一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)(dian)子(zi)陶瓷是指在電(dian)(dian)子(zi)工業中(zhong)(zhong)能夠利用電(dian)(dian)、磁性(xing)質的(de)陶瓷，一般在電(dian)(dian)子(zi)設(she)備當(dang)中(zhong)(zhong)，作為(wei)安裝、固定、支(zhi)撐、保護、絕緣、隔離以及連接各(ge)種無(wu)線(xian)電(dian)(dian)元件及器件的(de)材(cai)料。

電子陶瓷屬于無機多晶(jing)(jing)體(ti)，微觀結構上是介乎單品與玻璃(li)之(zhi)間的(de)一(yi)類(lei)物(wu)質，陶瓷內部(bu)之(zhi)間是由離子(zi)鍵(jian)和(he)共價鍵(jian)所結合，通過精密控制陶瓷的(de)表(biao)面、晶(jing)(jing)界和(he)尺寸結構可以使陶瓷獲得新(xin)功(gong)能(neng)，具有高(gao)(gao)擦點、硬度高(gao)(gao)和(he)彈性模量大等(deng)特(te)點，能(neng)夠耐高(gao)(gao)溫、磨(mo)損和(he)氧化(hua)腐蝕，化(hua)學穩定(ding)性好，廣泛(fan)應(ying)用于光(guang)通信(xin)、無線通信(xin)、工業(ye)激光(guang)、消費(fei)電子(zi)、汽車電子(zi)等(deng)領(ling)域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷材料的種類(lei)眾多，按(an)功能和用途不同(tong)，可分為(wei)五大類(lei)：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置(zhi)瓷，具有優良的(de)電(dian)(dian)絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)性(xing)能，用作電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)設(she)備(bei)和(he)(he)(he)器件(jian)中(zhong)的(de)結構件(jian)、基(ji)片(pian)和(he)(he)(he)外(wai)殼等(deng)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)陶瓷。絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)裝(zhuang)置(zhi)瓷件(jian)包括(kuo)各種絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)、線圈(quan)骨架、電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)管座、波(bo)段開關、電(dian)(dian)容器支柱支架、集成電(dian)(dian)路基(ji)片(pian)和(he)(he)(he)封(feng)裝(zhuang)外(wai)殼等(deng)。對這(zhe)類瓷的(de)基(ji)本要求(qiu)是(shi)介(jie)電(dian)(dian)常數(shu)ε低，介(jie)質損耗tanδ小，絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻率ρ高，擊穿強度E?大，介(jie)電(dian)(dian)溫度特(te)性(xing)和(he)(he)(he)頻率特(te)性(xing)好。此(ci)外(wai)，還要求(qiu)有較高的(de)機械強度和(he)(he)(he)化學穩定性(xing)。

在這(zhe)類陶瓷(ci)(ci)(ci)中以滑石瓷(ci)(ci)(ci)和(he)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)瓷(ci)(ci)(ci)應用最廣，滑石瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)電絕緣性(xing)優良且成本較低(di)，是(shi)用于射(she)電頻(pin)(pin)段內的(de)(de)典(dian)型高(gao)(gao)頻(pin)(pin)裝置(zhi)瓷(ci)(ci)(ci)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)瓷(ci)(ci)(ci)是(shi)一類電絕緣性(xing)更佳的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強(qiang)度裝置(zhi)瓷(ci)(ci)(ci)。其電性(xing)能和(he)物理性(xing)能隨(sui)三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)的(de)(de)增多而提高(gao)(gao)。常用的(de)(de)有含(han)75%、95%、99%三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二鋁(lv)(lv)的(de)(de)高(gao)(gao)鋁(lv)(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)。在一些要(yao)求極高(gao)(gao)的(de)(de)集(ji)成電路中，甚(shen)至還使(shi)用三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二鋁(lv)(lv)含(han)量(liang)達99.9%的(de)(de)純剛玉瓷(ci)(ci)(ci)，其性(xing)質與藍寶(bao)石單晶(jing)相近。高(gao)(gao)鋁(lv)(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)，尤其是(shi)純剛玉瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)缺點(dian)是(shi)制造困難(nan)，燒(shao)成溫度高(gao)(gao)、價(jia)格貴(gui)。

