一、什么是電子陶瓷材料

電子(zi)陶瓷是指在電子(zi)工業中能夠利用電、磁性質(zhi)的(de)陶瓷，一般在電子(zi)設備當中，作為安裝、固(gu)定、支撐、保護、絕(jue)緣、隔離(li)以(yi)及(ji)連接各種無(wu)線(xian)電元件及(ji)器件的(de)材料。

電子陶瓷屬于無(wu)(wu)機多晶體，微觀結構(gou)上是介乎單(dan)品與玻璃(li)之(zhi)間的一類物(wu)質，陶(tao)瓷內(nei)部之(zhi)間是由離子鍵和共價鍵所結合，通(tong)過精密(mi)控制陶(tao)瓷的表面、晶界和尺寸結構(gou)可以使(shi)陶(tao)瓷獲得新功能(neng)，具有(you)高(gao)擦點、硬度(du)高(gao)和彈性模量大等特點，能(neng)夠耐高(gao)溫(wen)、磨(mo)損和氧(yang)化腐蝕，化學穩定性好，廣泛應用(yong)于光通(tong)信(xin)、無(wu)(wu)線通(tong)信(xin)、工業(ye)激光、消費電子、汽車(che)電子等領(ling)域(yu)。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電(dian)子陶瓷材料(liao)的種類(lei)眾(zhong)多，按(an)功能和用途不同，可(ke)分為五(wu)大類(lei)：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝置瓷(ci)，具有(you)優良的(de)電(dian)(dian)(dian)絕(jue)(jue)緣性(xing)能，用作電(dian)(dian)(dian)子設備和器件(jian)中(zhong)的(de)結構件(jian)、基片和外(wai)(wai)殼(ke)等的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷(ci)。絕(jue)(jue)緣裝置瓷(ci)件(jian)包(bao)括各種絕(jue)(jue)緣子、線圈骨架、電(dian)(dian)(dian)子管座、波段(duan)開關、電(dian)(dian)(dian)容(rong)器支(zhi)柱支(zhi)架、集(ji)成電(dian)(dian)(dian)路基片和封裝外(wai)(wai)殼(ke)等。對這類(lei)瓷(ci)的(de)基本要(yao)求(qiu)(qiu)是介(jie)電(dian)(dian)(dian)常數ε低，介(jie)質損耗tanδ小，絕(jue)(jue)緣電(dian)(dian)(dian)阻率ρ高，擊穿強度E?大，介(jie)電(dian)(dian)(dian)溫度特性(xing)和頻率特性(xing)好。此外(wai)(wai)，還要(yao)求(qiu)(qiu)有(you)較高的(de)機械強度和化學穩定性(xing)。

在這(zhe)類(lei)陶瓷(ci)(ci)(ci)(ci)中以滑石(shi)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)和(he)氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)應用最(zui)廣，滑石(shi)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)的(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)(yuan)性(xing)(xing)優良且成本較低，是用于射(she)電(dian)(dian)頻段內(nei)的(de)典型高(gao)(gao)頻裝置瓷(ci)(ci)(ci)(ci)。氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)是一類(lei)電(dian)(dian)絕緣(yuan)(yuan)性(xing)(xing)更(geng)佳的(de)高(gao)(gao)頻、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度(du)裝置瓷(ci)(ci)(ci)(ci)。其(qi)電(dian)(dian)性(xing)(xing)能和(he)物(wu)理性(xing)(xing)能隨(sui)三(san)(san)氧(yang)(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)含(han)量的(de)增多而提(ti)高(gao)(gao)。常用的(de)有含(han)75%、95%、99%三(san)(san)氧(yang)(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)高(gao)(gao)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)氧(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)。在一些要求極高(gao)(gao)的(de)集(ji)成電(dian)(dian)路中，甚至還使用三(san)(san)氧(yang)(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)含(han)量達99.9%的(de)純剛玉(yu)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)，其(qi)性(xing)(xing)質與藍寶石(shi)單晶相(xiang)近。高(gao)(gao)鋁(lv)(lv)(lv)(lv)氧(yang)(yang)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)，尤其(qi)是純剛玉(yu)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)的(de)缺點(dian)是制造困難，燒成溫度(du)高(gao)(gao)、價(jia)格貴。

