一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子(zi)陶瓷(ci)是指在電(dian)子(zi)工業(ye)中能夠利(li)用電(dian)、磁性質的陶瓷(ci)，一般在電(dian)子(zi)設備當(dang)中，作為(wei)安裝、固定、支(zhi)撐(cheng)、保(bao)護、絕緣、隔離以及連接各(ge)種(zhong)無線(xian)電(dian)元件(jian)及器件(jian)的材料。

電子陶瓷屬于無機多晶體，微觀結構上是(shi)介乎單(dan)品(pin)與玻(bo)璃(li)之間(jian)的一類物質，陶瓷(ci)內部之間(jian)是(shi)由離子(zi)鍵(jian)和共價鍵(jian)所結合(he)，通(tong)過精密(mi)控制陶瓷(ci)的表面、晶界和尺寸結構可以使陶瓷(ci)獲(huo)得新功能(neng)，具有高(gao)(gao)擦點、硬度高(gao)(gao)和彈性模量大等(deng)特點，能(neng)夠耐高(gao)(gao)溫(wen)、磨(mo)損(sun)和氧化腐(fu)蝕(shi)，化學穩定性好，廣泛(fan)應用(yong)于光(guang)通(tong)信、無線通(tong)信、工業(ye)激光(guang)、消費電子(zi)、汽車電子(zi)等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電(dian)子陶瓷材料的種類眾多，按功能和用途不同，可(ke)分(fen)為五(wu)大(da)類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱(cheng)裝置(zhi)瓷(ci)(ci)，具有優良的電(dian)絕緣(yuan)性(xing)能，用作電(dian)子(zi)設備(bei)和器件中(zhong)的結構件、基片和外(wai)(wai)殼等的電(dian)子(zi)陶(tao)瓷(ci)(ci)。絕緣(yuan)裝置(zhi)瓷(ci)(ci)件包(bao)括各種絕緣(yuan)子(zi)、線圈(quan)骨(gu)架、電(dian)子(zi)管座、波(bo)段開關、電(dian)容器支柱支架、集成電(dian)路(lu)基片和封裝外(wai)(wai)殼等。對這(zhe)類瓷(ci)(ci)的基本要求是介電(dian)常數ε低，介質損耗tanδ小(xiao)，絕緣(yuan)電(dian)阻率(lv)(lv)ρ高(gao)，擊穿(chuan)強度(du)E?大，介電(dian)溫(wen)度(du)特性(xing)和頻率(lv)(lv)特性(xing)好。此外(wai)(wai)，還要求有較高(gao)的機械強度(du)和化學穩定(ding)性(xing)。

在這(zhe)類陶(tao)瓷(ci)(ci)中以滑石(shi)瓷(ci)(ci)和氧化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)應用最廣，滑石(shi)瓷(ci)(ci)的(de)電(dian)絕緣(yuan)性(xing)優良且成本較(jiao)低，是(shi)(shi)用于(yu)射電(dian)頻(pin)段內的(de)典(dian)型(xing)高頻(pin)裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)。氧化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)是(shi)(shi)一(yi)類電(dian)絕緣(yuan)性(xing)更(geng)佳的(de)高頻(pin)、高溫、高強度裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)。其電(dian)性(xing)能和物理性(xing)能隨(sui)三(san)氧化(hua)二鋁(lv)(lv)(lv)含(han)量(liang)(liang)的(de)增多而(er)提高。常用的(de)有含(han)75%、95%、99%三(san)氧化(hua)二鋁(lv)(lv)(lv)的(de)高鋁(lv)(lv)(lv)氧瓷(ci)(ci)。在一(yi)些(xie)要求極高的(de)集成電(dian)路中，甚至還使用三(san)氧化(hua)二鋁(lv)(lv)(lv)含(han)量(liang)(liang)達99.9%的(de)純剛(gang)玉瓷(ci)(ci)，其性(xing)質與藍寶石(shi)單晶(jing)相近。高鋁(lv)(lv)(lv)氧瓷(ci)(ci)，尤其是(shi)(shi)純剛(gang)玉瓷(ci)(ci)的(de)缺點是(shi)(shi)制造困難，燒成溫度高、價(jia)格貴。

