一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子陶瓷(ci)是(shi)指在(zai)(zai)電(dian)子工業中能夠利用電(dian)、磁性質的(de)陶瓷(ci)，一般在(zai)(zai)電(dian)子設備當中，作為(wei)安裝、固定、支撐、保護、絕緣(yuan)、隔離以及(ji)(ji)連接各(ge)種無線電(dian)元(yuan)件(jian)及(ji)(ji)器件(jian)的(de)材料。

電子陶瓷屬于(yu)無機多晶體，微觀結構上是(shi)介乎單品與玻(bo)璃之間的(de)一類物質，陶瓷內部(bu)之間是(shi)由離子鍵和(he)(he)共(gong)價鍵所結合(he)，通(tong)(tong)過(guo)精密控制陶瓷的(de)表面、晶界和(he)(he)尺寸結構可以使陶瓷獲得新功能(neng)，具(ju)有高擦點、硬(ying)度高和(he)(he)彈性(xing)(xing)模(mo)量大等特點，能(neng)夠耐高溫、磨損和(he)(he)氧化(hua)腐蝕，化(hua)學穩定性(xing)(xing)好，廣(guang)泛應用于(yu)光(guang)(guang)通(tong)(tong)信(xin)、無線通(tong)(tong)信(xin)、工業(ye)激光(guang)(guang)、消費(fei)電(dian)子、汽車電(dian)子等領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷材料的種類眾多，按功能和用途不同(tong)，可分(fen)為(wei)五(wu)大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱(cheng)裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)，具有優(you)良的(de)電絕(jue)(jue)緣性能(neng)，用作電子(zi)設(she)備和(he)器(qi)件(jian)中的(de)結(jie)構件(jian)、基片(pian)和(he)外(wai)殼等的(de)電子(zi)陶瓷(ci)。絕(jue)(jue)緣裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)件(jian)包括各種絕(jue)(jue)緣子(zi)、線圈骨架、電子(zi)管座、波段開關、電容(rong)器(qi)支柱支架、集成電路基片(pian)和(he)封裝(zhuang)外(wai)殼等。對這類瓷(ci)的(de)基本(ben)要求是(shi)介(jie)電常數ε低(di)，介(jie)質損耗(hao)tanδ小，絕(jue)(jue)緣電阻率(lv)ρ高，擊穿強(qiang)度(du)E?大，介(jie)電溫度(du)特性和(he)頻率(lv)特性好。此外(wai)，還要求有較高的(de)機械強(qiang)度(du)和(he)化學穩定(ding)性。

在這類陶瓷中(zhong)以滑石(shi)(shi)瓷和(he)氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)瓷應用(yong)最(zui)廣，滑石(shi)(shi)瓷的(de)電(dian)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)優良且(qie)成本較低，是用(yong)于射(she)電(dian)頻(pin)段(duan)內的(de)典型高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)裝置瓷。氧(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)瓷是一(yi)類電(dian)絕(jue)緣性(xing)(xing)(xing)更佳的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)頻(pin)、高(gao)(gao)(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)(gao)(gao)強(qiang)度(du)裝置瓷。其(qi)電(dian)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)物理性(xing)(xing)(xing)能(neng)隨三(san)氧(yang)(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)含(han)量的(de)增多(duo)而(er)提高(gao)(gao)(gao)(gao)。常用(yong)的(de)有含(han)75%、95%、99%三(san)氧(yang)(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)(lv)氧(yang)(yang)瓷。在一(yi)些要求極高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)集成電(dian)路(lu)中(zhong)，甚至還使用(yong)三(san)氧(yang)(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)含(han)量達99.9%的(de)純(chun)剛(gang)(gang)玉(yu)瓷，其(qi)性(xing)(xing)(xing)質與(yu)藍寶石(shi)(shi)單晶相近(jin)。高(gao)(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)(lv)氧(yang)(yang)瓷，尤其(qi)是純(chun)剛(gang)(gang)玉(yu)瓷的(de)缺點是制造困難，燒成溫度(du)高(gao)(gao)(gao)(gao)、價格(ge)貴(gui)。

