一、什么是電子陶瓷材料

電子陶瓷是指在(zai)電子工業中(zhong)(zhong)能夠利(li)用電、磁(ci)性質的(de)陶瓷，一般在(zai)電子設備當中(zhong)(zhong)，作(zuo)為安(an)裝、固定、支撐、保護、絕緣、隔離以及連接各種(zhong)無線電元(yuan)件及器件的(de)材料。

電子陶瓷屬于無機(ji)多晶體，微觀(guan)結(jie)構(gou)上(shang)是(shi)介乎單品(pin)與玻璃之間的(de)一類物質，陶瓷內部之間是(shi)由離子鍵(jian)和共(gong)價鍵(jian)所結(jie)合，通過精密(mi)控制陶瓷的(de)表面、晶界(jie)和尺寸結(jie)構(gou)可以使陶瓷獲得(de)新功能，具(ju)有高擦(ca)點、硬度高和彈性(xing)模量大等(deng)特點，能夠(gou)耐(nai)高溫、磨損和氧化腐蝕，化學穩定(ding)性(xing)好，廣(guang)泛(fan)應用于光通信(xin)、無線通信(xin)、工業(ye)激光、消費電子、汽車(che)電子等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷材料的種類眾(zhong)多(duo)，按功能和用途不(bu)同(tong)，可分為五(wu)大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝置(zhi)瓷(ci)，具(ju)有優良的電絕緣(yuan)性能，用作電子(zi)設備和(he)(he)(he)器件中的結構件、基(ji)片和(he)(he)(he)外殼等(deng)的電子(zi)陶瓷(ci)。絕緣(yuan)裝置(zhi)瓷(ci)件包(bao)括各種絕緣(yuan)子(zi)、線圈(quan)骨架、電子(zi)管座、波段開關、電容器支(zhi)柱(zhu)支(zhi)架、集成電路(lu)基(ji)片和(he)(he)(he)封裝外殼等(deng)。對這類瓷(ci)的基(ji)本要求是(shi)介電常數ε低，介質損耗tanδ小(xiao)，絕緣(yuan)電阻率ρ高，擊(ji)穿強度(du)E?大(da)，介電溫(wen)度(du)特性和(he)(he)(he)頻率特性好(hao)。此外，還要求有較高的機(ji)械強度(du)和(he)(he)(he)化學(xue)穩定性。

在這類陶瓷(ci)(ci)(ci)(ci)中以滑(hua)石瓷(ci)(ci)(ci)(ci)和氧(yang)(yang)化鋁(lv)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)應用(yong)最廣，滑(hua)石瓷(ci)(ci)(ci)(ci)的(de)(de)電(dian)絕緣性(xing)(xing)優良且成(cheng)本較低，是(shi)(shi)用(yong)于射電(dian)頻(pin)段內的(de)(de)典型高(gao)頻(pin)裝置瓷(ci)(ci)(ci)(ci)。氧(yang)(yang)化鋁(lv)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)是(shi)(shi)一類電(dian)絕緣性(xing)(xing)更佳的(de)(de)高(gao)頻(pin)、高(gao)溫(wen)、高(gao)強度裝置瓷(ci)(ci)(ci)(ci)。其(qi)(qi)電(dian)性(xing)(xing)能和物理性(xing)(xing)能隨(sui)三氧(yang)(yang)化二鋁(lv)含量的(de)(de)增多而提高(gao)。常用(yong)的(de)(de)有含75%、95%、99%三氧(yang)(yang)化二鋁(lv)的(de)(de)高(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)。在一些要求極高(gao)的(de)(de)集成(cheng)電(dian)路中，甚至還使(shi)用(yong)三氧(yang)(yang)化二鋁(lv)含量達99.9%的(de)(de)純剛(gang)玉瓷(ci)(ci)(ci)(ci)，其(qi)(qi)性(xing)(xing)質與藍寶石單晶相近。高(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)，尤其(qi)(qi)是(shi)(shi)純剛(gang)玉瓷(ci)(ci)(ci)(ci)的(de)(de)缺點是(shi)(shi)制造困難，燒成(cheng)溫(wen)度高(gao)、價格貴。