裝置瓷(ci)(ci)(ci)中還有一類(lei)以氧化鈹（BeO）為代(dai)表(biao)的(de)高熱(re)導瓷(ci)(ci)(ci)。含BeO95%的(de)氧化鈹瓷(ci)(ci)(ci)的(de)室溫(wen)(wen)導熱(re)率與金(jin)屬相同。氧化鈹還具有良好的(de)介(jie)電性(xing)、耐溫(wen)(wen)度(du)(du)劇變性(xing)和(he)很高的(de)機械強度(du)(du)。其(qi)缺(que)點(dian)是BeO原料的(de)毒性(xing)很大(da)(da)，瓷(ci)(ci)(ci)料燒(shao)成(cheng)(cheng)溫(wen)(wen)度(du)(du)高，因(yin)而限制了(le)它的(de)應用。氮化硼?(BN）瓷(ci)(ci)(ci)和(he)氮化鋁（AlN）瓷(ci)(ci)(ci)也屬于(yu)高熱(re)導瓷(ci)(ci)(ci)，其(qi)導熱(re)性(xing)雖不(bu)及氧化鈹瓷(ci)(ci)(ci)，但無毒，加工(gong)性(xing)能(neng)和(he)介(jie)電性(xing)能(neng)均(jun)好，可供高頻大(da)(da)功率晶體管和(he)大(da)(da)規模集成(cheng)(cheng)電路中作散(san)熱(re)及絕緣用。

2、電容器瓷

是用作電容器介質的電子陶瓷(ci)(ci)，這類陶瓷(ci)(ci)用量最大、規格品種也最多，主要的有高頻(pin)、低頻(pin)電容器瓷(ci)(ci)和半導體電容器瓷(ci)(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于(yu)Ⅰ類電容(rong)器瓷(ci)，主(zhu)要用于(yu)制造高(gao)頻(pin)電路中的高(gao)穩定性陶瓷(ci)電容(rong)器和(he)溫(wen)度補(bu)償(chang)電容(rong)器。構(gou)成這類陶瓷(ci)的主(zhu)要成分大多是(shi)堿(jian)土金(jin)屬(shu)或稀(xi)土金(jin)屬(shu)的鈦酸鹽(yan)和(he)以(yi)鈦酸鹽(yan)為基的固(gu)溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電(dian)容器(qi)瓷(ci)(ci)，主(zhu)要用(yong)于制造低(di)頻(pin)電(dian)路(lu)中的旁路(lu)、隔直流和(he)濾波用(yong)的陶瓷(ci)(ci)電(dian)容器(qi)。主(zhu)要特(te)點是介(jie)電(dian)常數ε?高(gao)，損耗角正切較(jiao)大且tanδ及(ji)ε隨溫(wen)度的變化率較(jiao)大。這類(lei)陶瓷(ci)(ci)中應用(yong)最多的是以鐵電(dian)鈦酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成分，通過摻雜改性(xing)而得到的高(gao)ε（室溫(wen)下可(ke)達20000）和(he)ε的溫(wen)度變化率低(di)的瓷(ci)(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利(li)用(yong)半導體(ti)(ti)化的(de)(de)(de)陶瓷(ci)(ci)外(wai)表(biao)面(mian)或晶(jing)粒(li)間的(de)(de)(de)內(nei)表(biao)面(mian)（晶(jing)界）上(shang)(shang)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)絕緣(yuan)(yuan)層(ceng)(ceng)為電(dian)(dian)容器(qi)(qi)介質(zhi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子陶瓷(ci)(ci)。其中(zhong)利(li)用(yong)陶瓷(ci)(ci)晶(jing)界層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)介電(dian)(dian)性質(zhi)而制成(cheng)的(de)(de)(de)邊界層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)是一類新型的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)(gao)可靠的(de)(de)(de)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)，它的(de)(de)(de)介電(dian)(dian)損耗小(xiao)、絕緣(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻及工作電(dian)(dian)壓高(gao)(gao)(gao)。這種陶瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)視在介電(dian)(dian)常數極高(gao)(gao)(gao)（可達105以上(shang)(shang)）、介質(zhi)損耗小(xiao)（小(xiao)于(yu)1%）、體(ti)(ti)電(dian)(dian)阻率高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)1011歐(ou)·厘米）、介質(zhi)色散頻率高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于(yu)1吉赫）、抗潮性好，是一種高(gao)(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)(gao)穩定(ding)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)介質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以(yi)(yi)(yi)鐵(tie)(tie)(tie)電(dian)(dian)性晶體為主晶相的(de)電(dian)(dian)子陶(tao)瓷(ci)(ci)，利用其壓電(dian)(dian)特性可以(yi)(yi)(yi)制(zhi)成壓電(dian)(dian)器件，這是鐵(tie)(tie)(tie)電(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)主要應用，因(yin)而常把鐵(tie)(tie)(tie)電(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)稱為壓電(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)。利用鐵(tie)(tie)(tie)電(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)熱釋(shi)電(dian)(dian)特性（在(zai)溫度變(bian)化(hua)時(shi)，因(yin)極(ji)化(hua)強度的(de)變(bian)化(hua)而在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)電(dian)(dian)體表面釋(shi)放電(dian)(dian)荷的(de)效應）可以(yi)(yi)(yi)制(zhi)成紅(hong)外探(tan)測器件，在(zai)測溫、控溫、遙測、遙感以(yi)(yi)(yi)至生物、醫(yi)學等領域均有重要應用價(jia)值。

