件材料，額定容量與能量密度遠(yuǎn)高于目前電極材料，并超薄、超軟、透明。良好的電導(dǎo)性能和透光性能，使石墨烯還可用于液晶顯示、觸摸屏、有機(jī)光伏電池、有機(jī)發(fā)光二極管等生產(chǎn)；基于石墨烯的超級(jí)計(jì)算機(jī)，速度比現(xiàn)有計(jì)算機(jī)快100 倍以上。石墨稀油墨的發(fā)展可實(shí)現(xiàn)可折疊電子設(shè)備大發(fā)展。
2.4 塑料在電子技術(shù)中的應(yīng)用
塑料的剛性、抗沖擊性、耐蠕變性、抗化學(xué)性的特點(diǎn)，成為大部分電器及電子產(chǎn)品的核心材料成分。以改性塑料為例，很多的附加性能令其更符合各種電子電器產(chǎn)品的不同需求。一般是通過(guò)在塑料原料中添加不同成分以達(dá)到阻燃、透明、耐候的目的。可以應(yīng)用在電飯煲的外殼和底座、揚(yáng)聲器喇叭口等。例如拜耳的PC材料、威格斯的PEEK 材料等高性能塑料都在電器產(chǎn)品中有著大量的應(yīng)用。
塑料的絕緣性也是使其成為電器產(chǎn)品部件原材料的主要原因。絕緣塑料的耐熱性和環(huán)境適應(yīng)性在電器設(shè)備高溫、通電的環(huán)境中顯得格外重要。在電器設(shè)備的交流接觸器、開(kāi)關(guān)件、插頭、插座等部位大量的得到應(yīng)用。
由SABIC 提供的LDS（激光直接構(gòu)建）材料正是利用了塑料材料中的添加劑被激光活化后易于被電鍍的性能，將原始的天線模塊與傳統(tǒng)的塑料外殼巧妙結(jié)合在一起，使得產(chǎn)品的有效空間更大、外觀更符合審美和人體工程學(xué)。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于手機(jī)制造和其它手持設(shè)備。
塑料OLED 顯示屏廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視的顯示屏，對(duì)比目前使用玻璃面板的設(shè)備，塑料面板能讓設(shè)備的機(jī)身厚度和重量大幅降低，很符合便攜設(shè)備的需要。
相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，全球電器電子產(chǎn)品對(duì)于塑料的需求由2005 年的1220 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2011 年的1560 萬(wàn)噸，復(fù)合年均增長(zhǎng)率為4.2%。隨著各種塑料在電器產(chǎn)品在應(yīng)用量的增加，一個(gè)真正的塑料電器電子時(shí)代來(lái)臨了。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用及其相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，廢舊電子產(chǎn)品包括廢舊電腦、通信設(shè)備、家用電器、其它被淘汰的各種電子儀器儀表以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料、廢品，已成為新的環(huán)境隱患。目前我國(guó)電子產(chǎn)品的消費(fèi)與生產(chǎn)量均處于世界前列，電子廢棄物污染環(huán)境的問(wèn)題也日趨突出。
作為電子工業(yè)基礎(chǔ)的印刷線路板（PCB）可稱(chēng)為“電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母”，是各類(lèi)電子產(chǎn)品中不可缺少的關(guān)鍵電子互聯(lián)件，廣泛應(yīng)用于大型計(jì)算機(jī)、辦公和個(gè)人電腦、家用電器、娛樂(lè)電器及其輔助性產(chǎn)品等各種電子設(shè)備中。目前國(guó)內(nèi)PCB 的年銷(xiāo)售額已占到世界電子產(chǎn)品總銷(xiāo)售額的19%，年產(chǎn)值現(xiàn)已達(dá)到500 億元，僅次于日本和美國(guó)，位居世界第三位。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，非金屬材料在電子技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了電子行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。在新的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，國(guó)內(nèi)電子行業(yè)加大對(duì)非金屬材料的技術(shù)創(chuàng)新、自主研發(fā)，提升非金屬材料的潛能，相信在不久的將來(lái)，非金屬材料在電子行業(yè)的應(yīng)用將會(huì)更加蓬勃發(fā)展。(江西省民用爆炸物品檢測(cè)中心 陳寶慶/文)
