一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子(zi)陶瓷是指在(zai)電(dian)子(zi)工業中(zhong)能夠利用電(dian)、磁(ci)性(xing)質的(de)(de)陶瓷，一般在(zai)電(dian)子(zi)設備當中(zhong)，作(zuo)為安裝(zhuang)、固定、支撐、保護、絕緣(yuan)、隔離(li)以及連(lian)接各種無線電(dian)元(yuan)件及器件的(de)(de)材(cai)料。

電子陶瓷屬于(yu)無機(ji)多(duo)晶體，微觀(guan)結(jie)構上是介乎(hu)單品與玻璃之間(jian)的(de)一類物質(zhi)，陶瓷(ci)(ci)內部(bu)之間(jian)是由離子鍵(jian)(jian)和(he)共價鍵(jian)(jian)所結(jie)合，通(tong)(tong)過精密控制陶瓷(ci)(ci)的(de)表面、晶界和(he)尺寸結(jie)構可以(yi)使陶瓷(ci)(ci)獲得(de)新(xin)功能，具有高擦點(dian)、硬度高和(he)彈性(xing)模量大等(deng)(deng)特點(dian)，能夠耐高溫、磨損和(he)氧(yang)化腐蝕，化學(xue)穩定性(xing)好，廣泛(fan)應用于(yu)光通(tong)(tong)信、無線通(tong)(tong)信、工(gong)業激光、消費電子、汽車電子等(deng)(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子陶瓷材料的種(zhong)類眾(zhong)多，按功能和(he)用途不(bu)同，可分為五大(da)類：

1、絕緣裝置瓷

簡(jian)稱裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)，具有優良的(de)(de)電(dian)(dian)絕(jue)(jue)(jue)緣性(xing)能，用(yong)作(zuo)電(dian)(dian)子設備和(he)器(qi)件(jian)中(zhong)的(de)(de)結構件(jian)、基(ji)片(pian)和(he)外殼(ke)等(deng)的(de)(de)電(dian)(dian)子陶瓷(ci)(ci)。絕(jue)(jue)(jue)緣裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)件(jian)包括(kuo)各種絕(jue)(jue)(jue)緣子、線圈骨(gu)架、電(dian)(dian)子管座、波(bo)段開關、電(dian)(dian)容器(qi)支柱支架、集成電(dian)(dian)路基(ji)片(pian)和(he)封裝(zhuang)外殼(ke)等(deng)。對(dui)這(zhe)類瓷(ci)(ci)的(de)(de)基(ji)本要(yao)求是介(jie)電(dian)(dian)常數ε低，介(jie)質損耗(hao)tanδ小，絕(jue)(jue)(jue)緣電(dian)(dian)阻率ρ高，擊(ji)穿強度E?大，介(jie)電(dian)(dian)溫度特(te)性(xing)和(he)頻率特(te)性(xing)好。此外，還(huan)要(yao)求有較高的(de)(de)機械(xie)強度和(he)化學穩定(ding)性(xing)。

在(zai)這類(lei)陶瓷(ci)(ci)中以滑石(shi)瓷(ci)(ci)和氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)瓷(ci)(ci)應用(yong)最廣，滑石(shi)瓷(ci)(ci)的電絕(jue)緣性(xing)優良且成本較低(di)，是用(yong)于射電頻(pin)段內的典型(xing)高(gao)(gao)頻(pin)裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)瓷(ci)(ci)是一類(lei)電絕(jue)緣性(xing)更佳的高(gao)(gao)頻(pin)、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度(du)裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)。其(qi)(qi)電性(xing)能和物理性(xing)能隨三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二鋁(lv)含量的增多而(er)提高(gao)(gao)。常(chang)用(yong)的有含75%、95%、99%三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二鋁(lv)的高(gao)(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)(ci)。在(zai)一些要求極高(gao)(gao)的集(ji)成電路(lu)中，甚(shen)至還使用(yong)三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)二鋁(lv)含量達(da)99.9%的純剛玉(yu)瓷(ci)(ci)，其(qi)(qi)性(xing)質與藍寶石(shi)單晶相(xiang)近。高(gao)(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)(ci)，尤其(qi)(qi)是純剛玉(yu)瓷(ci)(ci)的缺點是制造困(kun)難(nan)，燒成溫度(du)高(gao)(gao)、價(jia)格貴。

