一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子(zi)陶(tao)瓷是指在電(dian)子(zi)工業中(zhong)能夠(gou)利(li)用電(dian)、磁性質的陶(tao)瓷，一般(ban)在電(dian)子(zi)設備當中(zhong)，作為安裝(zhuang)、固定、支(zhi)撐、保護(hu)、絕緣、隔離(li)以及(ji)連接各種無(wu)線電(dian)元件(jian)及(ji)器件(jian)的材料。

電子陶瓷屬(shu)于無機(ji)多(duo)晶體，微(wei)觀結構(gou)上(shang)是介乎單品(pin)與玻璃之間的一類物質，陶瓷(ci)內部(bu)之間是由(you)離子鍵和共價鍵所結合(he)，通(tong)過精密(mi)控制陶瓷(ci)的表(biao)面、晶界和尺寸結構(gou)可以使(shi)陶瓷(ci)獲得新(xin)功(gong)能，具有高(gao)擦點、硬度高(gao)和彈性模量大(da)等特點，能夠耐高(gao)溫、磨損和氧(yang)化腐(fu)蝕(shi)，化學穩定(ding)性好(hao)，廣泛(fan)應用于光(guang)(guang)通(tong)信(xin)、無線通(tong)信(xin)、工(gong)業激光(guang)(guang)、消費(fei)電子、汽車電子等領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子(zi)陶瓷材(cai)料的(de)種(zhong)類眾多，按(an)功能和(he)用途不同(tong)，可分為五大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)(ci)，具有(you)優(you)良的(de)(de)電絕(jue)緣(yuan)(yuan)性能，用作電子(zi)(zi)設(she)備(bei)和(he)器(qi)件中的(de)(de)結構件、基片(pian)和(he)外殼等(deng)的(de)(de)電子(zi)(zi)陶瓷(ci)(ci)。絕(jue)緣(yuan)(yuan)裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)(ci)件包括各種絕(jue)緣(yuan)(yuan)子(zi)(zi)、線(xian)圈骨(gu)架、電子(zi)(zi)管座、波段(duan)開關、電容器(qi)支(zhi)(zhi)柱支(zhi)(zhi)架、集成(cheng)電路基片(pian)和(he)封裝(zhuang)外殼等(deng)。對(dui)這類瓷(ci)(ci)的(de)(de)基本(ben)要求是介(jie)(jie)電常(chang)數ε低，介(jie)(jie)質損耗tanδ小，絕(jue)緣(yuan)(yuan)電阻率ρ高(gao)，擊穿(chuan)強(qiang)度(du)E?大(da)，介(jie)(jie)電溫(wen)度(du)特(te)性和(he)頻(pin)率特(te)性好。此外，還要求有(you)較高(gao)的(de)(de)機械強(qiang)度(du)和(he)化學穩定性。

在這類(lei)陶瓷(ci)(ci)(ci)中(zhong)以滑(hua)石(shi)瓷(ci)(ci)(ci)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)瓷(ci)(ci)(ci)應用最廣，滑(hua)石(shi)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)電絕緣性(xing)優良且成本較(jiao)低(di)，是(shi)(shi)用于射電頻段內(nei)的(de)(de)典(dian)型高頻裝置瓷(ci)(ci)(ci)。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)瓷(ci)(ci)(ci)是(shi)(shi)一(yi)類(lei)電絕緣性(xing)更(geng)佳的(de)(de)高頻、高溫(wen)、高強度(du)裝置瓷(ci)(ci)(ci)。其電性(xing)能和(he)物(wu)理性(xing)能隨三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)(lv)含量的(de)(de)增多而提高。常用的(de)(de)有(you)含75%、95%、99%三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)(lv)的(de)(de)高鋁(lv)(lv)氧(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)。在一(yi)些要求(qiu)極(ji)高的(de)(de)集成電路中(zhong)，甚至還使用三氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)(lv)含量達99.9%的(de)(de)純剛(gang)玉瓷(ci)(ci)(ci)，其性(xing)質(zhi)與藍寶石(shi)單晶相近。高鋁(lv)(lv)氧(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)，尤其是(shi)(shi)純剛(gang)玉瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)缺點(dian)是(shi)(shi)制造困難，燒(shao)成溫(wen)度(du)高、價格貴(gui)。