非金屬材料是由非金屬元素或化合物構(gòu)成的材料。通常指以無(wú)機(jī)物為主體的玻璃、陶瓷、石墨、巖石以及以有機(jī)物為主體的木材、塑料、橡膠等一類(lèi)材料。非金屬材料以其耐壓強(qiáng)度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)和電子產(chǎn)品中。
2 非金屬材料在電子技術(shù)中的應(yīng)用
2.1 玻璃在電子技術(shù)中的應(yīng)用
強(qiáng)化光學(xué)玻璃，應(yīng)用在電容式觸摸屏最表層，又名CoverLens、玻璃視窗、強(qiáng)化手機(jī)鏡片等，屬電子、光電產(chǎn)品的精密結(jié)構(gòu)零組件。市場(chǎng)上推出的智能手機(jī)、平板電腦、ATM 機(jī)、IPAD 等主要電子產(chǎn)品，由于電容式觸摸屏本身脆弱，不耐刮花，一般需要配備一塊通過(guò)強(qiáng)化處理過(guò)的光學(xué)玻璃對(duì)外層進(jìn)行保護(hù)，而光學(xué)玻璃能有效解決這個(gè)問(wèn)題。
玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)等領(lǐng)域，具有高抗沖擊韌性、高耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性、高防水等級(jí)以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是石棉的優(yōu)良替代品，在發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，需求增長(zhǎng)迅速。電子玻璃纖維被制成各類(lèi)電子產(chǎn)品的基本元器件，在手機(jī)、電腦、電視機(jī)，甚至在航空航天領(lǐng)域的精密儀器設(shè)備上大量應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)已突破5 微米玻璃纖維關(guān)鍵技術(shù)，成功打破國(guó)外對(duì)行業(yè)的壟斷，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。電子玻璃纖維越來(lái)越細(xì)，用它做的電路板就會(huì)越來(lái)越薄，要是把這些電路板裝進(jìn)手機(jī)、電腦里，不僅其功能強(qiáng)大，它們的體型將更袖珍，甚至可以隨意折疊。
2.2 陶瓷在電子技術(shù)中的應(yīng)用
陶瓷材料以其高硬度、高熔點(diǎn)、耐氧化、高耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于手機(jī)外殼。
世界首款陶瓷手機(jī)于2011 年在景德鎮(zhèn)問(wèn)世。和普通手機(jī)外殼相比，經(jīng)過(guò)1300 多度的高溫?zé)坪螅粌H環(huán)保、耐磨性高，還極具觀賞價(jià)值。
蘋(píng)果公司于2013 年獲準(zhǔn)了一項(xiàng)名為“多層陶瓷外殼”的專(zhuān)利，準(zhǔn)備應(yīng)用于IPhone 手機(jī)外殼上。陶瓷材料主要由氧化鋯和氧化鋁構(gòu)成，而其中氧化鋯能夠有效地讓電波通過(guò)，材料牢固、堅(jiān)硬、不影響信號(hào)的穿透，所以對(duì)于具備無(wú)線通訊功能的電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，是相當(dāng)不錯(cuò)的外殼材料。
2.3 石墨烯在電子技術(shù)中的應(yīng)用
石墨烯單原子層材料厚度僅0.34 納米，是目前全世界最薄、最堅(jiān)硬的材料，其抗拉強(qiáng)度達(dá)130GPa（( 吉帕斯卡），強(qiáng)度比世界上最好鋼鐵高100 倍；導(dǎo)熱系數(shù)是室溫下純金剛石的3 倍；還是迄今為止最理想的儲(chǔ)能器件材料，額定容量與能量密度遠(yuǎn)高于目前電極材料，并超薄、超軟、透明。良好的電導(dǎo)性能和透光性能，使石墨烯還可用于液晶顯示、觸摸屏、有機(jī)光伏電池、有機(jī)發(fā)光二極管等生產(chǎn)；基于石墨烯的超級(jí)計(jì)算機(jī)，速度比現(xiàn)有計(jì)算機(jī)快100 倍以上。石墨稀油墨的發(fā)展可實(shí)現(xiàn)可折疊電子設(shè)備大發(fā)展。
