一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子(zi)(zi)陶瓷是指在(zai)電(dian)子(zi)(zi)工業中能夠(gou)利用電(dian)、磁性質的陶瓷，一(yi)般在(zai)電(dian)子(zi)(zi)設備當中，作為安裝、固(gu)定、支撐、保(bao)護(hu)、絕緣、隔離以及連(lian)接各種無線電(dian)元件及器件的材料(liao)。

電子陶瓷屬于無機多晶體，微觀結(jie)構上是(shi)介乎單品與玻璃之間(jian)的一(yi)類物質(zhi)，陶(tao)(tao)瓷內(nei)部之間(jian)是(shi)由(you)離(li)子鍵(jian)(jian)和(he)(he)共價鍵(jian)(jian)所結(jie)合，通過精(jing)密控制(zhi)陶(tao)(tao)瓷的表面、晶界和(he)(he)尺寸(cun)結(jie)構可以使陶(tao)(tao)瓷獲得新(xin)功能(neng)，具有高擦(ca)點(dian)、硬度高和(he)(he)彈性(xing)模量大等(deng)特點(dian)，能(neng)夠(gou)耐高溫、磨(mo)損(sun)和(he)(he)氧化腐蝕，化學穩定性(xing)好，廣(guang)泛應用(yong)于光通信(xin)、無線(xian)通信(xin)、工(gong)業激光、消(xiao)費電子、汽車電子等(deng)領域(yu)。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶(tao)瓷(ci)材(cai)料的種(zhong)類眾多，按功能和用(yong)途(tu)不同(tong)，可分(fen)為五大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置瓷，具有優良(liang)的電(dian)(dian)絕緣(yuan)性能，用作電(dian)(dian)子設備和(he)器(qi)件(jian)中的結構件(jian)、基(ji)片(pian)和(he)外殼(ke)等的電(dian)(dian)子陶瓷。絕緣(yuan)裝(zhuang)置瓷件(jian)包括各(ge)種絕緣(yuan)子、線(xian)圈骨架(jia)、電(dian)(dian)子管(guan)座(zuo)、波段開(kai)關(guan)、電(dian)(dian)容(rong)器(qi)支(zhi)柱支(zhi)架(jia)、集成(cheng)電(dian)(dian)路基(ji)片(pian)和(he)封(feng)裝(zhuang)外殼(ke)等。對這類瓷的基(ji)本要求是介電(dian)(dian)常(chang)數(shu)ε低，介質(zhi)損耗tanδ小(xiao)，絕緣(yuan)電(dian)(dian)阻率(lv)ρ高，擊穿強度E?大，介電(dian)(dian)溫度特性和(he)頻率(lv)特性好。此外，還要求有較(jiao)高的機械強度和(he)化(hua)學穩(wen)定(ding)性。

在這(zhe)類陶瓷(ci)(ci)中以滑石(shi)瓷(ci)(ci)和氧(yang)化(hua)鋁瓷(ci)(ci)應用最廣，滑石(shi)瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)絕緣性優良且成(cheng)本(ben)較低(di)，是(shi)用于射電(dian)(dian)頻(pin)段內的(de)(de)(de)典型高(gao)(gao)頻(pin)裝置瓷(ci)(ci)。氧(yang)化(hua)鋁瓷(ci)(ci)是(shi)一(yi)類電(dian)(dian)絕緣性更(geng)佳的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度(du)裝置瓷(ci)(ci)。其(qi)電(dian)(dian)性能(neng)和物理(li)性能(neng)隨三氧(yang)化(hua)二(er)(er)鋁含(han)(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增多而提高(gao)(gao)。常用的(de)(de)(de)有含(han)(han)75%、95%、99%三氧(yang)化(hua)二(er)(er)鋁的(de)(de)(de)高(gao)(gao)鋁氧(yang)瓷(ci)(ci)。在一(yi)些要求極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)集成(cheng)電(dian)(dian)路中，甚至還(huan)使用三氧(yang)化(hua)二(er)(er)鋁含(han)(han)量(liang)(liang)達(da)99.9%的(de)(de)(de)純剛玉瓷(ci)(ci)，其(qi)性質(zhi)與藍寶(bao)石(shi)單晶相(xiang)近。高(gao)(gao)鋁氧(yang)瓷(ci)(ci)，尤其(qi)是(shi)純剛玉瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)缺點是(shi)制造困難，燒(shao)成(cheng)溫度(du)高(gao)(gao)、價格貴。

