一、什么是電子陶瓷材料

電子陶瓷是指在電子工業中能夠(gou)利用(yong)電、磁性(xing)質(zhi)的陶瓷，一般在電子設備當中，作為安裝、固定、支撐(cheng)、保護、絕緣、隔離(li)以及連接(jie)各種無線(xian)電元件及器件的材(cai)料(liao)。

電子陶瓷屬于(yu)無(wu)(wu)機(ji)多晶(jing)(jing)體，微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)上是介乎(hu)單(dan)品與玻(bo)璃(li)之間的一類物質，陶(tao)瓷(ci)內部之間是由(you)離子(zi)鍵(jian)(jian)和(he)共(gong)價鍵(jian)(jian)所結(jie)合，通(tong)(tong)過精密控制陶(tao)瓷(ci)的表面、晶(jing)(jing)界和(he)尺寸結(jie)構(gou)可(ke)以使陶(tao)瓷(ci)獲(huo)得新功能，具有高擦點(dian)、硬度高和(he)彈(dan)性(xing)模(mo)量大等(deng)特點(dian)，能夠耐高溫、磨損(sun)和(he)氧(yang)化(hua)腐(fu)蝕，化(hua)學(xue)穩定性(xing)好，廣泛應(ying)用于(yu)光(guang)通(tong)(tong)信、無(wu)(wu)線通(tong)(tong)信、工(gong)業激光(guang)、消費電子(zi)、汽(qi)車電子(zi)等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電(dian)子陶瓷材料(liao)的種類(lei)眾多，按功(gong)能和(he)用途不(bu)同(tong)，可分為五大類(lei)：

1、絕緣裝置瓷

簡(jian)稱裝置瓷(ci)，具有優良的(de)(de)(de)電(dian)(dian)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)性(xing)能，用作電(dian)(dian)子(zi)設(she)備和(he)(he)(he)器件(jian)中的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)件(jian)、基(ji)片和(he)(he)(he)外殼等的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)陶(tao)瓷(ci)。絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)裝置瓷(ci)件(jian)包(bao)括各種絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)子(zi)、線(xian)圈骨(gu)架(jia)、電(dian)(dian)子(zi)管座、波段開關、電(dian)(dian)容器支(zhi)柱支(zhi)架(jia)、集成電(dian)(dian)路基(ji)片和(he)(he)(he)封裝外殼等。對這類瓷(ci)的(de)(de)(de)基(ji)本要求是(shi)介電(dian)(dian)常數(shu)ε低(di)，介質損耗tanδ小，絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻率ρ高(gao)，擊穿強度E?大，介電(dian)(dian)溫度特(te)性(xing)和(he)(he)(he)頻率特(te)性(xing)好。此外，還要求有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)機械強度和(he)(he)(he)化學穩定性(xing)。

在(zai)這類(lei)陶(tao)瓷(ci)中以滑(hua)石瓷(ci)和氧化(hua)鋁(lv)瓷(ci)應用最廣，滑(hua)石瓷(ci)的(de)電絕緣性(xing)優(you)良且成本較低，是用于(yu)射電頻(pin)段內的(de)典型高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)裝置瓷(ci)。氧化(hua)鋁(lv)瓷(ci)是一類(lei)電絕緣性(xing)更佳的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)、高(gao)(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)、高(gao)(gao)(gao)(gao)強度裝置瓷(ci)。其電性(xing)能和物理性(xing)能隨(sui)三(san)氧化(hua)二鋁(lv)含量(liang)的(de)增多而(er)提高(gao)(gao)(gao)(gao)。常用的(de)有含75%、95%、99%三(san)氧化(hua)二鋁(lv)的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)氧瓷(ci)。在(zai)一些要求極高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)集成電路中，甚至(zhi)還使用三(san)氧化(hua)二鋁(lv)含量(liang)達99.9%的(de)純剛玉瓷(ci)，其性(xing)質與藍寶石單晶相近。高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)氧瓷(ci)，尤其是純剛玉瓷(ci)的(de)缺點是制造困難，燒成溫(wen)(wen)度高(gao)(gao)(gao)(gao)、價(jia)格貴。