裝置瓷(ci)中(zhong)還(huan)有一類以氧(yang)化(hua)鈹(pi)（BeO）為代(dai)表的(de)(de)高(gao)(gao)熱(re)導(dao)瓷(ci)。含(han)BeO95%的(de)(de)氧(yang)化(hua)鈹(pi)瓷(ci)的(de)(de)室溫(wen)(wen)導(dao)熱(re)率與金(jin)屬相同。氧(yang)化(hua)鈹(pi)還(huan)具有良好的(de)(de)介電性、耐溫(wen)(wen)度劇變性和(he)很高(gao)(gao)的(de)(de)機械強度。其缺點是BeO原料(liao)的(de)(de)毒(du)性很大，瓷(ci)料(liao)燒成溫(wen)(wen)度高(gao)(gao)，因而限制了它的(de)(de)應(ying)用(yong)。氮化(hua)硼?(BN）瓷(ci)和(he)氮化(hua)鋁(lv)（AlN）瓷(ci)也屬于高(gao)(gao)熱(re)導(dao)瓷(ci)，其導(dao)熱(re)性雖(sui)不及氧(yang)化(hua)鈹(pi)瓷(ci)，但無毒(du)，加工性能(neng)和(he)介電性能(neng)均好，可供高(gao)(gao)頻(pin)大功率晶體管和(he)大規(gui)模集成電路中(zhong)作散熱(re)及絕緣用(yong)。

2、電容器瓷

是(shi)用(yong)作電容器(qi)介質的電子陶瓷(ci)(ci)，這類陶瓷(ci)(ci)用(yong)量最大、規(gui)格品(pin)種也(ye)最多，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)(shu)于Ⅰ類電(dian)容(rong)器(qi)瓷，主(zhu)要(yao)用于制造高(gao)頻電(dian)路中(zhong)的高(gao)穩定性陶(tao)瓷電(dian)容(rong)器(qi)和溫(wen)度補償電(dian)容(rong)器(qi)。構(gou)成這類陶(tao)瓷的主(zhu)要(yao)成分大多是堿土金屬(shu)(shu)或稀土金屬(shu)(shu)的鈦酸鹽和以鈦酸鹽為基的固溶(rong)體。

（2）低頻電容器瓷：屬(shu)于Ⅱ類電(dian)(dian)容器瓷(ci)，主(zhu)(zhu)要用于制(zhi)造低頻(pin)電(dian)(dian)路中的(de)旁路、隔直流和濾波用的(de)陶(tao)瓷(ci)電(dian)(dian)容器。主(zhu)(zhu)要特點是介電(dian)(dian)常數ε?高，損耗角(jiao)正切較大(da)且(qie)tanδ及ε隨溫度的(de)變(bian)化率(lv)(lv)較大(da)。這類陶(tao)瓷(ci)中應用最多(duo)的(de)是以鐵(tie)電(dian)(dian)鈦酸鋇(bei)（BaTiO3）為主(zhu)(zhu)成(cheng)分，通過摻雜改性(xing)而得到的(de)高ε（室(shi)溫下(xia)可(ke)達20000）和ε的(de)溫度變(bian)化率(lv)(lv)低的(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用(yong)半導(dao)體(ti)化的(de)陶(tao)(tao)瓷(ci)外表面或(huo)晶(jing)粒間(jian)的(de)內(nei)表面（晶(jing)界(jie)(jie)(jie)）上形成(cheng)的(de)絕(jue)緣層為電(dian)(dian)容(rong)器介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)電(dian)(dian)子陶(tao)(tao)瓷(ci)。其中利用(yong)陶(tao)(tao)瓷(ci)晶(jing)界(jie)(jie)(jie)層的(de)介(jie)電(dian)(dian)性(xing)質(zhi)(zhi)而制成(cheng)的(de)邊界(jie)(jie)(jie)層電(dian)(dian)容(rong)器是一類新(xin)型的(de)高(gao)性(xing)能、高(gao)可靠的(de)電(dian)(dian)容(rong)器，它的(de)介(jie)電(dian)(dian)損耗小(xiao)、絕(jue)緣電(dian)(dian)阻(zu)及工(gong)作電(dian)(dian)壓高(gao)。這種(zhong)陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)視在介(jie)電(dian)(dian)常數極高(gao)（可達105以上）、介(jie)質(zhi)(zhi)損耗小(xiao)（小(xiao)于1%）、體(ti)電(dian)(dian)阻(zu)率高(gao)（高(gao)于1011歐·厘(li)米(mi)）、介(jie)質(zhi)(zhi)色(se)散(san)頻率高(gao)（高(gao)于1吉(ji)赫）、抗潮性(xing)好，是一種(zhong)高(gao)性(xing)能、高(gao)穩定(ding)的(de)電(dian)(dian)容(rong)器介(jie)質(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是(shi)以(yi)(yi)鐵電(dian)(dian)性晶(jing)體(ti)為(wei)主晶(jing)相的(de)電(dian)(dian)子陶瓷，利(li)用其壓電(dian)(dian)特(te)性可(ke)以(yi)(yi)制成壓電(dian)(dian)器(qi)件，這是(shi)鐵電(dian)(dian)陶瓷的(de)主要(yao)(yao)應(ying)用，因(yin)而常(chang)把鐵電(dian)(dian)陶瓷稱為(wei)壓電(dian)(dian)陶瓷。利(li)用鐵電(dian)(dian)陶瓷的(de)熱釋電(dian)(dian)特(te)性（在溫度變(bian)化時，因(yin)極(ji)化強度的(de)變(bian)化而在鐵電(dian)(dian)體(ti)表面釋放電(dian)(dian)荷的(de)效應(ying)）可(ke)以(yi)(yi)制成紅外探測(ce)器(qi)件，在測(ce)溫、控溫、遙測(ce)、遙感以(yi)(yi)至(zhi)生物、醫學等領域均有(you)重要(yao)(yao)應(ying)用價值(zhi)。

