一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)(dian)子(zi)陶(tao)瓷是指(zhi)在(zai)電(dian)(dian)子(zi)工業(ye)中能夠利用電(dian)(dian)、磁性質的(de)陶(tao)瓷，一(yi)般在(zai)電(dian)(dian)子(zi)設備當(dang)中，作為安裝、固定、支撐、保護、絕(jue)緣、隔離以及(ji)連接各種無線電(dian)(dian)元件及(ji)器(qi)件的(de)材料。

電子陶瓷屬于(yu)(yu)無(wu)機多晶體，微觀結構(gou)上是(shi)介乎單(dan)品(pin)與玻璃之間的(de)一(yi)類物質，陶(tao)瓷內部(bu)之間是(shi)由離(li)子鍵(jian)(jian)和共價鍵(jian)(jian)所結合，通過精密控制陶(tao)瓷的(de)表面、晶界和尺(chi)寸結構(gou)可以使陶(tao)瓷獲得新功能(neng)，具有高擦點、硬度高和彈性模量大等(deng)特點，能(neng)夠耐(nai)高溫、磨(mo)損(sun)和氧化(hua)腐蝕，化(hua)學穩定(ding)性好，廣泛(fan)應用(yong)于(yu)(yu)光通信、無(wu)線通信、工(gong)業激光、消費電子、汽(qi)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，按功能和用途(tu)不同，可分為五(wu)大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)(ci)，具(ju)有(you)優良的(de)電(dian)(dian)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能，用作電(dian)(dian)子設備和器(qi)件中的(de)結構件、基(ji)(ji)片(pian)和外殼等的(de)電(dian)(dian)子陶(tao)瓷(ci)(ci)。絕(jue)緣(yuan)裝(zhuang)置(zhi)瓷(ci)(ci)件包括各種絕(jue)緣(yuan)子、線圈骨架、電(dian)(dian)子管座、波段(duan)開關、電(dian)(dian)容器(qi)支柱支架、集成(cheng)電(dian)(dian)路(lu)基(ji)(ji)片(pian)和封裝(zhuang)外殼等。對這類瓷(ci)(ci)的(de)基(ji)(ji)本要求是介電(dian)(dian)常數ε低，介質損(sun)耗tanδ小，絕(jue)緣(yuan)電(dian)(dian)阻率(lv)ρ高，擊穿強度(du)E?大，介電(dian)(dian)溫度(du)特(te)性(xing)和頻率(lv)特(te)性(xing)好。此(ci)外，還要求有(you)較高的(de)機械強度(du)和化學穩定性(xing)。

在這類陶瓷(ci)中(zhong)以滑石瓷(ci)和氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)瓷(ci)應用最廣，滑石瓷(ci)的(de)(de)電(dian)絕緣性(xing)優良且成本較(jiao)低，是用于射電(dian)頻段內的(de)(de)典(dian)型高(gao)頻裝置瓷(ci)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)瓷(ci)是一類電(dian)絕緣性(xing)更佳的(de)(de)高(gao)頻、高(gao)溫、高(gao)強度裝置瓷(ci)。其(qi)電(dian)性(xing)能(neng)和物(wu)理性(xing)能(neng)隨三(san)(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)含量的(de)(de)增多而提高(gao)。常(chang)用的(de)(de)有(you)含75%、95%、99%三(san)(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)的(de)(de)高(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)。在一些(xie)要求極高(gao)的(de)(de)集成電(dian)路中(zhong)，甚至(zhi)還(huan)使用三(san)(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)二鋁(lv)含量達99.9%的(de)(de)純剛(gang)玉瓷(ci)，其(qi)性(xing)質與藍寶石單晶相近。高(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)，尤(you)其(qi)是純剛(gang)玉瓷(ci)的(de)(de)缺點是制造困難，燒成溫度高(gao)、價格貴。