裝置瓷(ci)中還(huan)有一類以氧(yang)(yang)化鈹（BeO）為代表(biao)的(de)(de)高(gao)(gao)熱(re)(re)導瓷(ci)。含BeO95%的(de)(de)氧(yang)(yang)化鈹瓷(ci)的(de)(de)室溫(wen)導熱(re)(re)率與金屬(shu)相同(tong)。氧(yang)(yang)化鈹還(huan)具有良好的(de)(de)介電(dian)性(xing)(xing)、耐溫(wen)度(du)劇變性(xing)(xing)和(he)(he)很高(gao)(gao)的(de)(de)機械強度(du)。其缺點是(shi)BeO原(yuan)料(liao)的(de)(de)毒性(xing)(xing)很大(da)，瓷(ci)料(liao)燒(shao)成溫(wen)度(du)高(gao)(gao)，因而限(xian)制(zhi)了它的(de)(de)應用。氮化硼?(BN）瓷(ci)和(he)(he)氮化鋁（AlN）瓷(ci)也屬(shu)于高(gao)(gao)熱(re)(re)導瓷(ci)，其導熱(re)(re)性(xing)(xing)雖不(bu)及(ji)氧(yang)(yang)化鈹瓷(ci)，但(dan)無毒，加工性(xing)(xing)能和(he)(he)介電(dian)性(xing)(xing)能均好，可(ke)供高(gao)(gao)頻大(da)功率晶體管和(he)(he)大(da)規模集成電(dian)路中作散(san)熱(re)(re)及(ji)絕(jue)緣用。

2、電容器瓷

是(shi)用作電(dian)(dian)容器(qi)(qi)介質的電(dian)(dian)子陶(tao)瓷，這(zhe)類陶(tao)瓷用量最(zui)大(da)、規(gui)格品種也最(zui)多(duo)，主要的有高頻(pin)、低(di)頻(pin)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)瓷和半導體電(dian)(dian)容器(qi)(qi)瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于Ⅰ類電(dian)容(rong)(rong)器瓷(ci)，主要用于制造(zao)高頻電(dian)路(lu)中的高穩定性陶瓷(ci)電(dian)容(rong)(rong)器和溫度補償電(dian)容(rong)(rong)器。構成(cheng)這(zhe)類陶瓷(ci)的主要成(cheng)分大多(duo)是堿土金屬(shu)或稀土金屬(shu)的鈦(tai)酸(suan)鹽和以鈦(tai)酸(suan)鹽為基的固溶體(ti)。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類電(dian)(dian)容器(qi)瓷，主(zhu)要用于制造低(di)(di)頻電(dian)(dian)路中的(de)(de)(de)旁路、隔直流和濾(lv)波(bo)用的(de)(de)(de)陶瓷電(dian)(dian)容器(qi)。主(zhu)要特點是(shi)介電(dian)(dian)常數(shu)ε?高(gao)，損(sun)耗角正切較(jiao)大且tanδ及ε隨溫度(du)的(de)(de)(de)變化(hua)率(lv)較(jiao)大。這(zhe)類陶瓷中應(ying)用最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)是(shi)以鐵電(dian)(dian)鈦酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成(cheng)分，通過(guo)摻雜改性而得到的(de)(de)(de)高(gao)ε（室(shi)溫下可達20000）和ε的(de)(de)(de)溫度(du)變化(hua)率(lv)低(di)(di)的(de)(de)(de)瓷料(liao)。

（3）半導體電容器瓷：利(li)用半導體(ti)化的(de)陶瓷(ci)外(wai)表面(mian)或晶(jing)粒間的(de)內表面(mian)（晶(jing)界）上(shang)形成(cheng)的(de)絕(jue)(jue)緣層為電(dian)(dian)容器(qi)介(jie)(jie)(jie)質的(de)電(dian)(dian)子(zi)陶瓷(ci)。其中利(li)用陶瓷(ci)晶(jing)界層的(de)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)性(xing)質而制成(cheng)的(de)邊界層電(dian)(dian)容器(qi)是(shi)一(yi)(yi)類新型的(de)高(gao)性(xing)能、高(gao)可靠(kao)的(de)電(dian)(dian)容器(qi)，它(ta)的(de)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)損(sun)耗小、絕(jue)(jue)緣電(dian)(dian)阻及工作(zuo)電(dian)(dian)壓(ya)高(gao)。這種(zhong)陶瓷(ci)的(de)視在(zai)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)常數(shu)極(ji)高(gao)（可達(da)105以上(shang)）、介(jie)(jie)(jie)質損(sun)耗小（小于1%）、體(ti)電(dian)(dian)阻率高(gao)（高(gao)于1011歐(ou)·厘(li)米(mi)）、介(jie)(jie)(jie)質色散頻率高(gao)（高(gao)于1吉(ji)赫）、抗潮性(xing)好(hao)，是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)高(gao)性(xing)能、高(gao)穩定(ding)的(de)電(dian)(dian)容器(qi)介(jie)(jie)(jie)質。

