一、什么是電子陶瓷材料

電子陶瓷是指在(zai)電子工業(ye)中能夠利用電、磁性質的(de)(de)陶瓷，一般在(zai)電子設(she)備當中，作(zuo)為(wei)安裝、固定、支(zhi)撐(cheng)、保護、絕緣、隔(ge)離以及連接各種無線電元件及器件的(de)(de)材料。

電子陶瓷屬(shu)于無機多(duo)晶體，微觀(guan)結構上是(shi)介乎單(dan)品與(yu)玻(bo)璃之(zhi)間的(de)一類物(wu)質，陶(tao)瓷內部之(zhi)間是(shi)由離子(zi)鍵和共價鍵所結合，通過精密控制陶(tao)瓷的(de)表面、晶界(jie)和尺寸(cun)結構可以使(shi)陶(tao)瓷獲得新功能(neng)，具(ju)有高擦點、硬(ying)度(du)高和彈(dan)性模量大等(deng)特點，能(neng)夠耐高溫、磨損(sun)和氧化腐蝕(shi)，化學穩定性好，廣泛應(ying)用于光(guang)通信(xin)、無線通信(xin)、工業激(ji)光(guang)、消費電(dian)子(zi)、汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷材料(liao)的種類眾多，按功(gong)能和用途(tu)不(bu)同，可分為(wei)五大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)，具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)電(dian)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)性(xing)能，用作電(dian)子設(she)備和(he)(he)器(qi)件中的(de)結構件、基片(pian)和(he)(he)外(wai)殼等的(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)。絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)件包(bao)括各種(zhong)絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)子、線圈骨架(jia)、電(dian)子管座(zuo)、波段開(kai)關、電(dian)容器(qi)支柱支架(jia)、集成電(dian)路基片(pian)和(he)(he)封裝(zhuang)外(wai)殼等。對這(zhe)類瓷(ci)的(de)基本要求是介(jie)電(dian)常數ε低(di)，介(jie)質損耗tanδ小，絕(jue)(jue)緣(yuan)(yuan)電(dian)阻率ρ高，擊穿強度E?大，介(jie)電(dian)溫度特性(xing)和(he)(he)頻率特性(xing)好。此外(wai)，還(huan)要求有(you)較高的(de)機械強度和(he)(he)化學穩定性(xing)。

在這類陶瓷(ci)(ci)中以滑石(shi)(shi)瓷(ci)(ci)和(he)氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)應用最廣(guang)，滑石(shi)(shi)瓷(ci)(ci)的(de)(de)電(dian)絕緣(yuan)性(xing)(xing)優(you)良且成(cheng)本較低(di)，是(shi)用于射(she)電(dian)頻段(duan)內的(de)(de)典型(xing)高(gao)頻裝置瓷(ci)(ci)。氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)是(shi)一類電(dian)絕緣(yuan)性(xing)(xing)更佳的(de)(de)高(gao)頻、高(gao)溫、高(gao)強度裝置瓷(ci)(ci)。其(qi)電(dian)性(xing)(xing)能(neng)和(he)物理性(xing)(xing)能(neng)隨(sui)三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二(er)鋁(lv)(lv)(lv)含量的(de)(de)增多而提高(gao)。常用的(de)(de)有含75%、95%、99%三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二(er)鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)高(gao)鋁(lv)(lv)(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)。在一些(xie)要求極高(gao)的(de)(de)集成(cheng)電(dian)路中，甚至還使用三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二(er)鋁(lv)(lv)(lv)含量達99.9%的(de)(de)純(chun)剛(gang)玉瓷(ci)(ci)，其(qi)性(xing)(xing)質與藍(lan)寶(bao)石(shi)(shi)單(dan)晶(jing)相近。高(gao)鋁(lv)(lv)(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)，尤其(qi)是(shi)純(chun)剛(gang)玉瓷(ci)(ci)的(de)(de)缺點是(shi)制造(zao)困難，燒成(cheng)溫度高(gao)、價格貴。

