一、什么是電子陶瓷材料

電子陶瓷是指(zhi)在電子工業中能夠(gou)利用(yong)電、磁性質的陶瓷，一般在電子設(she)備(bei)當中，作為安裝、固(gu)定(ding)、支撐、保護、絕緣、隔(ge)離以及連(lian)接各種無線電元件(jian)及器(qi)件(jian)的材料。

電子陶瓷屬于無機多晶體，微觀結(jie)(jie)構(gou)上(shang)是介乎單品(pin)與玻璃之(zhi)間的一類物質，陶(tao)瓷內部(bu)之(zhi)間是由(you)離子鍵(jian)和共價鍵(jian)所結(jie)(jie)合，通過精密(mi)控制(zhi)陶(tao)瓷的表(biao)面、晶界和尺(chi)寸結(jie)(jie)構(gou)可以使陶(tao)瓷獲得(de)新功能(neng)，具(ju)有高擦點(dian)、硬度(du)高和彈(dan)性(xing)模量大等(deng)特點(dian)，能(neng)夠耐高溫、磨損和氧化腐蝕，化學穩定(ding)性(xing)好，廣泛應用于光(guang)通信(xin)、無線通信(xin)、工業激(ji)光(guang)、消費電子、汽車電子等(deng)領(ling)域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子(zi)陶瓷(ci)材料的種類眾多，按功能和用途(tu)不同(tong)，可分為五大(da)類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置瓷(ci)，具有優良的(de)(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)(yuan)(yuan)性能，用作(zuo)電(dian)(dian)子(zi)設(she)備和(he)器(qi)件中的(de)(de)結構件、基片和(he)外(wai)(wai)殼(ke)等(deng)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)陶瓷(ci)。絕緣(yuan)(yuan)(yuan)裝(zhuang)置瓷(ci)件包括各種絕緣(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)、線(xian)圈骨架、電(dian)(dian)子(zi)管座、波段開關、電(dian)(dian)容器(qi)支柱支架、集成電(dian)(dian)路基片和(he)封裝(zhuang)外(wai)(wai)殼(ke)等(deng)。對這類瓷(ci)的(de)(de)基本要求是介電(dian)(dian)常數ε低，介質損耗(hao)tanδ小(xiao)，絕緣(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻率ρ高，擊穿強度E?大(da)，介電(dian)(dian)溫度特性和(he)頻率特性好(hao)。此外(wai)(wai)，還要求有較(jiao)高的(de)(de)機械強度和(he)化學穩(wen)定性。

在(zai)這類(lei)(lei)陶(tao)瓷(ci)(ci)中以滑石(shi)瓷(ci)(ci)和(he)氧(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)應(ying)用(yong)最廣(guang)，滑石(shi)瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)優良且成本較低(di)，是用(yong)于射電(dian)(dian)頻(pin)段內的(de)(de)(de)典型高(gao)(gao)(gao)頻(pin)裝置瓷(ci)(ci)。氧(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)瓷(ci)(ci)是一類(lei)(lei)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)更佳的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)頻(pin)、高(gao)(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)(gao)強度裝置瓷(ci)(ci)。其電(dian)(dian)性(xing)能(neng)(neng)和(he)物理性(xing)能(neng)(neng)隨三(san)氧(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)含量的(de)(de)(de)增(zeng)多而提高(gao)(gao)(gao)。常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)有(you)含75%、95%、99%三(san)氧(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)。在(zai)一些要求極(ji)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)集成電(dian)(dian)路中，甚至還使用(yong)三(san)氧(yang)化二(er)鋁(lv)(lv)(lv)含量達99.9%的(de)(de)(de)純剛(gang)玉(yu)瓷(ci)(ci)，其性(xing)質與藍寶(bao)石(shi)單(dan)晶相近。高(gao)(gao)(gao)鋁(lv)(lv)(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)，尤(you)其是純剛(gang)玉(yu)瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)缺(que)點是制(zhi)造困(kun)難，燒成溫度高(gao)(gao)(gao)、價格(ge)貴(gui)。