裝置瓷中(zhong)還(huan)有一類以(yi)氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)（BeO）為(wei)代(dai)表的(de)(de)(de)(de)(de)高熱(re)(re)導瓷。含BeO95%的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)瓷的(de)(de)(de)(de)(de)室溫(wen)導熱(re)(re)率(lv)與金屬相(xiang)同。氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)還(huan)具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)介電(dian)(dian)性、耐(nai)溫(wen)度(du)(du)劇(ju)變性和(he)(he)很(hen)高的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械強度(du)(du)。其缺點是BeO原料的(de)(de)(de)(de)(de)毒性很(hen)大，瓷料燒成溫(wen)度(du)(du)高，因而限(xian)制了它的(de)(de)(de)(de)(de)應用。氮(dan)化(hua)(hua)硼?(BN）瓷和(he)(he)氮(dan)化(hua)(hua)鋁(lv)（AlN）瓷也屬于高熱(re)(re)導瓷，其導熱(re)(re)性雖(sui)不及(ji)氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)瓷，但無毒，加工性能(neng)和(he)(he)介電(dian)(dian)性能(neng)均好，可供高頻大功率(lv)晶體(ti)管和(he)(he)大規模集成電(dian)(dian)路中(zhong)作散熱(re)(re)及(ji)絕緣用。

2、電容器瓷

是用作電(dian)容器介質的電(dian)子(zi)陶瓷(ci)，這類陶瓷(ci)用量最大、規格品種也最多，主(zhu)要的有(you)高頻(pin)、低頻(pin)電(dian)容器瓷(ci)和半導體電(dian)容器瓷(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于(yu)Ⅰ類電容器瓷(ci)(ci)，主(zhu)要用(yong)于(yu)制(zhi)造高頻電路中(zhong)的高穩定性陶(tao)瓷(ci)(ci)電容器和溫度補償電容器。構成這類陶(tao)瓷(ci)(ci)的主(zhu)要成分大多是堿土金(jin)屬(shu)或稀(xi)土金(jin)屬(shu)的鈦(tai)酸鹽和以鈦(tai)酸鹽為(wei)基的固溶體(ti)。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電容(rong)器瓷(ci)，主(zhu)要用于制造低頻電路中的(de)旁路、隔直(zhi)流和濾波用的(de)陶瓷(ci)電容(rong)器。主(zhu)要特點是(shi)介電常數ε?高，損耗角正切(qie)較大且tanδ及(ji)ε隨溫(wen)度的(de)變(bian)化率(lv)較大。這類(lei)陶瓷(ci)中應用最多的(de)是(shi)以(yi)鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成(cheng)分，通過摻雜改性而得(de)到的(de)高ε（室溫(wen)下可達20000）和ε的(de)溫(wen)度變(bian)化率(lv)低的(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用半(ban)導體化的(de)(de)(de)陶瓷外表(biao)(biao)面(mian)或晶粒(li)間(jian)的(de)(de)(de)內表(biao)(biao)面(mian)（晶界）上(shang)形成的(de)(de)(de)絕緣層為(wei)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)介質(zhi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷。其中利用陶瓷晶界層的(de)(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)性(xing)(xing)質(zhi)而制(zhi)成的(de)(de)(de)邊(bian)界層電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)是(shi)一類新(xin)型的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)性(xing)(xing)能(neng)、高(gao)(gao)(gao)可(ke)靠的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)，它的(de)(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)損耗小(xiao)、絕緣電(dian)(dian)(dian)阻及(ji)工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)(gao)。這種(zhong)陶瓷的(de)(de)(de)視在介電(dian)(dian)(dian)常數極高(gao)(gao)(gao)（可(ke)達105以上(shang)）、介質(zhi)損耗小(xiao)（小(xiao)于(yu)1%）、體電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)(lv)高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)1011歐·厘米(mi)）、介質(zhi)色散頻率(lv)(lv)高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)1吉赫）、抗潮性(xing)(xing)好(hao)，是(shi)一種(zhong)高(gao)(gao)(gao)性(xing)(xing)能(neng)、高(gao)(gao)(gao)穩定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)介質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是(shi)以(yi)鐵電(dian)(dian)(dian)性(xing)晶體為(wei)主晶相的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷(ci)(ci)，利用(yong)其(qi)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)可以(yi)制(zhi)成壓(ya)電(dian)(dian)(dian)器件，這(zhe)是(shi)鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)的(de)主要應用(yong)，因而常把鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)稱為(wei)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)。利用(yong)鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)的(de)熱釋(shi)電(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)（在(zai)溫(wen)度變(bian)化時，因極化強度的(de)變(bian)化而在(zai)鐵電(dian)(dian)(dian)體表面釋(shi)放電(dian)(dian)(dian)荷的(de)效(xiao)應）可以(yi)制(zhi)成紅外探測器件，在(zai)測溫(wen)、控溫(wen)、遙(yao)測、遙(yao)感以(yi)至生物(wu)、醫(yi)學等領域均有重(zhong)要應用(yong)價(jia)值。