裝置(zhi)瓷(ci)中(zhong)還有一類以氧化(hua)鈹(pi)（BeO）為代表(biao)的(de)高(gao)熱(re)(re)(re)導瓷(ci)。含BeO95%的(de)氧化(hua)鈹(pi)瓷(ci)的(de)室溫導熱(re)(re)(re)率與金屬相同。氧化(hua)鈹(pi)還具有良好(hao)的(de)介電(dian)性(xing)、耐溫度劇變性(xing)和很高(gao)的(de)機械強(qiang)度。其缺點(dian)是(shi)BeO原(yuan)料(liao)的(de)毒(du)性(xing)很大，瓷(ci)料(liao)燒(shao)成(cheng)溫度高(gao)，因而限制了它的(de)應用(yong)。氮(dan)化(hua)硼?(BN）瓷(ci)和氮(dan)化(hua)鋁（AlN）瓷(ci)也屬于高(gao)熱(re)(re)(re)導瓷(ci)，其導熱(re)(re)(re)性(xing)雖不及氧化(hua)鈹(pi)瓷(ci)，但(dan)無毒(du)，加(jia)工性(xing)能(neng)和介電(dian)性(xing)能(neng)均(jun)好(hao)，可(ke)供高(gao)頻大功率晶體管和大規模集成(cheng)電(dian)路中(zhong)作散(san)熱(re)(re)(re)及絕緣用(yong)。

2、電容器瓷

是用作電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器介質的電(dian)(dian)(dian)(dian)子陶(tao)瓷(ci)，這類陶(tao)瓷(ci)用量最大(da)、規格品種也最多，主要的有高頻(pin)、低頻(pin)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器瓷(ci)和半導體(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器瓷(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬于(yu)Ⅰ類電容(rong)器(qi)(qi)瓷(ci)(ci)，主要用于(yu)制(zhi)造高頻電路中的高穩定性(xing)陶瓷(ci)(ci)電容(rong)器(qi)(qi)和溫度補償(chang)電容(rong)器(qi)(qi)。構(gou)成這類陶瓷(ci)(ci)的主要成分大多(duo)是堿土(tu)金屬或(huo)稀土(tu)金屬的鈦(tai)酸(suan)鹽和以鈦(tai)酸(suan)鹽為基的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電容(rong)器瓷(ci)，主要用于制造低頻電路(lu)中的(de)(de)旁路(lu)、隔(ge)直流和(he)濾(lv)波(bo)用的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)電容(rong)器。主要特點是(shi)介(jie)電常數ε?高(gao)，損耗(hao)角正切較大(da)且tanδ及ε隨溫(wen)度的(de)(de)變(bian)化(hua)率(lv)較大(da)。這類(lei)陶(tao)瓷(ci)中應用最多的(de)(de)是(shi)以(yi)鐵(tie)電鈦酸鋇（BaTiO3）為(wei)主成分，通過(guo)摻雜改性而得到的(de)(de)高(gao)ε（室溫(wen)下可達20000）和(he)ε的(de)(de)溫(wen)度變(bian)化(hua)率(lv)低的(de)(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用半導體化的(de)陶瓷(ci)外表(biao)面或晶粒間(jian)的(de)內表(biao)面（晶界(jie)(jie)）上形(xing)成的(de)絕(jue)緣層為電(dian)(dian)(dian)容器(qi)(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷(ci)。其中利用陶瓷(ci)晶界(jie)(jie)層的(de)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)性質(zhi)而制成的(de)邊(bian)界(jie)(jie)層電(dian)(dian)(dian)容器(qi)(qi)是一類新型的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)靠的(de)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)(qi)，它的(de)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)損耗小(xiao)、絕(jue)緣電(dian)(dian)(dian)阻(zu)及工作電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)(gao)(gao)。這種陶瓷(ci)的(de)視在介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)常數極高(gao)(gao)(gao)(gao)（可(ke)達105以上）、介(jie)(jie)(jie)質(zhi)損耗小(xiao)（小(xiao)于(yu)(yu)1%）、體電(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)高(gao)(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)(gao)于(yu)(yu)1011歐·厘米）、介(jie)(jie)(jie)質(zhi)色(se)散(san)頻率(lv)高(gao)(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)(gao)于(yu)(yu)1吉赫）、抗潮性好，是一種高(gao)(gao)(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)(gao)(gao)穩定的(de)電(dian)(dian)(dian)容器(qi)(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以(yi)鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)性晶體為(wei)主(zhu)(zhu)晶相的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)陶(tao)瓷(ci)(ci)，利用其壓電(dian)(dian)(dian)特(te)性可(ke)以(yi)制成壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)件，這(zhe)是鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)主(zhu)(zhu)要應用，因(yin)而(er)常把(ba)鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)稱為(wei)壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)。利用鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)熱釋電(dian)(dian)(dian)特(te)性（在溫度(du)變(bian)化(hua)時，因(yin)極化(hua)強度(du)的(de)(de)變(bian)化(hua)而(er)在鐵(tie)(tie)電(dian)(dian)(dian)體表面釋放(fang)電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)效應）可(ke)以(yi)制成紅(hong)外探測器(qi)件，在測溫、控溫、遙(yao)測、遙(yao)感以(yi)至生物、醫學等領域均有重要應用價值。

