一、什么是電子陶瓷材料

電子陶瓷(ci)是指在(zai)電子工業(ye)中能夠利用電、磁性(xing)質(zhi)的(de)陶瓷(ci)，一般在(zai)電子設備當中，作為安裝、固定、支撐、保護、絕緣、隔離(li)以及連接各種無線電元件及器件的(de)材(cai)料。

電子陶瓷屬(shu)于無機多晶(jing)體，微觀結構上是介乎(hu)單品與玻璃之間的(de)一類物(wu)質，陶瓷內部之間是由離子鍵和(he)共價鍵所結合，通(tong)過(guo)精密(mi)控(kong)制陶瓷的(de)表(biao)面、晶(jing)界和(he)尺寸結構可以(yi)使陶瓷獲得新功能，具有高(gao)擦點、硬(ying)度高(gao)和(he)彈(dan)性模量(liang)大(da)等(deng)特點，能夠耐高(gao)溫、磨損和(he)氧化(hua)腐蝕，化(hua)學穩定(ding)性好，廣泛應用(yong)于光通(tong)信(xin)、無線通(tong)信(xin)、工業激光、消(xiao)費電子、汽車電子等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷材料的種類眾多，按功(gong)能和用途不同，可分為五大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝置瓷，具有優良的(de)電(dian)(dian)絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)性能(neng)，用(yong)作電(dian)(dian)子(zi)設備和器(qi)件(jian)中的(de)結構件(jian)、基(ji)(ji)片(pian)和外(wai)殼(ke)等的(de)電(dian)(dian)子(zi)陶瓷。絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)裝置瓷件(jian)包括各種絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)、線圈(quan)骨(gu)架(jia)、電(dian)(dian)子(zi)管座、波段開關(guan)、電(dian)(dian)容器(qi)支柱支架(jia)、集成電(dian)(dian)路基(ji)(ji)片(pian)和封(feng)裝外(wai)殼(ke)等。對這類瓷的(de)基(ji)(ji)本要求是介(jie)電(dian)(dian)常數ε低，介(jie)質損耗tanδ小，絕(jue)緣(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻(zu)率(lv)ρ高，擊(ji)穿強(qiang)度(du)E?大，介(jie)電(dian)(dian)溫度(du)特(te)(te)性和頻率(lv)特(te)(te)性好。此外(wai)，還要求有較高的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)和化學穩定性。

在(zai)(zai)這類陶瓷(ci)中(zhong)以滑石(shi)(shi)(shi)瓷(ci)和氧化鋁(lv)瓷(ci)應用(yong)(yong)最廣，滑石(shi)(shi)(shi)瓷(ci)的(de)(de)(de)電絕(jue)(jue)緣性優良且(qie)成(cheng)本較低，是用(yong)(yong)于射電頻段內的(de)(de)(de)典型(xing)高(gao)(gao)頻裝置瓷(ci)。氧化鋁(lv)瓷(ci)是一(yi)類電絕(jue)(jue)緣性更佳(jia)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度(du)裝置瓷(ci)。其電性能和物理(li)性能隨三氧化二鋁(lv)含量(liang)的(de)(de)(de)增多而提(ti)高(gao)(gao)。常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)有含75%、95%、99%三氧化二鋁(lv)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)鋁(lv)氧瓷(ci)。在(zai)(zai)一(yi)些要求(qiu)極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)集成(cheng)電路中(zhong)，甚(shen)至(zhi)還使用(yong)(yong)三氧化二鋁(lv)含量(liang)達99.9%的(de)(de)(de)純(chun)剛玉瓷(ci)，其性質與藍寶石(shi)(shi)(shi)單晶相(xiang)近。高(gao)(gao)鋁(lv)氧瓷(ci)，尤(you)其是純(chun)剛玉瓷(ci)的(de)(de)(de)缺(que)點是制造(zao)困難，燒成(cheng)溫度(du)高(gao)(gao)、價格貴。