裝置瓷中(zhong)還(huan)有一類以氧(yang)(yang)化(hua)鈹(pi)（BeO）為代(dai)表的高熱(re)導(dao)瓷。含BeO95%的氧(yang)(yang)化(hua)鈹(pi)瓷的室溫導(dao)熱(re)率與(yu)金屬相(xiang)同。氧(yang)(yang)化(hua)鈹(pi)還(huan)具有良好(hao)的介電性(xing)、耐溫度劇變性(xing)和很高的機械(xie)強度。其缺點(dian)是BeO原料的毒性(xing)很大，瓷料燒成溫度高，因而限制了它的應(ying)用。氮(dan)化(hua)硼(peng)?(BN）瓷和氮(dan)化(hua)鋁（AlN）瓷也屬于高熱(re)導(dao)瓷，其導(dao)熱(re)性(xing)雖(sui)不及(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鈹(pi)瓷，但無(wu)毒，加工性(xing)能(neng)和介電性(xing)能(neng)均好(hao)，可供(gong)高頻大功率晶(jing)體管(guan)和大規模集成電路中(zhong)作散熱(re)及(ji)絕緣(yuan)用。

2、電容器瓷

是用作電容器介質(zhi)的(de)電子陶瓷，這類陶瓷用量最大、規格品(pin)種也最多(duo)，主(zhu)要(yao)的(de)有高頻(pin)、低頻(pin)電容器瓷和半導(dao)體電容器瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于Ⅰ類(lei)電容(rong)(rong)器瓷，主要用(yong)于制造高(gao)頻(pin)電路中的(de)(de)高(gao)穩定性陶(tao)瓷電容(rong)(rong)器和(he)溫度補償電容(rong)(rong)器。構成這類(lei)陶(tao)瓷的(de)(de)主要成分大(da)多是堿土(tu)金(jin)屬(shu)或稀土(tu)金(jin)屬(shu)的(de)(de)鈦酸(suan)鹽(yan)(yan)和(he)以鈦酸(suan)鹽(yan)(yan)為(wei)基的(de)(de)固溶體(ti)。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電容(rong)器瓷(ci)，主(zhu)要(yao)用于制造低(di)頻電路中的(de)旁路、隔直流和濾波用的(de)陶瓷(ci)電容(rong)器。主(zhu)要(yao)特(te)點是介電常數ε?高(gao)，損耗角正切(qie)較(jiao)大且tanδ及ε隨溫度的(de)變化(hua)率(lv)(lv)較(jiao)大。這類(lei)陶瓷(ci)中應用最多的(de)是以鐵(tie)電鈦(tai)酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)成分(fen)，通過摻雜改性而得到的(de)高(gao)ε（室溫下可(ke)達20000）和ε的(de)溫度變化(hua)率(lv)(lv)低(di)的(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用半導體(ti)化的(de)(de)陶(tao)瓷外表(biao)面或晶(jing)粒間的(de)(de)內表(biao)面（晶(jing)界(jie)）上形(xing)成的(de)(de)絕緣層為電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)瓷。其中利用陶(tao)瓷晶(jing)界(jie)層的(de)(de)介(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)性(xing)質(zhi)而制成的(de)(de)邊界(jie)層電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器是一類新(xin)型的(de)(de)高(gao)性(xing)能、高(gao)可靠的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器，它的(de)(de)介(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)損耗小(xiao)(xiao)、絕緣電(dian)(dian)(dian)阻及工作電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)。這種(zhong)陶(tao)瓷的(de)(de)視在介(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)常數極高(gao)（可達105以上）、介(jie)(jie)質(zhi)損耗小(xiao)(xiao)（小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)1%）、體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻率(lv)高(gao)（高(gao)于(yu)(yu)1011歐(ou)·厘米）、介(jie)(jie)質(zhi)色散頻率(lv)高(gao)（高(gao)于(yu)(yu)1吉赫）、抗潮性(xing)好(hao)，是一種(zhong)高(gao)性(xing)能、高(gao)穩定的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器介(jie)(jie)質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)性晶(jing)(jing)體為主晶(jing)(jing)相(xiang)的電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)瓷(ci)，利(li)用其壓電(dian)(dian)(dian)特性可以制成(cheng)壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)件，這是鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)的主要(yao)應用，因而(er)常把鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)稱為壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)。利(li)用鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)的熱釋(shi)電(dian)(dian)(dian)特性（在溫度變化(hua)時，因極(ji)化(hua)強度的變化(hua)而(er)在鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)體表面釋(shi)放電(dian)(dian)(dian)荷的效應）可以制成(cheng)紅外探測器(qi)件，在測溫、控溫、遙測、遙感以至生(sheng)物、醫學等領域(yu)均(jun)有重要(yao)應用價(jia)值(zhi)。