裝置瓷(ci)(ci)中(zhong)還有一(yi)類以氧(yang)化(hua)(hua)鈹（BeO）為代表的高(gao)(gao)熱導瓷(ci)(ci)。含BeO95%的氧(yang)化(hua)(hua)鈹瓷(ci)(ci)的室溫(wen)導熱率與金屬相同。氧(yang)化(hua)(hua)鈹還具有良好的介電性、耐溫(wen)度(du)劇變性和很高(gao)(gao)的機械(xie)強度(du)。其缺(que)點(dian)是BeO原料的毒(du)性很大(da)，瓷(ci)(ci)料燒成溫(wen)度(du)高(gao)(gao)，因而限制(zhi)了(le)它的應用(yong)。氮化(hua)(hua)硼?(BN）瓷(ci)(ci)和氮化(hua)(hua)鋁（AlN）瓷(ci)(ci)也屬于(yu)高(gao)(gao)熱導瓷(ci)(ci)，其導熱性雖不及氧(yang)化(hua)(hua)鈹瓷(ci)(ci)，但無(wu)毒(du)，加工性能(neng)和介電性能(neng)均好，可(ke)供(gong)高(gao)(gao)頻大(da)功率晶體管和大(da)規模集成電路中(zhong)作散熱及絕緣(yuan)用(yong)。

2、電容器瓷

是(shi)用(yong)作電(dian)(dian)容器(qi)(qi)介(jie)質的電(dian)(dian)子陶瓷，這類陶瓷用(yong)量最大、規格(ge)品(pin)種也最多，主要的有高頻(pin)、低頻(pin)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)瓷和半(ban)導體(ti)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬于(yu)Ⅰ類電容器瓷，主要用于(yu)制造高頻(pin)電路中的高穩定性陶瓷電容器和溫(wen)度補償電容器。構(gou)成這類陶瓷的主要成分大多是堿土金屬或稀土金屬的鈦酸鹽(yan)和以(yi)鈦酸鹽(yan)為基的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類電容器瓷，主(zhu)要用于制造低頻電路中的(de)(de)旁路、隔直流和濾波(bo)用的(de)(de)陶瓷電容器。主(zhu)要特點(dian)是(shi)介(jie)電常數ε?高(gao)，損耗角正(zheng)切較大且tanδ及ε隨溫(wen)度的(de)(de)變化率較大。這類陶瓷中應(ying)用最多的(de)(de)是(shi)以(yi)鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成(cheng)分，通過摻雜改(gai)性而得到的(de)(de)高(gao)ε（室溫(wen)下可(ke)達20000）和ε的(de)(de)溫(wen)度變化率低的(de)(de)瓷料。

（3）半導體電容器瓷：利(li)用(yong)半導體化的(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)外表(biao)面或晶(jing)(jing)粒間(jian)的(de)(de)(de)內表(biao)面（晶(jing)(jing)界(jie)）上(shang)形成(cheng)的(de)(de)(de)絕緣層為電(dian)容(rong)器(qi)介質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)。其中(zhong)利(li)用(yong)陶(tao)瓷(ci)晶(jing)(jing)界(jie)層的(de)(de)(de)介電(dian)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)而制成(cheng)的(de)(de)(de)邊界(jie)層電(dian)容(rong)器(qi)是一(yi)(yi)類新(xin)型的(de)(de)(de)高(gao)(gao)性(xing)(xing)(xing)能、高(gao)(gao)可(ke)靠的(de)(de)(de)電(dian)容(rong)器(qi)，它的(de)(de)(de)介電(dian)損(sun)耗(hao)小(xiao)、絕緣電(dian)阻(zu)及(ji)工作電(dian)壓高(gao)(gao)。這種(zhong)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)視在介電(dian)常數(shu)極高(gao)(gao)（可(ke)達105以上(shang)）、介質(zhi)(zhi)損(sun)耗(hao)小(xiao)（小(xiao)于(yu)(yu)1%）、體電(dian)阻(zu)率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)(yu)1011歐(ou)·厘米）、介質(zhi)(zhi)色(se)散(san)頻率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)(yu)1吉赫）、抗潮性(xing)(xing)(xing)好，是一(yi)(yi)種(zhong)高(gao)(gao)性(xing)(xing)(xing)能、高(gao)(gao)穩定的(de)(de)(de)電(dian)容(rong)器(qi)介質(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以(yi)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)性晶(jing)(jing)體為主晶(jing)(jing)相(xiang)的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷(ci)，利用(yong)(yong)其壓電(dian)(dian)(dian)特(te)性可(ke)以(yi)制成壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)件，這是鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)的(de)主要(yao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)，因而(er)常把鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)稱為壓電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)。利用(yong)(yong)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)的(de)熱釋電(dian)(dian)(dian)特(te)性（在溫(wen)度(du)變(bian)化時，因極(ji)化強度(du)的(de)變(bian)化而(er)在鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)體表面釋放(fang)電(dian)(dian)(dian)荷(he)的(de)效應(ying)(ying)）可(ke)以(yi)制成紅外(wai)探測器(qi)件，在測溫(wen)、控溫(wen)、遙測、遙感以(yi)至生物、醫學等領域均有重要(yao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)價(jia)值。