裝置瓷(ci)中(zhong)還有一類以氧化(hua)(hua)鈹(pi)（BeO）為代表的(de)高熱導(dao)瓷(ci)。含(han)BeO95%的(de)氧化(hua)(hua)鈹(pi)瓷(ci)的(de)室溫導(dao)熱率與金屬相同。氧化(hua)(hua)鈹(pi)還具有良好的(de)介電(dian)性(xing)、耐溫度(du)劇變性(xing)和(he)很高的(de)機械(xie)強(qiang)度(du)。其缺點是BeO原料的(de)毒(du)性(xing)很大(da)，瓷(ci)料燒成溫度(du)高，因(yin)而限(xian)制(zhi)了它(ta)的(de)應用。氮(dan)化(hua)(hua)硼?(BN）瓷(ci)和(he)氮(dan)化(hua)(hua)鋁（AlN）瓷(ci)也屬于高熱導(dao)瓷(ci)，其導(dao)熱性(xing)雖不及氧化(hua)(hua)鈹(pi)瓷(ci)，但無毒(du)，加工性(xing)能(neng)和(he)介電(dian)性(xing)能(neng)均好，可(ke)供高頻(pin)大(da)功率晶體管(guan)和(he)大(da)規(gui)模集成電(dian)路中(zhong)作散熱及絕緣用。

2、電容器瓷

是用作(zuo)電(dian)容(rong)器(qi)介質的電(dian)子陶瓷，這類陶瓷用量最大(da)、規格品種也最多，主(zhu)要的有(you)高頻、低頻電(dian)容(rong)器(qi)瓷和半導(dao)體電(dian)容(rong)器(qi)瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于Ⅰ類(lei)電(dian)(dian)(dian)容器瓷(ci)(ci)，主要(yao)用(yong)于制造(zao)高頻電(dian)(dian)(dian)路(lu)中的高穩定性陶瓷(ci)(ci)電(dian)(dian)(dian)容器和溫度(du)補償電(dian)(dian)(dian)容器。構成這類(lei)陶瓷(ci)(ci)的主要(yao)成分大多是(shi)堿土(tu)金(jin)屬(shu)或稀土(tu)金(jin)屬(shu)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(shu)于(yu)Ⅱ類(lei)電(dian)容(rong)器(qi)(qi)瓷，主(zhu)要用(yong)于(yu)制造低頻電(dian)路(lu)中的(de)旁(pang)路(lu)、隔直流和濾波用(yong)的(de)陶(tao)瓷電(dian)容(rong)器(qi)(qi)。主(zhu)要特(te)點是(shi)介(jie)電(dian)常數ε?高(gao)，損耗角正(zheng)切較(jiao)大且(qie)tanδ及ε隨(sui)溫(wen)度的(de)變(bian)化率(lv)較(jiao)大。這類(lei)陶(tao)瓷中應用(yong)最多的(de)是(shi)以鐵電(dian)鈦酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成分，通(tong)過摻雜改性而得到的(de)高(gao)ε（室(shi)溫(wen)下可達20000）和ε的(de)溫(wen)度變(bian)化率(lv)低的(de)瓷料。

（3）半導體電容器瓷：利用(yong)半導體(ti)化的(de)(de)陶(tao)瓷外(wai)表面(mian)或晶粒間的(de)(de)內表面(mian)（晶界(jie)(jie)）上形成的(de)(de)絕(jue)緣層為電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器介質(zhi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)瓷。其中利用(yong)陶(tao)瓷晶界(jie)(jie)層的(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)性(xing)質(zhi)而制成的(de)(de)邊界(jie)(jie)層電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器是一類(lei)新型(xing)的(de)(de)高(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)可(ke)靠(kao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器，它的(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)損(sun)耗(hao)小、絕(jue)緣電(dian)(dian)(dian)阻及工作電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)。這種陶(tao)瓷的(de)(de)視在(zai)介電(dian)(dian)(dian)常數極高(gao)（可(ke)達105以上）、介質(zhi)損(sun)耗(hao)小（小于1%）、體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻率高(gao)（高(gao)于1011歐·厘米）、介質(zhi)色(se)散頻率高(gao)（高(gao)于1吉赫(he)）、抗潮(chao)性(xing)好，是一種高(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)穩定的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器介質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以鐵(tie)(tie)電(dian)性晶體為(wei)主晶相的電(dian)子陶(tao)瓷(ci)，利(li)用(yong)其壓(ya)電(dian)特(te)性可以制成壓(ya)電(dian)器(qi)件(jian)，這是鐵(tie)(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)的主要(yao)應用(yong)，因而常把鐵(tie)(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)稱(cheng)為(wei)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)。利(li)用(yong)鐵(tie)(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)的熱(re)釋(shi)(shi)電(dian)特(te)性（在溫(wen)(wen)度變(bian)(bian)化(hua)時(shi)，因極化(hua)強度的變(bian)(bian)化(hua)而在鐵(tie)(tie)電(dian)體表面釋(shi)(shi)放(fang)電(dian)荷的效應）可以制成紅外探測器(qi)件(jian)，在測溫(wen)(wen)、控溫(wen)(wen)、遙測、遙感以至生物(wu)、醫學等領(ling)域(yu)均(jun)有重要(yao)應用(yong)價(jia)值。

