一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子陶瓷是指在電(dian)子工業中(zhong)能夠利用(yong)電(dian)、磁性質(zhi)的(de)陶瓷，一般(ban)在電(dian)子設備當中(zhong)，作為(wei)安裝(zhuang)、固定、支撐、保護、絕(jue)緣(yuan)、隔(ge)離以及連(lian)接各(ge)種(zhong)無線電(dian)元件(jian)及器件(jian)的(de)材料。

電子陶瓷屬于無(wu)機(ji)多晶體，微(wei)觀結(jie)(jie)構(gou)上是介乎(hu)單品與(yu)玻璃之間的一類物質，陶瓷(ci)內部之間是由離子(zi)(zi)鍵和(he)(he)共價鍵所結(jie)(jie)合，通(tong)過精(jing)密控制(zhi)陶瓷(ci)的表面、晶界和(he)(he)尺寸(cun)結(jie)(jie)構(gou)可以使陶瓷(ci)獲得新功(gong)能(neng)，具有高(gao)(gao)擦點、硬度高(gao)(gao)和(he)(he)彈性模量大等(deng)特點，能(neng)夠耐高(gao)(gao)溫、磨損和(he)(he)氧化腐蝕，化學穩定性好，廣泛應用于光通(tong)信、無(wu)線通(tong)信、工業激光、消費電子(zi)(zi)、汽(qi)車電子(zi)(zi)等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶(tao)瓷材料的種類眾多，按功能和用(yong)途不同，可(ke)分為五(wu)大類：

1、絕緣裝置瓷

簡(jian)稱(cheng)裝置瓷，具有優良的(de)電(dian)(dian)(dian)絕(jue)(jue)緣(yuan)性能，用作電(dian)(dian)(dian)子設備(bei)和(he)器(qi)件中的(de)結構件、基(ji)片和(he)外殼等(deng)(deng)的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷。絕(jue)(jue)緣(yuan)裝置瓷件包括(kuo)各(ge)種絕(jue)(jue)緣(yuan)子、線圈骨(gu)架、電(dian)(dian)(dian)子管座、波(bo)段(duan)開關、電(dian)(dian)(dian)容器(qi)支柱支架、集成電(dian)(dian)(dian)路基(ji)片和(he)封裝外殼等(deng)(deng)。對這(zhe)類瓷的(de)基(ji)本要(yao)求是介電(dian)(dian)(dian)常(chang)數(shu)ε低，介質(zhi)損耗tanδ小(xiao)，絕(jue)(jue)緣(yuan)電(dian)(dian)(dian)阻率ρ高(gao)，擊穿強(qiang)(qiang)度(du)E?大，介電(dian)(dian)(dian)溫度(du)特性和(he)頻率特性好(hao)。此外，還要(yao)求有較高(gao)的(de)機械(xie)強(qiang)(qiang)度(du)和(he)化(hua)學穩定性。

在(zai)這類(lei)陶瓷(ci)(ci)中以滑(hua)石(shi)瓷(ci)(ci)和氧化(hua)鋁瓷(ci)(ci)應用最廣，滑(hua)石(shi)瓷(ci)(ci)的(de)電(dian)(dian)(dian)絕緣性(xing)優良(liang)且成本較低，是(shi)(shi)用于射電(dian)(dian)(dian)頻段內的(de)典型高(gao)頻裝(zhuang)置(zhi)(zhi)瓷(ci)(ci)。氧化(hua)鋁瓷(ci)(ci)是(shi)(shi)一(yi)類(lei)電(dian)(dian)(dian)絕緣性(xing)更佳的(de)高(gao)頻、高(gao)溫、高(gao)強度裝(zhuang)置(zhi)(zhi)瓷(ci)(ci)。其電(dian)(dian)(dian)性(xing)能(neng)和物理性(xing)能(neng)隨三氧化(hua)二(er)鋁含量(liang)的(de)增(zeng)多(duo)而(er)提高(gao)。常用的(de)有(you)含75%、95%、99%三氧化(hua)二(er)鋁的(de)高(gao)鋁氧瓷(ci)(ci)。在(zai)一(yi)些要求極高(gao)的(de)集成電(dian)(dian)(dian)路(lu)中，甚至還(huan)使用三氧化(hua)二(er)鋁含量(liang)達99.9%的(de)純剛玉(yu)瓷(ci)(ci)，其性(xing)質(zhi)與藍寶(bao)石(shi)單晶相近。高(gao)鋁氧瓷(ci)(ci)，尤其是(shi)(shi)純剛玉(yu)瓷(ci)(ci)的(de)缺點是(shi)(shi)制造困(kun)難，燒成溫度高(gao)、價格貴。

