Titanni yaxshi izolyator
Materialshunoslik fanini o'rganishda metallar va izolyatorlarning chegaralari o'zgacha xususiyatlari tufayli xiralashadi. Titan, ham sanoat qiymati va sirli metall kabi, noyob sirt oksidi kino xususiyatlari tufayli uni izohlashga imkon beradi. Biroq, uning jismoniy mohiyatini chuqur tahlil qilishdan so'ng, biz titanning o'tkazuvchanligi sezgir bilimlardan ancha murakkab ekanligini va uning "izolyatsiyasi" xayoliyligi metall va oksidning ikki tomonlama xususiyatlarini yashiradi.
Titaniumning asosiy o'tkazuvchanligi: metallarning "harakatchan geni"
Titaniumning o'tkazuvchanligi mis va alyuminiy kabi an'anaviy direktorlar kabi yaxshi emasligiga qaramay, u hali ham metallar toifasiga tegishli. Titanning sof titanning chidamliligi 0,42 ga yaqin mikro-oh ishi, bu misning atigi 3,1%, ammo panjarali tarkibidagi bo'sh elektronlar hali ham quvvatli kanalni shakllantirishi mumkin. Masalan, yarimo'tkazgich qurilmalarida ko'pincha elektrod materiali sifatida ishlatiladi va uning o'tkazuvchanligi mikro-to'lqinning uzatilish ehtiyojlarini qondirish uchun etarli. Biroq, titan qotishmasi (masalan, TC4) ichki don chegaralari va g'allalari kabi exitariya va qarshilik o'tkazuvchanligi kamayadi, ammo o'tkazuvchanligi hali ham sezgirlik qilmaydi.
Titanium ham, shuningdek, o'ta past haroratni tashkil etuvchi jiddiy haroratga ega, bu mutlaq nolga teng bo'lgan, bu uning tabiatini metall konduktor sifatida tasdiqlaydigan juda past harorat muhitini beradi.
Sirt oksidi filmi: tabiiy izolyatsion qatlamning shakllanishi mexanizmi
Titanning "Izolyatsion" illuzasi titan oksidi (Tio) filmi (Tio) filmi o'z-o'zidan yuzasida hosil bo'ladi. Ushbu yupqa plyonka, bu faqat 2-10 nanometr kim qalinda quyidagi xususiyatlarga ega:
Kimyoviy barqarorlik
Xona haroratida titan keyingi korroziyani oldini olish uchun zich oksid filmini hosil qiladi. Masalan, Zent Titanium 500 darajadan past bo'lgan havoda barqaror va oksidlar filmining qalinligi oshib bormoqda. Masalan, 700 darajaga, oksidlar plyonkasining qalinligi 0,025 mikronga yetishi mumkin. Ushbu barqarorlik Titaniyaga ko'plab qattiq sharoitlarda ushlab turishga imkon beradi va oksidlanish bilan osonlikcha shikastlanmaydi.
Elektron izolyatsiya
Titaniya oksidi - bu 3.0 - 3.2} 3.0 - 3.2} ning bandgge kengligi bo'lgan keng tarmoqliGap semita. U xona haroratida deyarli hech qanday bepul elektron vositalar mavjud emas va izolyator sifatida qabul qilinishi mumkin. Uning qarshiliki 10¹⁰ OhM m yoki undan ko'p, metall tanadan oshib ketadi. Ushbu mulk texnika parlamentiga elektronni o'tkazishni samarali oldini olish va titan sirtida sezilarli himoya qilish qatlami hosil qiladi.
O'z-o'zini tiklash qobiliyati
Oksid filmi tirnalgan bo'lsa ham, titan tezda havoda oksidlanadi va izolyator xususiyatlarini tiklaydi. Ushbu mulk uni tibbiy implantatsiya qiluvchilarga (masalan, sun'iy bo'g'imlar) a'lo darajada amalga oshiradi. Bu nafaqat kerakli elektr funktsiyalarini bajarish uchun tananing o'tkazuvchanligini, balki tanadagi suyuqlik korroziyasini metall ion shikastlanishidan himoya qilish uchun tana oksidi plyonkasini izlash.
Masalan, Titaniya jarrohlik vositalari elektr tashish va gemostaz uchun tananing o'tkazuvchanligidan foydalanadi, er osti oksidi filmi qon korroziyasini oldini oladi va xizmatning hayotini davom ettiradi. Suv elektrod qurilmasida, Titan elektrod qoplami korozik substratni himoya qilish uchun titan substratini himoya qilish uchun titan substratini himoya qilish uchun elektroliz jarayonining silliq rivojlanishini ta'minlaydi.
Izolyatsiya stsenariylarida titanni amaliy qo'llash: ilmiy foydalanish uchun tushunmovchilikdan
Titanning o'zi o'tkazuvchan bo'lsa-da, uning sirt oksidi filmidagi izolyatsion mol-mulk uni o'ziga xos dalalarda izolyatsion material sifatida ishlatiladigan "bilvosita" qiladi.
Yuqori harorat izolyatsiyasi
1000 darajadagi muhitda titan qotishma oksidi plyonkasining qalinligi yuzlab mikronga etib borishi mumkin, samarali izolyatsion izolyatsiyani hosil qiladi. Masalan, titan yuqori haroratli pechning isitish elementi qisqa aylanishlarning oldini olish va yuqori haroratli pechning xavfsiz ishlashini ta'minlashi kerak.
Biotibinik izolyatsiya
Titanium implantinining oksidi filmi (stomatologiya spektakchilari) suyak hujayralarini biriktirishga imkon beradigan metall ionlarining chiqarilishini oldini oladi. Uning izolatsiyasi mikrulrektorlarning atrofidagi to'qimalarga stimulyatsiya qilishni oldini oladi, allergiya xavfini kamaytiradi va biokompt-ning biokomptation va barqarorligini yaxshilaydi.
Elektron qadoqlash
Mikroelektronika sohasida titan folga qadoqlash materiallari uchun o'tish qatlami sifatida ishlatiladi. Uning oksidi filmida turli metallar orasidagi galvanik korroziyani oldini oladi, ammo termal komponentlar orasidagi issiqlik kengayishi koeffitsientlari, elektron komponentlarni zarardan himoya qilish va elektron mahsulotlarning ishonchliligi va xizmat ko'rsatishi va ishonchliligini oshirishga imkon beradi.
Sof titanning qarshilikka chidamliligi 10 ga yaqin salbiy 7-chi kuch Ohmmor, bu metall konduktor bo'lgan; Titan oksidining qarshiligi 10 ga yaqin 10-chi kuch Ohmmand, bu izolyator; Misning qarshiligi taxminan 1,7 × Oxmm mor, bu yaxshi dirijyor. Ushbu ma'lumotlarni taqqoslash orqali biz titan tanasi va oksid plyonkasi o'rtasida katta farqni aniq ko'rishimiz mumkin.
Titanium an'anaviy ma'noda izolyator emas, lekin uning sirt oksidi filmi uni noyob "izolyatsion funktsiya" ni beradi. Bu qarama-qarshilik materiallarning jozibasi: sirtni davolash (masalan, anadizizatsiya) bo'lganligi sababli, quritgichdan izolyatorgacha uzluksiz o'tishga erishish uchun Nanometers oksidi plyonkalariga moslashishi mumkin.