利用(yong)透明(ming)鐵電(dian)(dian)陶瓷(ci)PLZT（摻鑭的(de)鈦鋯(gao)酸鉛(qian)）的(de)強電(dian)(dian)光(guang)(guang)效(xiao)應(ying)（通過外加電(dian)(dian)場(chang)對透明(ming)鐵電(dian)(dian)陶瓷(ci)電(dian)(dian)疇狀態的(de)控制(zhi)而(er)改變其光(guang)(guang)學性質(zhi)，從(cong)而(er)表現出電(dian)(dian)控雙折(zhe)射(she)和電(dian)(dian)控光(guang)(guang)散射(she)的(de)效(xiao)應(ying)），可以制(zhi)成激光(guang)(guang)調(diao)制(zhi)器、光(guang)(guang)電(dian)(dian)顯(xian)示(shi)器、光(guang)(guang)信息存(cun)儲器、光(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)電(dian)(dian)傳(chuan)感器、圖像(xiang)存(cun)儲和顯(xian)示(shi)器，以及激光(guang)(guang)或核輻射(she)防(fang)護鏡等(deng)新(xin)型器件。

4、半導體陶瓷

通過半導(dao)體化(hua)措施使陶(tao)瓷具有半導(dao)電(dian)性(xing)晶(jing)粒和(he)絕緣性(xing)（或半導(dao)體性(xing)）晶(jing)界，從而(er)呈現(xian)很強(qiang)的界面勢壘等(deng)半導(dao)體特性(xing)的電(dian)子(zi)陶(tao)瓷。

半導體(ti)陶瓷(ci)種類很多，其中包括利用(yong)(yong)半導體(ti)瓷(ci)中晶粒(li)本身性質制(zhi)成(cheng)的各(ge)種負溫度系(xi)數(shu)熱敏電(dian)(dian)阻；利用(yong)(yong)晶界性質制(zhi)成(cheng)的半導體(ti)電(dian)(dian)容器(qi)、ZnO?壓(ya)敏電(dian)(dian)阻器(qi)、BaTiO3系(xi)正溫度系(xi)數(shu)熱敏電(dian)(dian)阻器(qi)、CdS/Cu2S太(tai)陽能電(dian)(dian)池；以及利用(yong)(yong)表面(mian)性質制(zhi)成(cheng)的各(ge)種陶瓷(ci)型濕敏電(dian)(dian)阻器(qi)和氣敏電(dian)(dian)阻器(qi)等(deng)。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快(kuai)速傳遞(di)正離子(zi)的(de)(de)特性，典型代(dai)表是β-Al2O3瓷。這種(zhong)陶瓷在300℃下離子(zi)電導率可(ke)達0.1/（歐·厘米(mi)），可(ke)用來制作(zuo)較經濟的(de)(de)高比率能(neng)量(liang)的(de)(de)固體電池，還(huan)可(ke)制作(zuo)緩慢放電的(de)(de)高儲能(neng)密度(du)的(de)(de)電容器，它(ta)是有助于解決(jue)能(neng)源問題(ti)的(de)(de)材料。