裝置瓷中(zhong)還(huan)有一類以氧(yang)(yang)化鈹(pi)（BeO）為代表的(de)(de)(de)高(gao)熱(re)導(dao)瓷。含BeO95%的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化鈹(pi)瓷的(de)(de)(de)室溫(wen)(wen)導(dao)熱(re)率與(yu)金(jin)屬相同(tong)。氧(yang)(yang)化鈹(pi)還(huan)具有良(liang)好的(de)(de)(de)介(jie)電性(xing)、耐溫(wen)(wen)度(du)劇變性(xing)和(he)很高(gao)的(de)(de)(de)機械強度(du)。其缺(que)點是(shi)BeO原料(liao)(liao)的(de)(de)(de)毒性(xing)很大，瓷料(liao)(liao)燒成溫(wen)(wen)度(du)高(gao)，因(yin)而限制了它的(de)(de)(de)應用(yong)。氮化硼(peng)?(BN）瓷和(he)氮化鋁（AlN）瓷也屬于高(gao)熱(re)導(dao)瓷，其導(dao)熱(re)性(xing)雖不及(ji)氧(yang)(yang)化鈹(pi)瓷，但無毒，加工性(xing)能和(he)介(jie)電性(xing)能均(jun)好，可(ke)供(gong)高(gao)頻大功率晶體(ti)管和(he)大規模集成電路中(zhong)作散(san)熱(re)及(ji)絕緣(yuan)用(yong)。

2、電容器瓷

是用作電容(rong)(rong)器介質的(de)電子陶瓷，這類陶瓷用量最(zui)(zui)大、規格品種(zhong)也(ye)最(zui)(zui)多，主要的(de)有(you)高頻、低頻電容(rong)(rong)器瓷和半(ban)導體電容(rong)(rong)器瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬(shu)于Ⅰ類電(dian)容(rong)器(qi)瓷，主(zhu)要用于制造高頻電(dian)路中的高穩定性陶瓷電(dian)容(rong)器(qi)和溫(wen)度(du)補(bu)償電(dian)容(rong)器(qi)。構成這類陶瓷的主(zhu)要成分大(da)多是堿土(tu)(tu)金屬(shu)或稀(xi)土(tu)(tu)金屬(shu)的鈦酸鹽和以鈦酸鹽為(wei)基(ji)的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于(yu)Ⅱ類電(dian)容(rong)器瓷(ci)，主要(yao)用于(yu)制(zhi)造低(di)頻電(dian)路中的(de)(de)旁路、隔直流(liu)和濾波用的(de)(de)陶瓷(ci)電(dian)容(rong)器。主要(yao)特點(dian)是介(jie)電(dian)常(chang)數ε?高，損耗角正切較(jiao)(jiao)大且tanδ及ε隨溫(wen)度的(de)(de)變化(hua)率較(jiao)(jiao)大。這類陶瓷(ci)中應用最多的(de)(de)是以鐵電(dian)鈦酸(suan)鋇（BaTiO3）為(wei)主成(cheng)分(fen)，通過摻(chan)雜改(gai)性而得到的(de)(de)高ε（室溫(wen)下(xia)可達20000）和ε的(de)(de)溫(wen)度變化(hua)率低(di)的(de)(de)瓷(ci)料。