利用透(tou)明鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷PLZT（摻鑭的鈦鋯(gao)酸鉛）的強電(dian)(dian)(dian)光效應（通(tong)過外(wai)加電(dian)(dian)(dian)場對透(tou)明鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷電(dian)(dian)(dian)疇狀態(tai)的控(kong)(kong)制(zhi)而改變其光學性質，從(cong)而表現(xian)出電(dian)(dian)(dian)控(kong)(kong)雙折射和電(dian)(dian)(dian)控(kong)(kong)光散射的效應），可(ke)以制(zhi)成(cheng)激(ji)光調制(zhi)器(qi)、光電(dian)(dian)(dian)顯(xian)示器(qi)、光信息存(cun)儲(chu)器(qi)、光開關(guan)、光電(dian)(dian)(dian)傳感器(qi)、圖像存(cun)儲(chu)和顯(xian)示器(qi)，以及激(ji)光或核輻射防護鏡等新型器(qi)件。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)導(dao)體(ti)(ti)化措施使陶(tao)瓷具有半(ban)導(dao)電性(xing)晶粒和絕緣(yuan)性(xing)（或(huo)半(ban)導(dao)體(ti)(ti)性(xing)）晶界，從而呈現很強的界面勢壘等半(ban)導(dao)體(ti)(ti)特性(xing)的電子陶(tao)瓷。

半導(dao)體陶瓷種(zhong)(zhong)類很多，其中包括(kuo)利(li)用半導(dao)體瓷中晶粒(li)本身性質制(zhi)成(cheng)的(de)(de)各種(zhong)(zhong)負溫度系數(shu)熱敏(min)(min)電(dian)阻；利(li)用晶界性質制(zhi)成(cheng)的(de)(de)半導(dao)體電(dian)容器、ZnO?壓敏(min)(min)電(dian)阻器、BaTiO3系正溫度系數(shu)熱敏(min)(min)電(dian)阻器、CdS/Cu2S太陽能電(dian)池；以及利(li)用表面性質制(zhi)成(cheng)的(de)(de)各種(zhong)(zhong)陶瓷型濕敏(min)(min)電(dian)阻器和氣(qi)敏(min)(min)電(dian)阻器等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具(ju)有快(kuai)速(su)傳遞正離子(zi)的特性，典型代表是β-Al2O3瓷(ci)。這種陶瓷(ci)在(zai)300℃下離子(zi)電(dian)導(dao)率(lv)可達0.1/（歐·厘米），可用來(lai)制(zhi)作(zuo)(zuo)較經濟(ji)的高(gao)比率(lv)能量的固體電(dian)池，還(huan)可制(zhi)作(zuo)(zuo)緩慢放電(dian)的高(gao)儲能密度的電(dian)容器，它是有助于(yu)解決(jue)能源問題的材(cai)料。