利用透(tou)明(ming)(ming)鐵(tie)電(dian)陶瓷(ci)PLZT（摻鑭(lan)的(de)(de)鈦鋯酸鉛(qian)）的(de)(de)強電(dian)光(guang)(guang)(guang)效(xiao)應(ying)（通過(guo)外加(jia)電(dian)場對透(tou)明(ming)(ming)鐵(tie)電(dian)陶瓷(ci)電(dian)疇狀態的(de)(de)控(kong)制而改變其(qi)光(guang)(guang)(guang)學性質，從而表現出電(dian)控(kong)雙折射和(he)電(dian)控(kong)光(guang)(guang)(guang)散射的(de)(de)效(xiao)應(ying)），可(ke)以制成激光(guang)(guang)(guang)調制器(qi)、光(guang)(guang)(guang)電(dian)顯示(shi)器(qi)、光(guang)(guang)(guang)信(xin)息存儲器(qi)、光(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)電(dian)傳(chuan)感器(qi)、圖(tu)像存儲和(he)顯示(shi)器(qi)，以及(ji)激光(guang)(guang)(guang)或核輻射防護(hu)鏡等(deng)新型器(qi)件。

4、半導體陶瓷

通過半導體化措(cuo)施使陶(tao)瓷(ci)具(ju)有半導電(dian)性(xing)晶粒和絕緣(yuan)性(xing)（或半導體性(xing)）晶界(jie)，從而呈現很強(qiang)的界(jie)面勢壘等(deng)半導體特性(xing)的電(dian)子陶(tao)瓷(ci)。

半(ban)導(dao)(dao)體陶瓷(ci)種類很多，其中包括利(li)用半(ban)導(dao)(dao)體瓷(ci)中晶(jing)粒本身性質制(zhi)(zhi)成(cheng)的各(ge)種負溫度(du)系數(shu)熱敏(min)電(dian)阻(zu)；利(li)用晶(jing)界(jie)性質制(zhi)(zhi)成(cheng)的半(ban)導(dao)(dao)體電(dian)容器(qi)(qi)(qi)、ZnO?壓敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)(qi)(qi)、BaTiO3系正溫度(du)系數(shu)熱敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)(qi)(qi)、CdS/Cu2S太陽能電(dian)池；以及(ji)利(li)用表面性質制(zhi)(zhi)成(cheng)的各(ge)種陶瓷(ci)型(xing)濕(shi)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)(qi)(qi)和氣敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)(qi)(qi)等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有快速傳遞正離(li)子的(de)(de)特性，典型代表是β-Al2O3瓷。這種陶瓷在(zai)300℃下離(li)子電(dian)導率可(ke)達0.1/（歐·厘米），可(ke)用來制(zhi)作較經濟的(de)(de)高(gao)比(bi)率能(neng)量的(de)(de)固(gu)體(ti)電(dian)池，還可(ke)制(zhi)作緩(huan)慢放電(dian)的(de)(de)高(gao)儲能(neng)密度的(de)(de)電(dian)容器，它是有助于(yu)解(jie)決(jue)能(neng)源問題(ti)的(de)(de)材料(liao)。