（3）半導體電容器瓷：利用半導(dao)體化(hua)的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)外表面或(huo)晶粒間的(de)(de)內(nei)表面（晶界）上形成的(de)(de)絕緣(yuan)層為(wei)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)介(jie)質(zhi)的(de)(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)。其中利用陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)晶界層的(de)(de)介(jie)電(dian)性質(zhi)而(er)制成的(de)(de)邊界層電(dian)容(rong)(rong)器(qi)是一(yi)類(lei)新型的(de)(de)高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)可靠的(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)，它的(de)(de)介(jie)電(dian)損耗小、絕緣(yuan)電(dian)阻及工作電(dian)壓高(gao)(gao)。這種(zhong)(zhong)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)視在介(jie)電(dian)常數極高(gao)(gao)（可達105以上）、介(jie)質(zhi)損耗小（小于(yu)1%）、體電(dian)阻率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)1011歐·厘(li)米）、介(jie)質(zhi)色散頻率高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)1吉(ji)赫）、抗潮性好，是一(yi)種(zhong)(zhong)高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)穩定的(de)(de)電(dian)容(rong)(rong)器(qi)介(jie)質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是(shi)以(yi)(yi)鐵電(dian)(dian)(dian)性(xing)晶體為主晶相的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷(ci)(ci)，利(li)用其壓電(dian)(dian)(dian)特性(xing)可以(yi)(yi)制成壓電(dian)(dian)(dian)器件(jian)，這是(shi)鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)的(de)(de)主要應(ying)用，因(yin)而常把鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)稱(cheng)為壓電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)。利(li)用鐵電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)的(de)(de)熱釋電(dian)(dian)(dian)特性(xing)（在溫(wen)度變化時，因(yin)極(ji)化強度的(de)(de)變化而在鐵電(dian)(dian)(dian)體表面釋放電(dian)(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)效應(ying)）可以(yi)(yi)制成紅外(wai)探(tan)測(ce)器件(jian)，在測(ce)溫(wen)、控溫(wen)、遙(yao)測(ce)、遙(yao)感以(yi)(yi)至生(sheng)物、醫學(xue)等領域均(jun)有重要應(ying)用價值。

利(li)用透(tou)明(ming)鐵電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)PLZT（摻鑭的(de)鈦鋯酸鉛(qian)）的(de)強電(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)效(xiao)應（通過外(wai)加電(dian)(dian)(dian)場對(dui)透(tou)明(ming)鐵電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)電(dian)(dian)(dian)疇狀態的(de)控制(zhi)(zhi)而改變其(qi)光(guang)(guang)學性質，從而表現出電(dian)(dian)(dian)控雙(shuang)折(zhe)射和電(dian)(dian)(dian)控光(guang)(guang)散射的(de)效(xiao)應），可以制(zhi)(zhi)成激光(guang)(guang)調(diao)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)信息存儲器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)傳感器(qi)(qi)(qi)、圖像存儲和顯(xian)示(shi)器(qi)(qi)(qi)，以及(ji)激光(guang)(guang)或核輻(fu)射防護鏡(jing)等新型器(qi)(qi)(qi)件(jian)。

4、半導體陶瓷

通過半導體(ti)化(hua)措施使陶瓷具有半導電(dian)性晶粒(li)和(he)絕緣性（或半導體(ti)性）晶界(jie)，從而(er)呈現很(hen)強的界(jie)面勢壘等半導體(ti)特性的電(dian)子(zi)陶瓷。

半導(dao)體(ti)陶(tao)瓷(ci)種類很多(duo)，其中(zhong)(zhong)包括利用半導(dao)體(ti)瓷(ci)中(zhong)(zhong)晶粒本身(shen)性質制成(cheng)的各種負溫度系數熱敏電(dian)(dian)阻(zu)；利用晶界性質制成(cheng)的半導(dao)體(ti)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)、ZnO?壓敏電(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)、BaTiO3系正(zheng)溫度系數熱敏電(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)、CdS/Cu2S太(tai)陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)；以及(ji)利用表面(mian)性質制成(cheng)的各種陶(tao)瓷(ci)型濕(shi)敏電(dian)(dian)阻(zu)器(qi)(qi)和氣(qi)敏電(dian)(dian)阻(zu)器(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(zheng)離(li)子的(de)特性，典型代表是β-Al2O3瓷。這(zhe)種陶(tao)瓷在(zai)300℃下離(li)子電(dian)導率(lv)可達0.1/（歐(ou)·厘米），可用來制作較經濟的(de)高比(bi)率(lv)能(neng)量的(de)固體電(dian)池，還可制作緩慢放(fang)電(dian)的(de)高儲能(neng)密度的(de)電(dian)容器(qi)，它是有助于解(jie)決能(neng)源(yuan)問題(ti)的(de)材料。