裝置瓷(ci)(ci)中(zhong)還有一類以氧化(hua)(hua)鈹（BeO）為代表的(de)(de)高(gao)熱(re)導(dao)(dao)瓷(ci)(ci)。含BeO95%的(de)(de)氧化(hua)(hua)鈹瓷(ci)(ci)的(de)(de)室(shi)溫導(dao)(dao)熱(re)率與金屬相同。氧化(hua)(hua)鈹還具有良(liang)好(hao)(hao)的(de)(de)介電性(xing)(xing)、耐(nai)溫度(du)劇變性(xing)(xing)和很(hen)高(gao)的(de)(de)機(ji)械強度(du)。其缺(que)點是BeO原(yuan)料的(de)(de)毒(du)(du)性(xing)(xing)很(hen)大，瓷(ci)(ci)料燒成溫度(du)高(gao)，因(yin)而限制了它的(de)(de)應用。氮化(hua)(hua)硼?(BN）瓷(ci)(ci)和氮化(hua)(hua)鋁（AlN）瓷(ci)(ci)也屬于高(gao)熱(re)導(dao)(dao)瓷(ci)(ci)，其導(dao)(dao)熱(re)性(xing)(xing)雖不(bu)及(ji)氧化(hua)(hua)鈹瓷(ci)(ci)，但無毒(du)(du)，加(jia)工(gong)性(xing)(xing)能和介電性(xing)(xing)能均好(hao)(hao)，可供高(gao)頻大功率晶體管和大規(gui)模集成電路(lu)中(zhong)作散熱(re)及(ji)絕緣(yuan)用。

2、電容器瓷

是(shi)用作(zuo)電容器(qi)介質的電子(zi)陶瓷(ci)(ci)，這類(lei)陶瓷(ci)(ci)用量最大、規格品(pin)種也最多(duo)，主要(yao)的有高頻、低頻電容器(qi)瓷(ci)(ci)和半導體電容器(qi)瓷(ci)(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于(yu)(yu)Ⅰ類電(dian)容器瓷(ci)，主要用(yong)于(yu)(yu)制造(zao)高頻(pin)電(dian)路中的(de)高穩定性陶(tao)瓷(ci)電(dian)容器和溫度補(bu)償電(dian)容器。構成這類陶(tao)瓷(ci)的(de)主要成分大多是(shi)堿(jian)土金屬(shu)或稀土金屬(shu)的(de)鈦酸(suan)鹽(yan)和以鈦酸(suan)鹽(yan)為基的(de)固溶(rong)體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類電(dian)容器瓷(ci)，主(zhu)要(yao)用于制造低(di)頻(pin)電(dian)路中的(de)(de)(de)旁路、隔(ge)直流(liu)和(he)濾波用的(de)(de)(de)陶瓷(ci)電(dian)容器。主(zhu)要(yao)特(te)點是(shi)介電(dian)常數ε?高，損耗角(jiao)正切較大(da)且tanδ及(ji)ε隨溫度的(de)(de)(de)變化率較大(da)。這(zhe)類陶瓷(ci)中應用最(zui)多的(de)(de)(de)是(shi)以鐵電(dian)鈦(tai)酸(suan)鋇(bei)（BaTiO3）為主(zhu)成分，通過摻(chan)雜改性(xing)而得到的(de)(de)(de)高ε（室溫下可達20000）和(he)ε的(de)(de)(de)溫度變化率低(di)的(de)(de)(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用(yong)半導體(ti)化的陶(tao)瓷外表面或晶粒間(jian)的內(nei)表面（晶界）上(shang)(shang)形成(cheng)的絕(jue)緣層(ceng)(ceng)為電(dian)(dian)容(rong)器介質(zhi)(zhi)的電(dian)(dian)子陶(tao)瓷。其中利用(yong)陶(tao)瓷晶界層(ceng)(ceng)的介電(dian)(dian)性質(zhi)(zhi)而制成(cheng)的邊界層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)容(rong)器是一(yi)類新型的高(gao)(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)(gao)可(ke)靠的電(dian)(dian)容(rong)器，它(ta)的介電(dian)(dian)損耗(hao)小(xiao)(xiao)、絕(jue)緣電(dian)(dian)阻及(ji)工作電(dian)(dian)壓高(gao)(gao)(gao)。這種陶(tao)瓷的視在介電(dian)(dian)常數極高(gao)(gao)(gao)（可(ke)達105以上(shang)(shang)）、介質(zhi)(zhi)損耗(hao)小(xiao)(xiao)（小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)1%）、體(ti)電(dian)(dian)阻率(lv)高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)(yu)1011歐·厘(li)米）、介質(zhi)(zhi)色散頻率(lv)高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)(yu)1吉赫）、抗潮性好(hao)，是一(yi)種高(gao)(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)(gao)穩定(ding)的電(dian)(dian)容(rong)器介質(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以鐵(tie)(tie)電(dian)性晶(jing)體為主(zhu)晶(jing)相的(de)(de)(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)，利用(yong)其壓電(dian)特性可以制成(cheng)壓電(dian)器件(jian)，這是鐵(tie)(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)主(zhu)要應(ying)(ying)用(yong)，因而常把(ba)鐵(tie)(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)稱為壓電(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)。利用(yong)鐵(tie)(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)熱釋電(dian)特性（在溫(wen)度(du)(du)變化時(shi)，因極化強度(du)(du)的(de)(de)(de)變化而在鐵(tie)(tie)電(dian)體表面釋放電(dian)荷(he)的(de)(de)(de)效應(ying)(ying)）可以制成(cheng)紅外探測器件(jian)，在測溫(wen)、控溫(wen)、遙(yao)測、遙(yao)感以至生物、醫學等(deng)領域(yu)均有重要應(ying)(ying)用(yong)價值。