裝置瓷(ci)(ci)中還(huan)有(you)(you)一類以氧化鈹（BeO）為代表的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)熱(re)(re)導(dao)瓷(ci)(ci)。含BeO95%的(de)(de)(de)(de)氧化鈹瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)室溫導(dao)熱(re)(re)率與金屬相(xiang)同。氧化鈹還(huan)具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)介電(dian)性、耐溫度(du)劇(ju)變性和很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)機械(xie)強(qiang)度(du)。其缺點是BeO原料的(de)(de)(de)(de)毒性很(hen)大(da)，瓷(ci)(ci)料燒成溫度(du)高(gao)(gao)，因而限(xian)制了它的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。氮化硼?(BN）瓷(ci)(ci)和氮化鋁（AlN）瓷(ci)(ci)也(ye)屬于高(gao)(gao)熱(re)(re)導(dao)瓷(ci)(ci)，其導(dao)熱(re)(re)性雖不及(ji)氧化鈹瓷(ci)(ci)，但(dan)無毒，加工性能(neng)(neng)和介電(dian)性能(neng)(neng)均好(hao)，可(ke)供(gong)高(gao)(gao)頻(pin)大(da)功(gong)率晶體管(guan)和大(da)規模集成電(dian)路中作散熱(re)(re)及(ji)絕緣用(yong)。

2、電容器瓷

是(shi)用(yong)作電(dian)(dian)容器(qi)介質的電(dian)(dian)子陶瓷，這類(lei)陶瓷用(yong)量最大、規格品種也最多，主要的有(you)高頻、低(di)頻電(dian)(dian)容器(qi)瓷和半(ban)導體電(dian)(dian)容器(qi)瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類(lei)電(dian)(dian)容器(qi)瓷，主要用于制(zhi)造高(gao)頻電(dian)(dian)路(lu)中(zhong)的高(gao)穩定性陶瓷電(dian)(dian)容器(qi)和溫度補償電(dian)(dian)容器(qi)。構(gou)成這(zhe)類(lei)陶瓷的主要成分大多是堿土金屬或(huo)稀土金屬的鈦(tai)酸鹽和以鈦(tai)酸鹽為(wei)基的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電(dian)容器(qi)瓷(ci)，主要(yao)(yao)用(yong)(yong)(yong)于制造低頻電(dian)路中的(de)旁路、隔(ge)直流和濾波(bo)用(yong)(yong)(yong)的(de)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容器(qi)。主要(yao)(yao)特點(dian)是介(jie)電(dian)常數ε?高，損耗角正切較大(da)且tanδ及(ji)ε隨溫度的(de)變化(hua)率較大(da)。這類(lei)陶(tao)瓷(ci)中應用(yong)(yong)(yong)最多的(de)是以鐵(tie)電(dian)鈦酸鋇(bei)（BaTiO3）為主成分，通(tong)過(guo)摻(chan)雜改性而得(de)到的(de)高ε（室溫下可達20000）和ε的(de)溫度變化(hua)率低的(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利(li)用半(ban)導體(ti)化的(de)陶瓷(ci)(ci)外表(biao)(biao)面(mian)或晶粒間的(de)內表(biao)(biao)面(mian)（晶界(jie)）上(shang)形成(cheng)的(de)絕緣(yuan)層(ceng)為電(dian)容(rong)器介質的(de)電(dian)子陶瓷(ci)(ci)。其(qi)中(zhong)利(li)用陶瓷(ci)(ci)晶界(jie)層(ceng)的(de)介電(dian)性質而制(zhi)成(cheng)的(de)邊界(jie)層(ceng)電(dian)容(rong)器是(shi)一(yi)類新型(xing)的(de)高(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)可靠的(de)電(dian)容(rong)器，它的(de)介電(dian)損耗小、絕緣(yuan)電(dian)阻及工(gong)作電(dian)壓高(gao)(gao)。這種陶瓷(ci)(ci)的(de)視在介電(dian)常數極(ji)高(gao)(gao)（可達105以上(shang)）、介質損耗小（小于(yu)1%）、體(ti)電(dian)阻率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)1011歐·厘米）、介質色散頻率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)1吉赫）、抗潮性好，是(shi)一(yi)種高(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)穩定的(de)電(dian)容(rong)器介質。

