一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子(zi)陶瓷(ci)是(shi)指(zhi)在電(dian)子(zi)工業(ye)中能夠利用電(dian)、磁性質的陶瓷(ci)，一(yi)般在電(dian)子(zi)設備當(dang)中，作為安裝、固定(ding)、支撐、保(bao)護、絕緣、隔離以(yi)及連(lian)接各種(zhong)無線(xian)電(dian)元件(jian)(jian)及器件(jian)(jian)的材料。

電子陶瓷屬于無(wu)機(ji)多(duo)晶體(ti)，微觀(guan)結構上是(shi)介乎(hu)單品與玻璃(li)之(zhi)間(jian)的一類物質，陶瓷(ci)(ci)內部之(zhi)間(jian)是(shi)由(you)離子鍵和(he)共(gong)價(jia)鍵所結合，通過(guo)精密控制陶瓷(ci)(ci)的表面、晶界和(he)尺寸結構可以使陶瓷(ci)(ci)獲得新(xin)功(gong)能，具有(you)高擦(ca)點、硬度高和(he)彈性(xing)模(mo)量大等特點，能夠耐高溫、磨損和(he)氧化腐蝕，化學(xue)穩(wen)定性(xing)好，廣泛應用于光(guang)通信、無(wu)線通信、工業激光(guang)、消費電子、汽車電子等領(ling)域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷(ci)材料(liao)的種類眾多，按功能(neng)和用途不同，可分為(wei)五大(da)類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱(cheng)裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)，具(ju)有(you)(you)優良的電(dian)絕緣性(xing)(xing)能，用作電(dian)子(zi)設備和(he)器件(jian)中的結構件(jian)、基(ji)片和(he)外(wai)(wai)殼(ke)等的電(dian)子(zi)陶瓷(ci)。絕緣裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)件(jian)包括各種絕緣子(zi)、線圈(quan)骨(gu)架、電(dian)子(zi)管座、波段開關、電(dian)容器支柱支架、集(ji)成電(dian)路基(ji)片和(he)封裝(zhuang)外(wai)(wai)殼(ke)等。對(dui)這類瓷(ci)的基(ji)本(ben)要求是介電(dian)常(chang)數ε低，介質損耗(hao)tanδ小，絕緣電(dian)阻(zu)率ρ高(gao)，擊穿強(qiang)度E?大(da)，介電(dian)溫(wen)度特性(xing)(xing)和(he)頻率特性(xing)(xing)好(hao)。此外(wai)(wai)，還(huan)要求有(you)(you)較(jiao)高(gao)的機械強(qiang)度和(he)化學穩定性(xing)(xing)。

在(zai)這類(lei)陶(tao)瓷(ci)(ci)中(zhong)以滑石瓷(ci)(ci)和氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)瓷(ci)(ci)應用最廣，滑石瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)電絕緣(yuan)性(xing)(xing)優良且成(cheng)本較(jiao)低，是用于射(she)電頻段內的(de)(de)(de)典型高(gao)(gao)頻裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)。氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)瓷(ci)(ci)是一類(lei)電絕緣(yuan)性(xing)(xing)更佳的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)。其電性(xing)(xing)能(neng)和物(wu)理性(xing)(xing)能(neng)隨三(san)(san)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)鋁(lv)(lv)含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)多而提高(gao)(gao)。常用的(de)(de)(de)有含(han)75%、95%、99%三(san)(san)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)鋁(lv)(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)。在(zai)一些要求極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)集成(cheng)電路中(zhong)，甚至還使用三(san)(san)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)二(er)鋁(lv)(lv)含(han)量達99.9%的(de)(de)(de)純剛玉(yu)(yu)瓷(ci)(ci)，其性(xing)(xing)質(zhi)與藍寶石單晶相近。高(gao)(gao)鋁(lv)(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)，尤其是純剛玉(yu)(yu)瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)缺點是制造(zao)困難，燒成(cheng)溫度高(gao)(gao)、價格貴。

