一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)子(zi)(zi)陶瓷是(shi)指(zhi)在(zai)電(dian)子(zi)(zi)工業中(zhong)能夠利用電(dian)、磁性質的(de)陶瓷，一般在(zai)電(dian)子(zi)(zi)設備(bei)當中(zhong)，作為(wei)安裝、固(gu)定、支(zhi)撐(cheng)、保護、絕緣、隔離以及(ji)連接(jie)各種無線(xian)電(dian)元件及(ji)器(qi)件的(de)材料。

電子陶瓷屬(shu)于無機多晶體，微觀結構上是介乎單品與(yu)玻璃之間的一類物(wu)質，陶瓷(ci)(ci)內部之間是由(you)離子(zi)鍵(jian)和共價鍵(jian)所結合(he)，通(tong)過精密控(kong)制陶瓷(ci)(ci)的表面、晶界和尺寸結構可(ke)以(yi)使陶瓷(ci)(ci)獲得新功能(neng)，具有(you)高(gao)擦點、硬度高(gao)和彈性模量(liang)大等特點，能(neng)夠耐(nai)高(gao)溫、磨損和氧化腐蝕(shi)，化學穩定性好，廣泛(fan)應(ying)用于光(guang)通(tong)信(xin)(xin)、無線通(tong)信(xin)(xin)、工業(ye)激光(guang)、消費電子(zi)、汽車電子(zi)等領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子(zi)陶瓷材料(liao)的種類眾多(duo)，按功能和(he)用(yong)途不同，可分為五大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝(zhuang)置瓷(ci)，具有(you)優良(liang)的(de)電(dian)(dian)絕(jue)緣(yuan)(yuan)性能，用作(zuo)電(dian)(dian)子(zi)設備和(he)器(qi)件(jian)中的(de)結構件(jian)、基片和(he)外殼等(deng)(deng)的(de)電(dian)(dian)子(zi)陶(tao)瓷(ci)。絕(jue)緣(yuan)(yuan)裝(zhuang)置瓷(ci)件(jian)包括各種絕(jue)緣(yuan)(yuan)子(zi)、線圈骨架、電(dian)(dian)子(zi)管座、波段開關(guan)、電(dian)(dian)容器(qi)支柱(zhu)支架、集(ji)成電(dian)(dian)路基片和(he)封裝(zhuang)外殼等(deng)(deng)。對這類(lei)瓷(ci)的(de)基本要(yao)求是介(jie)(jie)電(dian)(dian)常(chang)數ε低，介(jie)(jie)質損耗tanδ小，絕(jue)緣(yuan)(yuan)電(dian)(dian)阻(zu)率ρ高，擊(ji)穿(chuan)強(qiang)度E?大，介(jie)(jie)電(dian)(dian)溫度特性和(he)頻率特性好。此(ci)外，還(huan)要(yao)求有(you)較高的(de)機械強(qiang)度和(he)化學穩定性。

在這類(lei)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)中以滑石(shi)瓷(ci)(ci)(ci)和氧(yang)化(hua)鋁(lv)瓷(ci)(ci)(ci)應用最廣，滑石(shi)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)優(you)良且成本較低(di)，是用于(yu)射(she)電(dian)(dian)頻段內的(de)(de)(de)典型高(gao)(gao)頻裝置瓷(ci)(ci)(ci)。氧(yang)化(hua)鋁(lv)瓷(ci)(ci)(ci)是一(yi)類(lei)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)更佳的(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻、高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)強(qiang)度裝置瓷(ci)(ci)(ci)。其(qi)電(dian)(dian)性(xing)能(neng)和物理性(xing)能(neng)隨三氧(yang)化(hua)二(er)(er)鋁(lv)含量的(de)(de)(de)增多而(er)提高(gao)(gao)。常用的(de)(de)(de)有含75%、95%、99%三氧(yang)化(hua)二(er)(er)鋁(lv)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)鋁(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)(ci)。在一(yi)些要求極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)集(ji)成電(dian)(dian)路中，甚至還使用三氧(yang)化(hua)二(er)(er)鋁(lv)含量達(da)99.9%的(de)(de)(de)純(chun)剛(gang)玉瓷(ci)(ci)(ci)，其(qi)性(xing)質與藍寶石(shi)單晶(jing)相近。高(gao)(gao)鋁(lv)氧(yang)瓷(ci)(ci)(ci)，尤其(qi)是純(chun)剛(gang)玉瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)缺點是制造困難，燒成溫(wen)度高(gao)(gao)、價格貴。