利用透明鐵電(dian)(dian)陶瓷PLZT（摻鑭的鈦(tai)鋯酸鉛）的強電(dian)(dian)光效應（通過外(wai)加電(dian)(dian)場對(dui)透明鐵電(dian)(dian)陶瓷電(dian)(dian)疇狀態(tai)的控制(zhi)而改變其光學(xue)性質(zhi)，從而表(biao)現(xian)出電(dian)(dian)控雙折射和(he)電(dian)(dian)控光散射的效應），可(ke)以(yi)制(zhi)成激(ji)光調制(zhi)器(qi)(qi)、光電(dian)(dian)顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)、光信息存儲器(qi)(qi)、光開(kai)關、光電(dian)(dian)傳感器(qi)(qi)、圖像存儲和(he)顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)，以(yi)及(ji)激(ji)光或核輻(fu)射防護(hu)鏡等新型(xing)器(qi)(qi)件。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)(ban)導體(ti)(ti)化(hua)措施使陶瓷(ci)具有(you)半(ban)(ban)導電性晶粒和絕緣性（或半(ban)(ban)導體(ti)(ti)性）晶界(jie)，從而呈現很強的界(jie)面勢壘等半(ban)(ban)導體(ti)(ti)特性的電子陶瓷(ci)。

半(ban)導(dao)體(ti)陶瓷種(zhong)類很(hen)多(duo)，其中包括利用(yong)(yong)半(ban)導(dao)體(ti)瓷中晶粒本身性(xing)質(zhi)制成的各種(zhong)負溫度系(xi)(xi)數熱(re)敏電(dian)阻；利用(yong)(yong)晶界性(xing)質(zhi)制成的半(ban)導(dao)體(ti)電(dian)容器、ZnO?壓敏電(dian)阻器、BaTiO3系(xi)(xi)正溫度系(xi)(xi)數熱(re)敏電(dian)阻器、CdS/Cu2S太陽能電(dian)池；以(yi)及利用(yong)(yong)表面(mian)性(xing)質(zhi)制成的各種(zhong)陶瓷型濕敏電(dian)阻器和氣敏電(dian)阻器等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快速傳遞(di)正離(li)子的(de)(de)(de)特性(xing)，典型代表是(shi)β-Al2O3瓷。這(zhe)種陶瓷在300℃下(xia)離(li)子電(dian)(dian)導(dao)率(lv)可(ke)達0.1/（歐·厘米(mi)），可(ke)用來(lai)制作(zuo)(zuo)較經濟(ji)的(de)(de)(de)高(gao)比(bi)率(lv)能量的(de)(de)(de)固體電(dian)(dian)池，還可(ke)制作(zuo)(zuo)緩慢(man)放(fang)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)高(gao)儲(chu)能密(mi)度的(de)(de)(de)電(dian)(dian)容器(qi)，它是(shi)有助于解(jie)決能源問題的(de)(de)(de)材料。