裝置瓷(ci)(ci)中還有一(yi)類(lei)以氧(yang)化(hua)鈹(pi)(pi)（BeO）為代表的(de)(de)高(gao)熱導(dao)瓷(ci)(ci)。含BeO95%的(de)(de)氧(yang)化(hua)鈹(pi)(pi)瓷(ci)(ci)的(de)(de)室溫導(dao)熱率(lv)與金(jin)屬(shu)相同。氧(yang)化(hua)鈹(pi)(pi)還具有良(liang)好的(de)(de)介電性(xing)、耐溫度(du)劇(ju)變性(xing)和(he)很高(gao)的(de)(de)機械強度(du)。其(qi)缺點是BeO原料的(de)(de)毒性(xing)很大，瓷(ci)(ci)料燒成(cheng)溫度(du)高(gao)，因而限制了它的(de)(de)應用(yong)。氮化(hua)硼?(BN）瓷(ci)(ci)和(he)氮化(hua)鋁（AlN）瓷(ci)(ci)也屬(shu)于(yu)高(gao)熱導(dao)瓷(ci)(ci)，其(qi)導(dao)熱性(xing)雖不及(ji)氧(yang)化(hua)鈹(pi)(pi)瓷(ci)(ci)，但無毒，加工性(xing)能和(he)介電性(xing)能均好，可供高(gao)頻大功率(lv)晶體管和(he)大規模(mo)集成(cheng)電路中作(zuo)散熱及(ji)絕緣用(yong)。

2、電容器瓷

是(shi)用作電(dian)(dian)容(rong)器(qi)介質的電(dian)(dian)子陶瓷(ci)(ci)(ci)，這類陶瓷(ci)(ci)(ci)用量最大(da)、規格品(pin)種也最多，主要的有高(gao)頻(pin)、低頻(pin)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)瓷(ci)(ci)(ci)和半導體電(dian)(dian)容(rong)器(qi)瓷(ci)(ci)(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類電(dian)(dian)容器(qi)瓷，主(zhu)要(yao)用于制造高頻(pin)電(dian)(dian)路(lu)中(zhong)的高穩定性陶(tao)(tao)瓷電(dian)(dian)容器(qi)和溫度(du)補償(chang)電(dian)(dian)容器(qi)。構成這類陶(tao)(tao)瓷的主(zhu)要(yao)成分大多(duo)是(shi)堿土金屬或稀(xi)土金屬的鈦(tai)酸鹽和以鈦(tai)酸鹽為(wei)基的固(gu)溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于(yu)Ⅱ類電容(rong)器瓷，主(zhu)(zhu)要用于(yu)制(zhi)造(zao)低頻電路中的旁路、隔(ge)直流和(he)濾波用的陶瓷電容(rong)器。主(zhu)(zhu)要特點(dian)是(shi)介(jie)電常(chang)數(shu)ε?高，損耗角正切較大(da)且tanδ及ε隨溫(wen)(wen)度(du)的變(bian)化率(lv)較大(da)。這類陶瓷中應(ying)用最(zui)多(duo)的是(shi)以鐵電鈦(tai)酸鋇（BaTiO3）為主(zhu)(zhu)成分，通(tong)過(guo)摻(chan)雜改性(xing)而(er)得到的高ε（室(shi)溫(wen)(wen)下可達20000）和(he)ε的溫(wen)(wen)度(du)變(bian)化率(lv)低的瓷料(liao)。