利(li)用(yong)透明鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷PLZT（摻鑭的(de)鈦鋯(gao)酸鉛）的(de)強(qiang)電(dian)(dian)(dian)光(guang)效應（通過外加電(dian)(dian)(dian)場對透明鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷電(dian)(dian)(dian)疇狀(zhuang)態的(de)控制而改(gai)變其光(guang)學性質，從而表現(xian)出電(dian)(dian)(dian)控雙折射(she)(she)和電(dian)(dian)(dian)控光(guang)散射(she)(she)的(de)效應），可(ke)以制成激光(guang)調(diao)制器、光(guang)電(dian)(dian)(dian)顯示器、光(guang)信息(xi)存(cun)儲(chu)器、光(guang)開關、光(guang)電(dian)(dian)(dian)傳感器、圖像(xiang)存(cun)儲(chu)和顯示器，以及激光(guang)或核輻射(she)(she)防護鏡(jing)等新型器件(jian)。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)(ban)(ban)導(dao)(dao)(dao)體(ti)化(hua)措施使陶瓷(ci)具有(you)半(ban)(ban)(ban)導(dao)(dao)(dao)電性(xing)晶(jing)粒和(he)絕(jue)緣性(xing)（或半(ban)(ban)(ban)導(dao)(dao)(dao)體(ti)性(xing)）晶(jing)界，從(cong)而呈(cheng)現很強(qiang)的界面(mian)勢壘等半(ban)(ban)(ban)導(dao)(dao)(dao)體(ti)特性(xing)的電子陶瓷(ci)。

半(ban)導體(ti)(ti)陶瓷(ci)種(zhong)類很多，其中包(bao)括利(li)用(yong)半(ban)導體(ti)(ti)瓷(ci)中晶(jing)粒本身性(xing)(xing)質制成(cheng)的(de)各(ge)種(zhong)負溫度系數熱敏電(dian)阻；利(li)用(yong)晶(jing)界(jie)性(xing)(xing)質制成(cheng)的(de)半(ban)導體(ti)(ti)電(dian)容(rong)器(qi)(qi)、ZnO?壓(ya)敏電(dian)阻器(qi)(qi)、BaTiO3系正溫度系數熱敏電(dian)阻器(qi)(qi)、CdS/Cu2S太陽能電(dian)池；以及利(li)用(yong)表面性(xing)(xing)質制成(cheng)的(de)各(ge)種(zhong)陶瓷(ci)型濕敏電(dian)阻器(qi)(qi)和氣(qi)敏電(dian)阻器(qi)(qi)等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快速傳(chuan)遞(di)正離子的特性，典型代表是β-Al2O3瓷。這種(zhong)陶瓷在300℃下(xia)離子電導率可達0.1/（歐(ou)·厘米(mi)），可用來制作(zuo)較經濟的高比(bi)率能(neng)量的固體(ti)電池(chi)，還可制作(zuo)緩慢放電的高儲能(neng)密度的電容器，它是有助于解決能(neng)源問題的材料。