利(li)用透明鐵電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷PLZT（摻鑭(lan)的鈦鋯酸鉛）的強電(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)效應（通(tong)過外加電(dian)(dian)(dian)場對透明鐵電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷電(dian)(dian)(dian)疇狀態的控(kong)(kong)制(zhi)而改變其光(guang)(guang)(guang)(guang)學性質，從而表(biao)現出(chu)電(dian)(dian)(dian)控(kong)(kong)雙(shuang)折射(she)和電(dian)(dian)(dian)控(kong)(kong)光(guang)(guang)(guang)(guang)散(san)射(she)的效應），可以制(zhi)成(cheng)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)調制(zhi)器、光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)顯示器、光(guang)(guang)(guang)(guang)信息(xi)存儲器、光(guang)(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)傳感器、圖像存儲和顯示器，以及激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)或核輻射(she)防護(hu)鏡等(deng)新型器件。

4、半導體陶瓷

通過(guo)半導體(ti)化(hua)措施使陶瓷具有(you)半導電性晶粒和絕緣性（或半導體(ti)性）晶界，從而呈現(xian)很強的界面勢壘等半導體(ti)特性的電子(zi)陶瓷。

半導(dao)體(ti)陶瓷種類很多，其中(zhong)包(bao)括利用(yong)半導(dao)體(ti)瓷中(zhong)晶(jing)粒本身性(xing)質制(zhi)成的各種負溫度(du)系數熱敏電(dian)阻(zu)(zu)；利用(yong)晶(jing)界性(xing)質制(zhi)成的半導(dao)體(ti)電(dian)容器(qi)、ZnO?壓敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)、BaTiO3系正溫度(du)系數熱敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)、CdS/Cu2S太陽(yang)能(neng)電(dian)池；以及利用(yong)表(biao)面(mian)性(xing)質制(zhi)成的各種陶瓷型濕敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)和氣敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快(kuai)速傳遞正離(li)(li)子的(de)(de)特性，典型代表(biao)是β-Al2O3瓷。這種陶瓷在300℃下離(li)(li)子電導率可達0.1/（歐·厘(li)米），可用來(lai)制作較經濟的(de)(de)高比率能量(liang)的(de)(de)固體電池，還可制作緩慢放電的(de)(de)高儲能密度的(de)(de)電容(rong)器，它是有助于解決(jue)能源問題的(de)(de)材料(liao)。