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1、信息材料基础重点总结（苏桦）1：什么是信息材料？答：是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能而使用的材料。 2：信息材料的分类及其功能。答：一按材料功能分：A信息探测材料。对电、磁、光、声等变化或化学物质敏感的材料。 B信息传输材料。对电子信息传输的材料。C信息存储材料。包括磁存储材料、光存 储材料、磁光存储材料等。 D 信息处理材料。包括对各种电子信息的处理、加工以及 转换，使其发挥相应的功能的材料。二 按材料种类分： A 半导体信息材料。 B 信息功能陶瓷材料。 C 有机信息材料。 D 信 息薄膜材料3：氧化物法的优缺点。（相对于固相反应烧结法） 答：优点：工艺成熟、成本低廉，适合于
2、批量化大生产。缺点：材料成分容易偏析，性能难以精确控制。 4：信息功能陶瓷的制备工艺流程及各个流程的作用。答：流程：配料一混合球磨（第一次球磨）一湿磨料烘干一混合料预压一预烧一破碎一二次 球磨一造粒一成型一烧结一测试各流程作用：（1）一次球磨：混合均匀以利于烧结时固相反应完全。（2）预烧：使各种氧化物初步发生化学反应，减少烧结时产品的收缩率。（3）二次球磨：将预烧料碾磨成一定颗粒尺寸的粉体，使粉体粒径分布较窄，以利于成型。（4）造粒：提高成型效率与 产品质量。（5）烧结：烧结过程影响到固相反应的程度及最后的相组成、密度、晶粒大 小等，这都将不同程度影响着产品的电磁性能。5：软化学法的优缺点。答
3、：优点：可以将粒子尺寸控制在相当的范围内，使均匀性达到亚微米级、纳米级甚至分子、原子级水平。缺点：工艺复杂，成本高，有空气污染。 （目前，在电子陶瓷制备中，应用最多的软化学法是溶胶-凝胶法。） 6：溶胶-凝胶法的主要原理及工艺流程。 答：原理：将易于水解的金属化合物在溶液中与水发生水解反应，形成均匀的溶胶；加入一定的其它成分，在一定的温度下溶胶经水解和缩聚过程而逐渐凝胶化；凝胶再经干燥、灼烧等后续热处理，最后得到所需的原料。工艺流程：配方确定一原料混合（经温度时间控制，PH值调整）一形成溶胶一形成干凝 胶一超细纳米粉末一造粒、成型、烧结。7：与其它制备材料的湿化学法或氧化物法相比，溶胶-凝胶法
4、所具有的独特优点有哪些？ 答： A 制备过程温度低。 B 所得材料的均匀性好。 C 可以合成微粒子陶瓷。 8：信息功能陶瓷改性的方法。 答：材料特性参数包括本征特性参数和结构特性参数两大类。改变材料的本征特性参数，应从材料的配方改进着手。如采用不同的离子进行单独替代 或共替代。改变材料的结构特性参数除要选择合适的材料配方外，更要从材料的制备工艺和掺杂改 性技术着手，获得满足预定要求的微观形貌特征和结构特征。9：信息功能陶瓷的种类。答: 1）电介质陶瓷。A铁电介质陶瓷（II类陶瓷介质）。BaTiO3或PbTiO3；制造低频陶瓷 电容器。B半导体介质陶瓷（III类陶瓷介质）。BaTiO3；制造微小
5、型陶瓷电容器。C高 频介质陶瓷（I类陶瓷介质）。金红石陶瓷、钛酸钙陶瓷和钛酸镁陶瓷；制造高频陶瓷电 容器。 D 微波介质陶瓷。 E 独石结构用介质陶瓷。2）半导体陶瓷。A热敏电阻陶瓷。B压敏陶瓷。ZnO半导体压敏电阻。C气敏陶瓷。 D 湿敏陶瓷。 E 光敏陶瓷。3）导电及超导电陶瓷。 4）压电陶瓷。 PbZrO3-PbTiO3。 5）热释电陶瓷。 10：压电陶瓷的机理是什么？（43为详细解释）答： 1）在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时，会发生与应力成比例的介质 极化，同时在在晶体两端面将出现正负电荷，这一现象成为正压电效应。2）在晶体上施加电场而引起极化时，则将产生于电场强度成比