裝置瓷(ci)(ci)(ci)中還有一類以氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)（BeO）為(wei)代表(biao)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)熱(re)(re)導(dao)(dao)瓷(ci)(ci)(ci)。含BeO95%的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)室溫導(dao)(dao)熱(re)(re)率(lv)與金屬相同。氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)還具有良好的(de)(de)(de)介電(dian)性、耐溫度劇變性和很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)機械強(qiang)度。其缺(que)點是BeO原料的(de)(de)(de)毒性很(hen)大，瓷(ci)(ci)(ci)料燒成(cheng)溫度高(gao)(gao)，因而限制了(le)它的(de)(de)(de)應用。氮化(hua)(hua)硼?(BN）瓷(ci)(ci)(ci)和氮化(hua)(hua)鋁（AlN）瓷(ci)(ci)(ci)也屬于高(gao)(gao)熱(re)(re)導(dao)(dao)瓷(ci)(ci)(ci)，其導(dao)(dao)熱(re)(re)性雖不及氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)瓷(ci)(ci)(ci)，但(dan)無毒，加工性能和介電(dian)性能均好，可(ke)供高(gao)(gao)頻大功率(lv)晶(jing)體管和大規模(mo)集成(cheng)電(dian)路中作(zuo)散(san)熱(re)(re)及絕緣用。

2、電容器瓷

是用(yong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)介質的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷，這(zhe)類陶瓷用(yong)量最(zui)大、規格品種(zhong)也最(zui)多(duo)，主(zhu)要的(de)有高(gao)頻、低(di)頻電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)瓷和(he)半導體電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類電(dian)容(rong)器瓷(ci)(ci)，主(zhu)要用于制造高頻(pin)電(dian)路(lu)中的(de)高穩定性陶(tao)瓷(ci)(ci)電(dian)容(rong)器和溫(wen)度(du)補償電(dian)容(rong)器。構(gou)成這類陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)主(zhu)要成分(fen)大多是堿土(tu)金屬或稀土(tu)金屬的(de)鈦酸鹽和以鈦酸鹽為(wei)基的(de)固(gu)溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類電(dian)容器瓷(ci)(ci)，主要用于制(zhi)造低頻電(dian)路(lu)中的(de)旁路(lu)、隔直流和(he)濾(lv)波用的(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)電(dian)容器。主要特點是(shi)介電(dian)常(chang)數ε?高，損耗角正(zheng)切較大且tanδ及ε隨(sui)溫度的(de)變化(hua)率較大。這類陶(tao)瓷(ci)(ci)中應用最多的(de)是(shi)以(yi)鐵電(dian)鈦酸鋇（BaTiO3）為主成分(fen)，通(tong)過(guo)摻雜改(gai)性而(er)得(de)到(dao)的(de)高ε（室溫下可達20000）和(he)ε的(de)溫度變化(hua)率低的(de)瓷(ci)(ci)料(liao)。