（3）半導體電容器瓷：利(li)用半(ban)導體化的(de)陶(tao)瓷外表(biao)面或晶(jing)粒間的(de)內表(biao)面（晶(jing)界）上形成(cheng)的(de)絕緣層為電(dian)(dian)容(rong)器(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)的(de)電(dian)(dian)子陶(tao)瓷。其中利(li)用陶(tao)瓷晶(jing)界層的(de)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)性質(zhi)而制成(cheng)的(de)邊界層電(dian)(dian)容(rong)器(qi)是(shi)一(yi)類新型的(de)高性能(neng)、高可(ke)靠的(de)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)，它的(de)介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)損耗小、絕緣電(dian)(dian)阻(zu)及工作電(dian)(dian)壓高。這種陶(tao)瓷的(de)視在介(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)常數極高（可(ke)達(da)105以(yi)上）、介(jie)(jie)(jie)質(zhi)損耗小（小于1%）、體電(dian)(dian)阻(zu)率高（高于1011歐·厘米）、介(jie)(jie)(jie)質(zhi)色散(san)頻率高（高于1吉(ji)赫）、抗潮性好(hao)，是(shi)一(yi)種高性能(neng)、高穩定的(de)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以(yi)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)性(xing)晶體為(wei)主(zhu)晶相的(de)電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)，利(li)用其壓電(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)可(ke)以(yi)制成(cheng)壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)件(jian)，這是鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)主(zhu)要應用，因而(er)常把鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)稱為(wei)壓電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)。利(li)用鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)熱(re)釋電(dian)(dian)(dian)特(te)性(xing)（在溫(wen)度(du)(du)變(bian)化時，因極(ji)化強(qiang)度(du)(du)的(de)變(bian)化而(er)在鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)體表(biao)面釋放電(dian)(dian)(dian)荷的(de)效應）可(ke)以(yi)制成(cheng)紅外(wai)探測器(qi)件(jian)，在測溫(wen)、控溫(wen)、遙(yao)測、遙(yao)感(gan)以(yi)至生物(wu)、醫學(xue)等(deng)領(ling)域均有重要應用價值。

利用(yong)透明鐵(tie)電陶瓷PLZT（摻鑭的(de)鈦(tai)鋯(gao)酸鉛）的(de)強電光(guang)(guang)效應(ying)（通過外加電場(chang)對(dui)透明鐵(tie)電陶瓷電疇狀(zhuang)態的(de)控制而(er)改變其光(guang)(guang)學性質，從而(er)表現出電控雙折射和電控光(guang)(guang)散射的(de)效應(ying)），可以制成(cheng)激(ji)(ji)光(guang)(guang)調制器、光(guang)(guang)電顯示(shi)器、光(guang)(guang)信息存(cun)(cun)儲器、光(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)電傳感器、圖像存(cun)(cun)儲和顯示(shi)器，以及(ji)激(ji)(ji)光(guang)(guang)或核輻(fu)射防(fang)護(hu)鏡等新型(xing)器件(jian)。

4、半導體陶瓷

通過半(ban)導體化措施使陶瓷具有半(ban)導電(dian)性(xing)晶粒和絕緣性(xing)（或半(ban)導體性(xing)）晶界，從而呈(cheng)現(xian)很強(qiang)的(de)界面勢壘等半(ban)導體特性(xing)的(de)電(dian)子陶瓷。

半導(dao)體陶(tao)(tao)瓷種(zhong)類很多，其中包括利用(yong)半導(dao)體瓷中晶(jing)粒本身性質制成的(de)(de)各種(zhong)負溫度(du)系(xi)(xi)數熱敏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)；利用(yong)晶(jing)界性質制成的(de)(de)半導(dao)體電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容器、ZnO?壓敏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)器、BaTiO3系(xi)(xi)正溫度(du)系(xi)(xi)數熱敏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)器、CdS/Cu2S太陽能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池；以及利用(yong)表(biao)面(mian)性質制成的(de)(de)各種(zhong)陶(tao)(tao)瓷型濕敏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)器和(he)氣敏電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)器等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具(ju)有(you)快(kuai)速傳遞正離(li)子的(de)特性，典型代表是β-Al2O3瓷(ci)。這種陶瓷(ci)在(zai)300℃下離(li)子電導(dao)率可(ke)(ke)達0.1/（歐·厘米(mi)），可(ke)(ke)用來制作較經濟(ji)的(de)高比率能(neng)量的(de)固體(ti)電池，還可(ke)(ke)制作緩慢放電的(de)高儲(chu)能(neng)密(mi)度的(de)電容器，它(ta)是有(you)助于解決能(neng)源問題的(de)材料(liao)。