6、例的变形或机械应力，这 一现象称为逆压电效应。这两种效应统称压电效应。晶体是否出现压电效应是由晶体的对称性所决定的。 11:按物质的磁性来分，材料可以分为哪几类？ 答：抗磁性材料、顺磁性材料、反铁磁性材料、铁磁性材料和亚铁磁性材料。 12：软磁铁氧体的磁性来源是什么？ 答：来源于被氧离子所分隔的磁性金属离子间的超交换作用。它使处于不同晶格位置上的金属离子磁距反向排列。当相反排列的磁距不相等时，则表现出强磁性。13：铁磁性材料与亚铁磁性的区别？ 答：亚铁磁性材料，来源于被氧离子所分隔的磁性金属离子间的超交换作用。而铁磁性材料， 来源于直接交换作用。14：什么是居里温度，其物理本质是什么？ 答：居
7、里温度是指铁氧体材料从亚铁磁性状态转变为顺磁性状态的临界温度。其物理本质是 当温度升高到居里点时，热骚动能达到足以破坏超交换作用，使离子磁距处于混乱状态， Ms=O （饱和磁化强度）。（居里温度的高低取决于超交换能力的强弱）15：磁性材料的磁导率有那几种？各自的物理意义是什么？答：A起始磁导率u :如果材料从退磁状态开始，受到对称的交变磁场的反复磁化，当这i1B 种交流磁场趋近于零时所得到磁导率，u二 lim 。B振幅磁导率u :如果交变磁i u 0 H T0 Ha一一一1 B场的振幅较大，振幅B比上振幅H所得到的磁导率，u =C增量磁导率：有a u H0偏置场作用时的磁导率。 D 有效磁导率
8、：磁芯开气隙时的磁导率。16：影响起始磁导率片的因素以及提高起始磁导率的有效途径？ 答：对片贡献包括畴壁的可逆位移和磁畴矢量的可逆转动。A提高材料的饱和磁化强度。B降低磁晶各向异性常数和磁滞伸缩系数。C 减少杂质和内应力。 D 改善微观结构：晶粒大，均匀；没有气孔、杂质及其他缺陷；在 晶粒内部不出现另相，所有非磁性析出物或气孔只能集中在晶界附近；晶粒内部有良好 的化学均匀性；材料织构化。17：线性和非线性的关系是什么？答：一般在外磁场H很小时，B与H基本保持线性关系，则称为满足线性关系，否之则为 非线性关系。线性关系由可逆畴壁位移和可逆磁畴转动引起。非线性关系由不可逆畴壁 位移和不可逆磁畴转动
9、引起。非线性特性决定于材料的各向异性。18：什么是磁性损耗？有哪几类？怎么样降低？ 答：磁性材料在磁化过程和反磁化过程中有一部分能量不可逆的转换为热，所损耗的能量称 为磁损耗。分类：A磁滞损耗一可通过降低材料剩磁Br和矫顽力He来降低。B涡流损耗一可通过 提高材料电阻率p及减小片状材料厚度d来降低。C剩余损耗一可通过1）减小扩散离子浓度，抑制粒子扩散的产生来降低，对于铁氧体材料而言，则是尽量减小铁氧体中Fe2+含量或生成；2）在工艺和成分配制上进行控制，使铁氧体在应用频率和工作温度范围内 避开损耗最大值。19:低功率线型变压器的主要功能有哪些？ 答：升降电流电压；为电子电路提供阻抗匹配；实现电
10、气隔离。（对于功率变压器来说多一 个功率传输）20：抗EMI器件按工作原理可以分为哪几类？其工作原理是什么？答：分为吸收式和复合LC组合式（反射式）。吸收式主要是利用铁氧体磁芯阻抗的频率特性来达到通低频阻高频的目的，将能量吸收， 以热量释放出去。（优点：结构简单，实用频段高，实用广泛。缺点：只能做低通，无法 实现很陡峭的滤波。适用于去高频信号，且干扰信号与有用信号频率相差大） 反射式是利用巴特奥斯或切比雪夫滤波器的设计原理和理论，根据在交流状态下电容的 通高频阻低频、电感的通低频阻高频的特性，将电感和电容组合连接成电路，使其具有 一定的滤波功能。（优点：理论上可实现任何滤波，且可实现近似矩形滤
11、波。缺点：由电 感电容构成，而当他们失效时，则滤波功能消失；实用频段低。）21：电磁干扰分为哪几类？怎样减少？答：分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰是干扰信号叠加在有用信号上，主要通过抗 EMI 器件来减小。辐射干扰是由电辐射引起的，高频时影响大，主要防御措施有屏蔽、接地 和加滤波器。其中加滤波器是最主要的方法。22：传导干扰分为哪几类？共模差模抗EMI器件的工作原理分别是什么？答：分为共模干扰和差模干扰两种。工作原理：共模-以相同方向的电流流过共模扼流圈，建立大小相等相位相同的相加磁场，使其对共模干扰信号呈高阻抗，有效抑制共模干扰信号的干扰。差模电流反方向流入共模扼流圈，建立大小相等，极性相反