（3）半導體電容器瓷：利用半導(dao)體化的陶瓷(ci)(ci)外表面或晶粒(li)間的內表面（晶界(jie)）上(shang)形成(cheng)的絕緣層(ceng)為電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)介質(zhi)(zhi)(zhi)的電(dian)(dian)(dian)子(zi)陶瓷(ci)(ci)。其中利用陶瓷(ci)(ci)晶界(jie)層(ceng)的介電(dian)(dian)(dian)性質(zhi)(zhi)(zhi)而制(zhi)成(cheng)的邊界(jie)層(ceng)電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)是(shi)一(yi)類新(xin)型(xing)的高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)可靠的電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)，它的介電(dian)(dian)(dian)損耗小(xiao)(xiao)、絕緣電(dian)(dian)(dian)阻及工(gong)作電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。這(zhe)種(zhong)陶瓷(ci)(ci)的視在介電(dian)(dian)(dian)常數(shu)極高(gao)(gao)（可達105以上(shang)）、介質(zhi)(zhi)(zhi)損耗小(xiao)(xiao)（小(xiao)(xiao)于1%）、體電(dian)(dian)(dian)阻率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于1011歐(ou)·厘米）、介質(zhi)(zhi)(zhi)色散(san)頻(pin)率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于1吉赫(he)）、抗潮性好，是(shi)一(yi)種(zhong)高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)穩定的電(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)介質(zhi)(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是(shi)以(yi)鐵電(dian)性(xing)晶體為(wei)主晶相的電(dian)子陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)，利用(yong)其壓電(dian)特性(xing)可以(yi)制(zhi)成壓電(dian)器件(jian)，這是(shi)鐵電(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)的主要(yao)應用(yong)，因(yin)而常(chang)把(ba)鐵電(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)稱為(wei)壓電(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)。利用(yong)鐵電(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)的熱釋(shi)電(dian)特性(xing)（在溫度變化時，因(yin)極(ji)化強度的變化而在鐵電(dian)體表面(mian)釋(shi)放(fang)電(dian)荷(he)的效(xiao)應）可以(yi)制(zhi)成紅外探測器件(jian)，在測溫、控溫、遙測、遙感以(yi)至生物、醫學等領域均有(you)重要(yao)應用(yong)價值。

利用(yong)透明鐵(tie)電(dian)(dian)陶(tao)瓷PLZT（摻鑭的(de)鈦鋯酸鉛(qian)）的(de)強電(dian)(dian)光(guang)(guang)效(xiao)應(ying)（通(tong)過外加電(dian)(dian)場對透明鐵(tie)電(dian)(dian)陶(tao)瓷電(dian)(dian)疇狀態的(de)控(kong)制(zhi)而改(gai)變其光(guang)(guang)學性質，從而表現出(chu)電(dian)(dian)控(kong)雙(shuang)折射和電(dian)(dian)控(kong)光(guang)(guang)散射的(de)效(xiao)應(ying)），可以制(zhi)成激(ji)光(guang)(guang)調(diao)制(zhi)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)電(dian)(dian)顯示器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)信息(xi)存儲器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)電(dian)(dian)傳感器(qi)(qi)(qi)、圖像存儲和顯示器(qi)(qi)(qi)，以及激(ji)光(guang)(guang)或核輻射防(fang)護鏡等(deng)新型器(qi)(qi)(qi)件。

4、半導體陶瓷

通過半導(dao)(dao)體化措施使陶瓷(ci)具有半導(dao)(dao)電(dian)性(xing)(xing)晶粒和絕緣性(xing)(xing)（或半導(dao)(dao)體性(xing)(xing)）晶界，從而(er)呈現很強(qiang)的(de)界面勢壘等半導(dao)(dao)體特性(xing)(xing)的(de)電(dian)子(zi)陶瓷(ci)。

半導體(ti)(ti)陶瓷種類很多，其中包括利(li)(li)用半導體(ti)(ti)瓷中晶粒本(ben)身性質(zhi)(zhi)制成(cheng)的各(ge)種負溫(wen)度系(xi)數熱敏(min)電(dian)阻；利(li)(li)用晶界性質(zhi)(zhi)制成(cheng)的半導體(ti)(ti)電(dian)容(rong)器、ZnO?壓敏(min)電(dian)阻器、BaTiO3系(xi)正溫(wen)度系(xi)數熱敏(min)電(dian)阻器、CdS/Cu2S太陽能電(dian)池；以及利(li)(li)用表面性質(zhi)(zhi)制成(cheng)的各(ge)種陶瓷型濕敏(min)電(dian)阻器和氣敏(min)電(dian)阻器等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快(kuai)速傳遞正離子(zi)的(de)特性，典型代表是β-Al2O3瓷。這種陶瓷在300℃下離子(zi)電(dian)導率可達0.1/（歐·厘(li)米），可用來制作較經(jing)濟的(de)高(gao)(gao)比率能(neng)量的(de)固(gu)體電(dian)池，還可制作緩慢放電(dian)的(de)高(gao)(gao)儲能(neng)密度的(de)電(dian)容器，它是有助于(yu)解決(jue)能(neng)源問題(ti)的(de)材料。