利用透明鐵電(dian)(dian)陶瓷PLZT（摻(chan)鑭(lan)的(de)(de)鈦鋯酸鉛）的(de)(de)強電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)應（通(tong)過外加電(dian)(dian)場對(dui)透明鐵電(dian)(dian)陶瓷電(dian)(dian)疇狀態的(de)(de)控(kong)制而(er)改變其光(guang)(guang)(guang)學性質，從而(er)表現出電(dian)(dian)控(kong)雙(shuang)折射(she)和(he)電(dian)(dian)控(kong)光(guang)(guang)(guang)散射(she)的(de)(de)效(xiao)應），可以(yi)制成激光(guang)(guang)(guang)調制器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)顯示器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)信(xin)息(xi)存(cun)儲器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)傳感器(qi)(qi)(qi)、圖像(xiang)存(cun)儲和(he)顯示器(qi)(qi)(qi)，以(yi)及激光(guang)(guang)(guang)或核輻射(she)防護(hu)鏡等新(xin)型器(qi)(qi)(qi)件(jian)。

4、半導體陶瓷

通過(guo)半(ban)導(dao)體化措施使(shi)陶瓷具有半(ban)導(dao)電(dian)性(xing)晶(jing)粒和絕緣性(xing)（或半(ban)導(dao)體性(xing)）晶(jing)界，從而(er)呈現很強的(de)界面勢壘等半(ban)導(dao)體特性(xing)的(de)電(dian)子陶瓷。

半(ban)(ban)導體(ti)陶瓷(ci)種(zhong)類很(hen)多，其中包(bao)括利用(yong)半(ban)(ban)導體(ti)瓷(ci)中晶粒本身性質制成的各種(zhong)負溫度(du)系(xi)(xi)(xi)數(shu)熱敏電(dian)阻；利用(yong)晶界性質制成的半(ban)(ban)導體(ti)電(dian)容器(qi)、ZnO?壓(ya)敏電(dian)阻器(qi)、BaTiO3系(xi)(xi)(xi)正溫度(du)系(xi)(xi)(xi)數(shu)熱敏電(dian)阻器(qi)、CdS/Cu2S太陽(yang)能電(dian)池；以及利用(yong)表面性質制成的各種(zhong)陶瓷(ci)型濕敏電(dian)阻器(qi)和氣敏電(dian)阻器(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，典型代表是β-Al2O3瓷。這(zhe)種陶瓷在300℃下離(li)子電(dian)導(dao)率(lv)可(ke)達0.1/（歐·厘米），可(ke)用來制作較經濟的(de)高(gao)(gao)比(bi)率(lv)能量的(de)固體電(dian)池，還可(ke)制作緩慢放電(dian)的(de)高(gao)(gao)儲能密度的(de)電(dian)容器，它是有助于(yu)解決(jue)能源問題的(de)材(cai)料。