裝(zhuang)置瓷(ci)(ci)中還(huan)有一(yi)類(lei)以氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)（BeO）為(wei)代表的(de)高(gao)(gao)熱(re)導瓷(ci)(ci)。含BeO95%的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)瓷(ci)(ci)的(de)室溫(wen)導熱(re)率與金屬相同(tong)。氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)還(huan)具有良好的(de)介電(dian)性、耐溫(wen)度劇變性和很高(gao)(gao)的(de)機械強(qiang)度。其(qi)缺點(dian)是BeO原料的(de)毒性很大(da)，瓷(ci)(ci)料燒(shao)成溫(wen)度高(gao)(gao)，因而(er)限(xian)制了它(ta)的(de)應用。氮化(hua)(hua)硼(peng)?(BN）瓷(ci)(ci)和氮化(hua)(hua)鋁（AlN）瓷(ci)(ci)也屬于高(gao)(gao)熱(re)導瓷(ci)(ci)，其(qi)導熱(re)性雖不及氧(yang)化(hua)(hua)鈹(pi)瓷(ci)(ci)，但無(wu)毒，加(jia)工性能和介電(dian)性能均好，可供高(gao)(gao)頻(pin)大(da)功率晶體(ti)管和大(da)規模集(ji)成電(dian)路中作散(san)熱(re)及絕緣(yuan)用。

2、電容器瓷

是用(yong)作電(dian)容器介質的(de)電(dian)子陶(tao)瓷(ci)，這(zhe)類陶(tao)瓷(ci)用(yong)量最大、規格品(pin)種(zhong)也最多，主要(yao)的(de)有(you)高頻、低(di)頻電(dian)容器瓷(ci)和半導體電(dian)容器瓷(ci)：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類電容器瓷，主(zhu)(zhu)要(yao)用于制造高頻(pin)電路中的(de)(de)高穩(wen)定性陶(tao)(tao)瓷電容器和(he)溫度(du)補償電容器。構成這(zhe)類陶(tao)(tao)瓷的(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)成分大多是(shi)堿(jian)土金屬或稀土金屬的(de)(de)鈦(tai)酸鹽和(he)以鈦(tai)酸鹽為(wei)基(ji)的(de)(de)固溶(rong)體。

（2）低頻電容器瓷：屬于(yu)Ⅱ類(lei)電(dian)容器(qi)瓷(ci)，主要用(yong)(yong)于(yu)制造低頻電(dian)路中(zhong)的(de)(de)旁路、隔直流和濾波用(yong)(yong)的(de)(de)陶瓷(ci)電(dian)容器(qi)。主要特點是介電(dian)常數ε?高，損(sun)耗(hao)角(jiao)正切較大(da)且tanδ及ε隨溫度的(de)(de)變(bian)化(hua)率較大(da)。這類(lei)陶瓷(ci)中(zhong)應用(yong)(yong)最多的(de)(de)是以鐵(tie)電(dian)鈦酸(suan)鋇（BaTiO3）為主成(cheng)分，通(tong)過摻雜改性而(er)得到的(de)(de)高ε（室溫下(xia)可達(da)20000）和ε的(de)(de)溫度變(bian)化(hua)率低的(de)(de)瓷(ci)料(liao)。