裝置瓷(ci)(ci)中還(huan)有(you)(you)一類(lei)以氧化(hua)鈹（BeO）為代表的(de)(de)高(gao)(gao)熱(re)導瓷(ci)(ci)。含BeO95%的(de)(de)氧化(hua)鈹瓷(ci)(ci)的(de)(de)室溫(wen)導熱(re)率(lv)與金屬(shu)相同(tong)。氧化(hua)鈹還(huan)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)介電(dian)性(xing)、耐(nai)溫(wen)度劇變性(xing)和(he)很高(gao)(gao)的(de)(de)機械強度。其缺點是BeO原(yuan)料的(de)(de)毒性(xing)很大，瓷(ci)(ci)料燒成溫(wen)度高(gao)(gao)，因(yin)而限制了它的(de)(de)應用(yong)。氮(dan)化(hua)硼?(BN）瓷(ci)(ci)和(he)氮(dan)化(hua)鋁(lv)（AlN）瓷(ci)(ci)也(ye)屬(shu)于高(gao)(gao)熱(re)導瓷(ci)(ci)，其導熱(re)性(xing)雖不及氧化(hua)鈹瓷(ci)(ci)，但無毒，加(jia)工性(xing)能和(he)介電(dian)性(xing)能均好，可(ke)供高(gao)(gao)頻大功(gong)率(lv)晶體管和(he)大規模(mo)集成電(dian)路中作散熱(re)及絕(jue)緣用(yong)。

2、電容器瓷

是用作電容器(qi)介質的電子陶瓷(ci)(ci)，這類陶瓷(ci)(ci)用量最(zui)大(da)、規格(ge)品(pin)種(zhong)也(ye)最(zui)多，主要的有高頻、低頻電容器(qi)瓷(ci)(ci)和半導體電容器(qi)瓷(ci)(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于(yu)Ⅰ類電(dian)容器(qi)瓷，主(zhu)要用于(yu)制造高頻電(dian)路中的高穩(wen)定性陶(tao)瓷電(dian)容器(qi)和溫度補償電(dian)容器(qi)。構成這(zhe)類陶(tao)瓷的主(zhu)要成分(fen)大多是堿(jian)土金屬(shu)或(huo)稀土金屬(shu)的鈦酸(suan)鹽和以鈦酸(suan)鹽為基的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類電容(rong)(rong)器瓷(ci)，主(zhu)(zhu)要(yao)用(yong)(yong)于制造低頻電路中(zhong)的(de)旁路、隔直(zhi)流和濾(lv)波用(yong)(yong)的(de)陶瓷(ci)電容(rong)(rong)器。主(zhu)(zhu)要(yao)特(te)點是介電常(chang)數(shu)ε?高，損耗角正(zheng)切較(jiao)大且tanδ及(ji)ε隨溫度的(de)變化(hua)率(lv)較(jiao)大。這(zhe)類陶瓷(ci)中(zhong)應用(yong)(yong)最(zui)多的(de)是以(yi)鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）為(wei)主(zhu)(zhu)成分，通過摻雜改性(xing)而得到的(de)高ε（室(shi)溫下可達20000）和ε的(de)溫度變化(hua)率(lv)低的(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用半導體化的(de)陶(tao)瓷(ci)外表面(mian)或晶粒間的(de)內(nei)表面(mian)（晶界）上(shang)形成的(de)絕緣(yuan)(yuan)層(ceng)(ceng)為電(dian)容器介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)的(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)。其中利用陶(tao)瓷(ci)晶界層(ceng)(ceng)的(de)介(jie)(jie)電(dian)性(xing)質(zhi)(zhi)而制成的(de)邊界層(ceng)(ceng)電(dian)容器是一類新型的(de)高(gao)性(xing)能、高(gao)可靠(kao)的(de)電(dian)容器，它的(de)介(jie)(jie)電(dian)損(sun)耗(hao)小(xiao)、絕緣(yuan)(yuan)電(dian)阻及工作(zuo)電(dian)壓高(gao)。這種(zhong)陶(tao)瓷(ci)的(de)視(shi)在介(jie)(jie)電(dian)常數極高(gao)（可達105以上(shang)）、介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)損(sun)耗(hao)小(xiao)（小(xiao)于1%）、體電(dian)阻率(lv)高(gao)（高(gao)于1011歐(ou)·厘米）、介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)色(se)散頻(pin)率(lv)高(gao)（高(gao)于1吉赫）、抗潮性(xing)好(hao)，是一種(zhong)高(gao)性(xing)能、高(gao)穩定的(de)電(dian)容器介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以(yi)鐵電(dian)性(xing)晶(jing)體(ti)為主(zhu)晶(jing)相(xiang)的(de)電(dian)子陶瓷(ci)，利(li)用(yong)其壓電(dian)特性(xing)可(ke)(ke)以(yi)制成壓電(dian)器件(jian)，這是鐵電(dian)陶瓷(ci)的(de)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)，因而常把鐵電(dian)陶瓷(ci)稱為壓電(dian)陶瓷(ci)。利(li)用(yong)鐵電(dian)陶瓷(ci)的(de)熱釋(shi)電(dian)特性(xing)（在(zai)溫(wen)度變化(hua)時，因極化(hua)強度的(de)變化(hua)而在(zai)鐵電(dian)體(ti)表(biao)面釋(shi)放(fang)電(dian)荷的(de)效應(ying)）可(ke)(ke)以(yi)制成紅外探(tan)測(ce)器件(jian)，在(zai)測(ce)溫(wen)、控(kong)溫(wen)、遙測(ce)、遙感以(yi)至生物(wu)、醫學等(deng)領域均有(you)重要(yao)應(ying)用(yong)價(jia)值。