裝置瓷中(zhong)還(huan)有一類以氧化(hua)(hua)鈹（BeO）為(wei)代表的(de)(de)高(gao)熱導(dao)(dao)瓷。含(han)BeO95%的(de)(de)氧化(hua)(hua)鈹瓷的(de)(de)室溫(wen)導(dao)(dao)熱率(lv)(lv)與金屬相同。氧化(hua)(hua)鈹還(huan)具有良好的(de)(de)介電(dian)性(xing)、耐溫(wen)度(du)劇(ju)變性(xing)和(he)很(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)機械強度(du)。其(qi)缺點是BeO原料(liao)的(de)(de)毒性(xing)很(hen)(hen)大，瓷料(liao)燒成溫(wen)度(du)高(gao)，因(yin)而限制了它(ta)的(de)(de)應(ying)用。氮化(hua)(hua)硼?(BN）瓷和(he)氮化(hua)(hua)鋁（AlN）瓷也屬于高(gao)熱導(dao)(dao)瓷，其(qi)導(dao)(dao)熱性(xing)雖(sui)不(bu)及氧化(hua)(hua)鈹瓷，但無毒，加(jia)工性(xing)能和(he)介電(dian)性(xing)能均(jun)好，可供高(gao)頻大功率(lv)(lv)晶(jing)體管(guan)和(he)大規模集(ji)成電(dian)路中(zhong)作(zuo)散熱及絕緣(yuan)用。

2、電容器瓷

是用作電(dian)容器介質的電(dian)子陶瓷，這類(lei)陶瓷用量最大、規格(ge)品種也最多(duo)，主要的有高頻、低(di)頻電(dian)容器瓷和半導(dao)體電(dian)容器瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類電(dian)容器(qi)瓷，主要用于制(zhi)造(zao)高頻電(dian)路中的高穩定性陶(tao)瓷電(dian)容器(qi)和溫(wen)度補償電(dian)容器(qi)。構成這類陶(tao)瓷的主要成分大多是堿(jian)土金屬或稀土金屬的鈦(tai)酸鹽(yan)和以鈦(tai)酸鹽(yan)為基的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電(dian)容(rong)器瓷(ci)(ci)，主(zhu)要(yao)用于制造低頻電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)旁路(lu)、隔(ge)直流(liu)和濾波(bo)用的(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)電(dian)容(rong)器。主(zhu)要(yao)特點是(shi)介電(dian)常數(shu)ε?高，損耗(hao)角正切較大且tanδ及ε隨溫度的(de)變化率較大。這類(lei)陶(tao)瓷(ci)(ci)中(zhong)應(ying)用最多的(de)是(shi)以鐵電(dian)鈦(tai)酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成分，通過摻雜改性而得到的(de)高ε（室溫下可達20000）和ε的(de)溫度變化率低的(de)瓷(ci)(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用半(ban)導(dao)體化的(de)(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)外表面(mian)或(huo)晶(jing)粒(li)間(jian)的(de)(de)內(nei)表面(mian)（晶(jing)界）上(shang)形成的(de)(de)絕緣(yuan)層為(wei)電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)。其中利用陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)晶(jing)界層的(de)(de)介(jie)電(dian)(dian)(dian)性質(zhi)(zhi)而(er)制成的(de)(de)邊(bian)界層電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)是一類新型(xing)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)(gao)可靠的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)，它的(de)(de)介(jie)電(dian)(dian)(dian)損(sun)耗小、絕緣(yuan)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)及(ji)工作電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)(gao)。這種陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)視在(zai)介(jie)電(dian)(dian)(dian)常數極高(gao)(gao)(gao)（可達(da)105以上(shang)）、介(jie)質(zhi)(zhi)損(sun)耗小（小于(yu)1%）、體電(dian)(dian)(dian)阻(zu)率高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)1011歐(ou)·厘米）、介(jie)質(zhi)(zhi)色散(san)頻率高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)1吉赫）、抗潮(chao)性好(hao)，是一種高(gao)(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)(gao)穩定的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)介(jie)質(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以鐵(tie)電性(xing)晶體為主晶相的(de)電子陶(tao)瓷(ci)(ci)，利用其壓電特性(xing)可(ke)以制成壓電器件，這是鐵(tie)電陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)主要應(ying)(ying)用，因(yin)而常把鐵(tie)電陶(tao)瓷(ci)(ci)稱為壓電陶(tao)瓷(ci)(ci)。利用鐵(tie)電陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)熱釋電特性(xing)（在(zai)溫度變化(hua)時，因(yin)極化(hua)強度的(de)變化(hua)而在(zai)鐵(tie)電體表面釋放電荷的(de)效應(ying)(ying)）可(ke)以制成紅外探測(ce)器件，在(zai)測(ce)溫、控(kong)溫、遙(yao)測(ce)、遙(yao)感以至(zhi)生(sheng)物、醫(yi)學等領域均有重要應(ying)(ying)用價值(zhi)。