利(li)用透明鐵電(dian)(dian)陶瓷PLZT（摻鑭的鈦鋯(gao)酸鉛）的強電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)效應（通(tong)過外加電(dian)(dian)場對透明鐵電(dian)(dian)陶瓷電(dian)(dian)疇狀(zhuang)態的控制(zhi)(zhi)而改變(bian)其光(guang)(guang)(guang)學性質，從而表現(xian)出電(dian)(dian)控雙折射和電(dian)(dian)控光(guang)(guang)(guang)散射的效應），可以制(zhi)(zhi)成激(ji)光(guang)(guang)(guang)調制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)顯示器(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)信息存儲器(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、圖(tu)像存儲和顯示器(qi)(qi)，以及(ji)激(ji)光(guang)(guang)(guang)或核輻射防護(hu)鏡等(deng)新型器(qi)(qi)件。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)(ban)導體化措(cuo)施使(shi)陶(tao)瓷(ci)具有半(ban)(ban)導電(dian)性(xing)晶(jing)粒和絕緣(yuan)性(xing)（或半(ban)(ban)導體性(xing)）晶(jing)界(jie)，從而呈現(xian)很強的(de)界(jie)面勢壘(lei)等半(ban)(ban)導體特性(xing)的(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)。

半(ban)(ban)導體(ti)(ti)陶(tao)瓷種類很多(duo)，其(qi)中包(bao)括利用半(ban)(ban)導體(ti)(ti)瓷中晶粒本身(shen)性質制(zhi)成(cheng)的(de)各種負溫(wen)度(du)(du)系數熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)；利用晶界性質制(zhi)成(cheng)的(de)半(ban)(ban)導體(ti)(ti)電(dian)(dian)容器、ZnO?壓敏(min)(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)器、BaTiO3系正溫(wen)度(du)(du)系數熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)器、CdS/Cu2S太(tai)陽能電(dian)(dian)池；以及利用表面性質制(zhi)成(cheng)的(de)各種陶(tao)瓷型濕敏(min)(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)器和氣敏(min)(min)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)器等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快速傳遞正(zheng)離(li)(li)子的(de)特性，典型代表是(shi)β-Al2O3瓷(ci)。這種陶(tao)瓷(ci)在(zai)300℃下離(li)(li)子電導率可達(da)0.1/（歐·厘米），可用來制作(zuo)較經(jing)濟的(de)高比率能(neng)量的(de)固體(ti)電池，還可制作(zuo)緩慢放電的(de)高儲(chu)能(neng)密度的(de)電容器，它是(shi)有助于解決能(neng)源問題的(de)材(cai)料。