3、鐵電陶瓷

是(shi)以(yi)(yi)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)性(xing)晶體(ti)為主(zhu)晶相的電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)，利用其(qi)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)可(ke)以(yi)(yi)制成壓(ya)電(dian)(dian)(dian)器(qi)件，這是(shi)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的主(zhu)要應用，因而(er)常把鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)稱為壓(ya)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)。利用鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的熱釋電(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)（在溫度變(bian)化時，因極(ji)化強度的變(bian)化而(er)在鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)體(ti)表面釋放電(dian)(dian)(dian)荷的效應）可(ke)以(yi)(yi)制成紅外探(tan)測(ce)器(qi)件，在測(ce)溫、控(kong)溫、遙(yao)測(ce)、遙(yao)感以(yi)(yi)至生(sheng)物(wu)、醫學等領域(yu)均有重要應用價值。

利用透明(ming)鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)PLZT（摻鑭的鈦鋯酸鉛）的強(qiang)電(dian)(dian)(dian)光(guang)效應（通(tong)過外加電(dian)(dian)(dian)場(chang)對(dui)透明(ming)鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)電(dian)(dian)(dian)疇狀態的控制而(er)改變其光(guang)學性質(zhi)，從而(er)表現出(chu)電(dian)(dian)(dian)控雙(shuang)折射和電(dian)(dian)(dian)控光(guang)散射的效應），可以(yi)制成(cheng)激(ji)光(guang)調(diao)制器、光(guang)電(dian)(dian)(dian)顯(xian)示器、光(guang)信息存儲器、光(guang)開關、光(guang)電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器、圖像(xiang)存儲和顯(xian)示器，以(yi)及激(ji)光(guang)或(huo)核輻(fu)射防護鏡等(deng)新型器件(jian)。

4、半導體陶瓷

通(tong)過半(ban)導(dao)體(ti)化措施使陶瓷具有半(ban)導(dao)電性(xing)晶(jing)粒和絕緣性(xing)（或半(ban)導(dao)體(ti)性(xing)）晶(jing)界(jie)，從而呈現(xian)很(hen)強的(de)界(jie)面勢壘等半(ban)導(dao)體(ti)特性(xing)的(de)電子陶瓷。

半導體陶瓷種類很多，其中(zhong)包括利(li)用半導體瓷中(zhong)晶粒(li)本身性(xing)質(zhi)制(zhi)成(cheng)的(de)各種負(fu)溫度(du)系(xi)數(shu)熱(re)敏(min)(min)電阻；利(li)用晶界性(xing)質(zhi)制(zhi)成(cheng)的(de)半導體電容器(qi)、ZnO?壓敏(min)(min)電阻器(qi)、BaTiO3系(xi)正溫度(du)系(xi)數(shu)熱(re)敏(min)(min)電阻器(qi)、CdS/Cu2S太(tai)陽能(neng)電池；以及利(li)用表面性(xing)質(zhi)制(zhi)成(cheng)的(de)各種陶瓷型濕敏(min)(min)電阻器(qi)和氣敏(min)(min)電阻器(qi)等(deng)。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快(kuai)速傳遞正離子的(de)特(te)性(xing)，典型代表是β-Al2O3瓷(ci)。這種陶瓷(ci)在300℃下離子電(dian)導率可達0.1/（歐·厘(li)米(mi)），可用來制作(zuo)較經(jing)濟的(de)高比(bi)率能量的(de)固(gu)體電(dian)池(chi)，還可制作(zuo)緩慢放(fang)電(dian)的(de)高儲(chu)能密度的(de)電(dian)容器，它是有助于解決能源問題的(de)材料。