利用透明(ming)鐵電(dian)(dian)陶瓷(ci)PLZT（摻鑭的(de)鈦鋯酸鉛(qian)）的(de)強電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)效應（通過外(wai)加電(dian)(dian)場(chang)對透明(ming)鐵電(dian)(dian)陶瓷(ci)電(dian)(dian)疇狀(zhuang)態的(de)控(kong)制而(er)改變其光(guang)(guang)(guang)學性(xing)質，從而(er)表現出電(dian)(dian)控(kong)雙折射和電(dian)(dian)控(kong)光(guang)(guang)(guang)散射的(de)效應），可以制成激光(guang)(guang)(guang)調制器(qi)、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)顯示器(qi)、光(guang)(guang)(guang)信息存(cun)(cun)儲器(qi)、光(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)、圖像存(cun)(cun)儲和顯示器(qi)，以及激光(guang)(guang)(guang)或核輻射防護鏡等新型(xing)器(qi)件(jian)。

4、半導體陶瓷

通(tong)過半導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)化措(cuo)施使(shi)陶(tao)瓷(ci)具有半導(dao)(dao)(dao)電(dian)性(xing)(xing)晶(jing)粒和(he)絕緣(yuan)性(xing)(xing)（或半導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)性(xing)(xing)）晶(jing)界，從而呈(cheng)現很強(qiang)的(de)(de)界面勢(shi)壘等(deng)半導(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)特性(xing)(xing)的(de)(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)。

半導體(ti)陶(tao)瓷(ci)種類很(hen)多，其(qi)中包括利用(yong)半導體(ti)瓷(ci)中晶粒本身性質制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)各種負溫(wen)(wen)度系數(shu)熱敏(min)(min)(min)電阻(zu)(zu)；利用(yong)晶界性質制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)半導體(ti)電容器(qi)(qi)、ZnO?壓敏(min)(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)(qi)、BaTiO3系正溫(wen)(wen)度系數(shu)熱敏(min)(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)(qi)、CdS/Cu2S太陽能電池；以及利用(yong)表面性質制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)各種陶(tao)瓷(ci)型濕敏(min)(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)(qi)和氣敏(min)(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)(qi)等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快速傳遞正離(li)子的(de)特性，典型代表(biao)是β-Al2O3瓷。這(zhe)種(zhong)陶瓷在300℃下離(li)子電(dian)導率(lv)(lv)可達0.1/（歐·厘米），可用來制(zhi)作較(jiao)經(jing)濟的(de)高(gao)比率(lv)(lv)能(neng)(neng)量的(de)固體(ti)電(dian)池，還(huan)可制(zhi)作緩慢放(fang)電(dian)的(de)高(gao)儲能(neng)(neng)密度的(de)電(dian)容(rong)器，它(ta)是有助于(yu)解決能(neng)(neng)源問題的(de)材料(liao)。