2.4 塑料在電子技術(shù)中的應(yīng)用
塑料的剛性、抗沖擊性、耐蠕變性、抗化學(xué)性的特點(diǎn)，成為大部分電器及電子產(chǎn)品的核心材料成分。以改性塑料為例，很多的附加性能令其更符合各種電子電器產(chǎn)品的不同需求。一般是通過(guò)在塑料原料中添加不同成分以達(dá)到阻燃、透明、耐候的目的。可以應(yīng)用在電飯煲的外殼和底座、揚(yáng)聲器喇叭口等。例如拜耳的PC材料、威格斯的PEEK 材料等高性能塑料都在電器產(chǎn)品中有著大量的應(yīng)用。
塑料的絕緣性也是使其成為電器產(chǎn)品部件原材料的主要原因。絕緣塑料的耐熱性和環(huán)境適應(yīng)性在電器設(shè)備高溫、通電的環(huán)境中顯得格外重要。在電器設(shè)備的交流接觸器、開(kāi)關(guān)件、插頭、插座等部位大量的得到應(yīng)用。
由SABIC 提供的LDS（激光直接構(gòu)建）材料正是利用了塑料材料中的添加劑被激光活化后易于被電鍍的性能，將原始的天線模塊與傳統(tǒng)的塑料外殼巧妙結(jié)合在一起，使得產(chǎn)品的有效空間更大、外觀更符合審美和人體工程學(xué)。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于手機(jī)制造和其它手持設(shè)備。
塑料OLED 顯示屏廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視的顯示屏，對(duì)比目前使用玻璃面板的設(shè)備，塑料面板能讓設(shè)備的機(jī)身厚度和重量大幅降低，很符合便攜設(shè)備的需要。
相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，全球電器電子產(chǎn)品對(duì)于塑料的需求由2005 年的1220 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至2011 年的1560 萬(wàn)噸，復(fù)合年均增長(zhǎng)率為4.2%。隨著各種塑料在電器產(chǎn)品在應(yīng)用量的增加，一個(gè)真正的塑料電器電子時(shí)代來(lái)臨了。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用及其相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，廢舊電子產(chǎn)品包括廢舊電腦、通信設(shè)備、家用電器、其它被淘汰的各種電子儀器儀表以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料、廢品，已成為新的環(huán)境隱患。目前我國(guó)電子產(chǎn)品的消費(fèi)與生產(chǎn)量均處于世界前列，電子廢棄物污染環(huán)境的問(wèn)題也日趨突出。
作為電子工業(yè)基礎(chǔ)的印刷線路板（PCB）可稱(chēng)為“電子系統(tǒng)產(chǎn)品之母”，是各類(lèi)電子產(chǎn)品中不可缺少的關(guān)鍵電子互聯(lián)件，廣泛應(yīng)用于大型計(jì)算機(jī)、辦公和個(gè)人電腦、家用電器、娛樂(lè)電器及其輔助性產(chǎn)品等各種電子設(shè)備中。目前國(guó)內(nèi)PCB 的年銷(xiāo)售額已占到世界電子產(chǎn)品總銷(xiāo)售額的19%，年產(chǎn)值現(xiàn)已達(dá)到500 億元，僅次于日本和美國(guó)，位居世界第三位。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，非金屬材料在電子技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了電子行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。在新的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，國(guó)內(nèi)電子行業(yè)加大對(duì)非金屬材料的技術(shù)創(chuàng)新、自主研發(fā)，提升非金屬材料的潛能，相信在不久的將來(lái)，非金屬材料在電子行業(yè)的應(yīng)用將會(huì)更加蓬勃發(fā)展。(江西省民用爆炸物品檢測(cè)中心 陳寶慶/文)