3、鐵電陶瓷

是(shi)以(yi)鐵電(dian)(dian)性(xing)晶體為(wei)主(zhu)晶相的(de)(de)電(dian)(dian)子陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)，利(li)用其壓電(dian)(dian)特性(xing)可以(yi)制(zhi)成(cheng)壓電(dian)(dian)器件，這是(shi)鐵電(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)主(zhu)要(yao)應用，因而常把鐵電(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)稱為(wei)壓電(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)。利(li)用鐵電(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)熱(re)釋電(dian)(dian)特性(xing)（在溫(wen)度變化(hua)(hua)時，因極化(hua)(hua)強度的(de)(de)變化(hua)(hua)而在鐵電(dian)(dian)體表面釋放電(dian)(dian)荷的(de)(de)效(xiao)應）可以(yi)制(zhi)成(cheng)紅外探測器件，在測溫(wen)、控溫(wen)、遙測、遙感(gan)以(yi)至生物、醫學等領域均有重要(yao)應用價值。

利用(yong)透(tou)明鐵電(dian)陶(tao)瓷PLZT（摻鑭的(de)(de)鈦鋯酸(suan)鉛(qian)）的(de)(de)強(qiang)電(dian)光(guang)效應(ying)（通過外(wai)加電(dian)場對透(tou)明鐵電(dian)陶(tao)瓷電(dian)疇狀態的(de)(de)控(kong)制(zhi)而(er)改變其光(guang)學(xue)性質，從而(er)表現出電(dian)控(kong)雙折(zhe)射和電(dian)控(kong)光(guang)散射的(de)(de)效應(ying)），可以制(zhi)成激光(guang)調制(zhi)器(qi)(qi)、光(guang)電(dian)顯示器(qi)(qi)、光(guang)信息存(cun)儲(chu)(chu)器(qi)(qi)、光(guang)開關、光(guang)電(dian)傳感器(qi)(qi)、圖(tu)像存(cun)儲(chu)(chu)和顯示器(qi)(qi)，以及激光(guang)或核輻射防護鏡等新型器(qi)(qi)件。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)導體化(hua)措施(shi)使陶瓷(ci)具(ju)有半(ban)導電(dian)性(xing)晶粒(li)和(he)絕緣性(xing)（或半(ban)導體性(xing)）晶界，從而呈現很強(qiang)的(de)界面(mian)勢壘等半(ban)導體特性(xing)的(de)電(dian)子陶瓷(ci)。

半(ban)導體(ti)陶(tao)瓷種(zhong)(zhong)類很(hen)多，其中(zhong)包括利(li)(li)用(yong)半(ban)導體(ti)瓷中(zhong)晶(jing)粒本身性(xing)(xing)質(zhi)制成的各種(zhong)(zhong)負溫(wen)度(du)系數熱敏電(dian)(dian)(dian)阻(zu)；利(li)(li)用(yong)晶(jing)界性(xing)(xing)質(zhi)制成的半(ban)導體(ti)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)(qi)、ZnO?壓敏電(dian)(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)、BaTiO3系正溫(wen)度(du)系數熱敏電(dian)(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)、CdS/Cu2S太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)(dian)池；以及利(li)(li)用(yong)表面(mian)性(xing)(xing)質(zhi)制成的各種(zhong)(zhong)陶(tao)瓷型濕敏電(dian)(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)和氣(qi)敏電(dian)(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)等(deng)。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快速傳遞正離子的特性，典型代表是β-Al2O3瓷(ci)。這種陶瓷(ci)在300℃下(xia)離子電(dian)導(dao)率可(ke)達0.1/（歐·厘米），可(ke)用來制作較經濟的高比率能量的固體電(dian)池，還可(ke)制作緩(huan)慢放(fang)電(dian)的高儲能密(mi)度的電(dian)容器，它是有助于解(jie)決能源問題的材料。