（3）半導體電容器瓷：利(li)用半導體(ti)化的(de)陶瓷(ci)外(wai)表面(mian)或晶(jing)粒間的(de)內表面(mian)（晶(jing)界(jie)）上(shang)形(xing)成(cheng)的(de)絕(jue)緣層為電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)的(de)電(dian)(dian)子陶瓷(ci)。其中利(li)用陶瓷(ci)晶(jing)界(jie)層的(de)介(jie)(jie)電(dian)(dian)性質(zhi)(zhi)而制(zhi)成(cheng)的(de)邊界(jie)層電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)是一類新(xin)型的(de)高(gao)(gao)(gao)性能(neng)(neng)、高(gao)(gao)(gao)可靠(kao)的(de)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)，它的(de)介(jie)(jie)電(dian)(dian)損(sun)(sun)耗(hao)小(xiao)(xiao)、絕(jue)緣電(dian)(dian)阻及工作電(dian)(dian)壓(ya)高(gao)(gao)(gao)。這種陶瓷(ci)的(de)視在介(jie)(jie)電(dian)(dian)常(chang)數極高(gao)(gao)(gao)（可達105以(yi)上(shang)）、介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)損(sun)(sun)耗(hao)小(xiao)(xiao)（小(xiao)(xiao)于1%）、體(ti)電(dian)(dian)阻率高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于1011歐·厘米）、介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)色散頻率高(gao)(gao)(gao)（高(gao)(gao)(gao)于1吉赫）、抗潮性好，是一種高(gao)(gao)(gao)性能(neng)(neng)、高(gao)(gao)(gao)穩定的(de)電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)性(xing)晶體為主(zhu)晶相的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶瓷，利用其(qi)壓電(dian)(dian)(dian)特性(xing)可以制成壓電(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)件，這(zhe)是鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶瓷的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)應用，因而(er)常把(ba)鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶瓷稱為壓電(dian)(dian)(dian)陶瓷。利用鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶瓷的(de)(de)熱(re)釋電(dian)(dian)(dian)特性(xing)（在溫(wen)度(du)變化時(shi)，因極化強(qiang)度(du)的(de)(de)變化而(er)在鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)體表面釋放電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)效應）可以制成紅外探測器(qi)(qi)件，在測溫(wen)、控溫(wen)、遙測、遙感以至生物(wu)、醫學等領域均(jun)有重要(yao)(yao)應用價值。

利用透明(ming)鐵電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)PLZT（摻(chan)鑭的(de)鈦鋯酸(suan)鉛）的(de)強電(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)效(xiao)應（通過外加電(dian)(dian)(dian)場對透明(ming)鐵電(dian)(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)電(dian)(dian)(dian)疇(chou)狀態的(de)控(kong)制而(er)改變(bian)其(qi)光(guang)(guang)學性(xing)質，從(cong)而(er)表現出電(dian)(dian)(dian)控(kong)雙折射和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)控(kong)光(guang)(guang)散射的(de)效(xiao)應），可(ke)以制成激光(guang)(guang)調制器、光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)顯(xian)示(shi)(shi)器、光(guang)(guang)信息存儲器、光(guang)(guang)開關(guan)、光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感器、圖像存儲和(he)(he)顯(xian)示(shi)(shi)器，以及激光(guang)(guang)或核(he)輻(fu)射防護鏡(jing)等新型器件。

4、半導體陶瓷

通(tong)過(guo)半(ban)(ban)導體化措施使陶瓷具(ju)有半(ban)(ban)導電性晶粒和絕緣性（或半(ban)(ban)導體性）晶界(jie)，從而呈(cheng)現很強(qiang)的(de)界(jie)面勢壘等(deng)半(ban)(ban)導體特(te)性的(de)電子陶瓷。

半(ban)導體陶瓷種類很多，其中包括利用(yong)(yong)半(ban)導體瓷中晶粒本身性(xing)質(zhi)制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)各種負溫度(du)系(xi)數熱敏(min)電(dian)(dian)阻；利用(yong)(yong)晶界性(xing)質(zhi)制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)半(ban)導體電(dian)(dian)容器(qi)(qi)、ZnO?壓敏(min)電(dian)(dian)阻器(qi)(qi)、BaTiO3系(xi)正溫度(du)系(xi)數熱敏(min)電(dian)(dian)阻器(qi)(qi)、CdS/Cu2S太陽能電(dian)(dian)池；以及利用(yong)(yong)表面性(xing)質(zhi)制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)各種陶瓷型濕敏(min)電(dian)(dian)阻器(qi)(qi)和氣(qi)敏(min)電(dian)(dian)阻器(qi)(qi)等。

5、離子陶瓷

快離子導電的電子陶瓷，具有(you)快(kuai)速(su)傳遞正離子(zi)的特性，典(dian)型代(dai)表(biao)是β-Al2O3瓷。這種陶瓷在300℃下離子(zi)電(dian)(dian)導率可(ke)達0.1/（歐(ou)·厘米），可(ke)用來制作較經濟的高(gao)比率能(neng)量的固(gu)體電(dian)(dian)池，還可(ke)制作緩慢放電(dian)(dian)的高(gao)儲能(neng)密度的電(dian)(dian)容器，它是有(you)助于解決(jue)能(neng)源問題的材料(liao)。