12、的磁场，使 输出相抵消，使其对差模信号的阻抗为零。差模信号不受阻的通过共模扼流圈。 23：LTCC 的工艺流程和技术发展阶段。答：工艺流程：浆料配制f流延成型f打孔f （通孔填充）f内电极印刷f预叠层f等静压一切割一排胶一烧结一制外电极一外电极烧结一外电极电镀一测试。技术发展阶段：ALTCC单一元器件（片式电感、电容、电阻和磁珠）。B LTCC组合 器件（LC组合式滤波器，一芯多个多种器件的组合器件）。C LTCC集成模块（不仅 包含多个多种器件，还有多层布线和源模块的接口）。D集成裸芯片的LTCC模块（在C 的基础上含有半导体裸芯片构成整体封装模块）。24： LTCC产品的开发步骤有哪些？答
13、: A电路设计：ADS或一些电路设计软件。B结构优化：HFSS或CST等三维电磁 仿真软件。C实际制作：LTCC工艺。25： LTCC的缺点？答： A 基板收缩率控制。影响器件的准确性，可靠性。（改进：零收缩陶瓷材料）。 B 共烧 兼容性和匹配性。 C 基板散热问题。 D 基板损耗问题。26： LTCC的技术发展趋势。答: A材料方面：提升材料的电磁性能，研发低成本的零收缩LTCC材料和高强度的LTCC 材料。 B 工艺方面：环保水基生带流延技术和介质浆料印刷烧结技术。 C 设计和产品 方面：开发更高集成度和更高性能的LTCC模块一SIP技术；开发功率较大的 LTCC模块； 实现LTCC模块与
14、裸芯片的集成；27：磁记录材料经历的三个阶段。 答：氧化物磁粉，金属合金磁粉和金属薄膜。28：提高磁记录密度的主要途径是什么？答：A增大介质的Hc/Br并降低介质的厚度。B记录后的输出信号正比于Br,因此提高介 质矫顽力是关键。29： GMR （巨磁阻）磁头的工作原理是什么？答：GMR磁头是利用GMR效应工作的。GMR效应主要基于电子自旋特性产生。如图所示:两磁性层平行时两磁性层反平行时由于电子自旋，当两磁性层平行与反平行时其电阻率有较明显的变化。30：与磁性存储材料相比，光信息存储材料的优缺点是什么？答：优点：A存储寿命长，抗电磁干扰。B非接触式读/写，光头与光盘间有足够距离， 使光盘可自由
15、更换。 C 信息载噪比高，且经多次读写不降低。 D 信息位的价格低。 缺点： A 光盘驱动器较贵。 B 数据传输效率低。 C 只能读不能写，只能写一次（磁 性可多次读写）。31：磁光存储器的读写原理是什么？ 答：靠光热效应使记录下来的磁畴方向发生可逆变化，不同方向的磁畴使探测光的偏振 面产生旋转作读出信号。利用热磁效应改变微小区域的磁化矢量取向进行写操作。32：MRAM 是靠什么来实现存储的？其核心技术是什么？答:MRAM利用磁性材料的不同的磁化状态存储信息，同时通过磁电阻效应读出该信息。 读写机制有两种：一是lTlMTJ（one Transistor one MTJ）即一个记忆单元连接一个 MOS 管；二是 XPS（Cross-point cell）构架。核心技术包括三个方面： A 获得高磁阻变化比值的磁性多层膜结构。 B 尽量降低存 储位元的尺寸。 C 读写的架构和方法合理实施。33：常见的几种信息存储方式总结。 答：磁存储、铁电存储、光存储以及磁光存储、有机信息存储、光子存储。34：传感器的概念、分类和组成。 答：概念：能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用信号的期间或装置。组成：敏感器件和转换器件。 分类：以工作原理来分，主要有物理传感器和化学传感器。以物理为主。（1）物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、 热电、光电、磁电等效应。被测信