利用透(tou)明鐵電(dian)陶(tao)瓷PLZT（摻鑭(lan)的鈦鋯酸鉛）的強電(dian)光(guang)(guang)(guang)效應(ying)（通過外加電(dian)場對透(tou)明鐵電(dian)陶(tao)瓷電(dian)疇狀態的控(kong)制而改(gai)變其光(guang)(guang)(guang)學(xue)性質，從(cong)而表現出電(dian)控(kong)雙折射和電(dian)控(kong)光(guang)(guang)(guang)散射的效應(ying)），可以制成激光(guang)(guang)(guang)調制器、光(guang)(guang)(guang)電(dian)顯(xian)示器、光(guang)(guang)(guang)信(xin)息(xi)存儲(chu)器、光(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)電(dian)傳感器、圖像存儲(chu)和顯(xian)示器，以及激光(guang)(guang)(guang)或核輻(fu)射防護(hu)鏡(jing)等(deng)新型器件。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)(ban)(ban)導(dao)體化措施使陶(tao)(tao)瓷具有(you)半(ban)(ban)(ban)導(dao)電(dian)性(xing)晶粒和絕緣性(xing)（或半(ban)(ban)(ban)導(dao)體性(xing)）晶界，從(cong)而呈現(xian)很強的界面勢壘等(deng)半(ban)(ban)(ban)導(dao)體特性(xing)的電(dian)子陶(tao)(tao)瓷。

半(ban)導(dao)體(ti)(ti)陶(tao)(tao)瓷(ci)種類很多(duo)，其中包括(kuo)利(li)用(yong)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)瓷(ci)中晶粒本身性(xing)(xing)(xing)質(zhi)制(zhi)成的(de)(de)各種負(fu)溫度系數熱敏電(dian)阻(zu)(zu)；利(li)用(yong)晶界性(xing)(xing)(xing)質(zhi)制(zhi)成的(de)(de)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)電(dian)容器(qi)、ZnO?壓敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)、BaTiO3系正溫度系數熱敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)、CdS/Cu2S太陽能電(dian)池(chi)；以及利(li)用(yong)表(biao)面性(xing)(xing)(xing)質(zhi)制(zhi)成的(de)(de)各種陶(tao)(tao)瓷(ci)型濕敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)和氣敏電(dian)阻(zu)(zu)器(qi)等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有(you)快速傳遞正離(li)子的(de)(de)特性，典(dian)型(xing)代表(biao)是β-Al2O3瓷。這種(zhong)陶瓷在300℃下離(li)子電(dian)導率(lv)可達0.1/（歐·厘米），可用來(lai)制作(zuo)較(jiao)經濟的(de)(de)高比率(lv)能量(liang)的(de)(de)固體電(dian)池，還可制作(zuo)緩慢(man)放(fang)電(dian)的(de)(de)高儲(chu)能密度的(de)(de)電(dian)容器(qi)，它是有(you)助于解決能源問題的(de)(de)材料。