一、什么是電子陶瓷材料

電(dian)(dian)子(zi)陶(tao)瓷是(shi)指在電(dian)(dian)子(zi)工業中(zhong)能夠利用電(dian)(dian)、磁(ci)性質的陶(tao)瓷，一般(ban)在電(dian)(dian)子(zi)設備當中(zhong)，作(zuo)為安裝、固定、支撐(cheng)、保護、絕(jue)緣、隔離(li)以及(ji)連接各種無(wu)線電(dian)(dian)元件及(ji)器件的材料(liao)。

電子陶瓷屬于無機(ji)多晶體，微觀結構(gou)上是介(jie)乎單品(pin)與玻(bo)璃之間的一類物質，陶(tao)(tao)瓷內(nei)部之間是由離子鍵和共價鍵所結合，通(tong)過精密控(kong)制陶(tao)(tao)瓷的表面、晶界和尺寸結構(gou)可以使陶(tao)(tao)瓷獲得新(xin)功(gong)能，具有(you)高擦(ca)點、硬度高和彈性模量(liang)大(da)等(deng)特點，能夠(gou)耐高溫、磨損和氧化腐(fu)蝕，化學穩定性好，廣泛應用于光(guang)通(tong)信(xin)、無線通(tong)信(xin)、工業(ye)激光(guang)、消費(fei)電子、汽車電子等(deng)領域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類

電子(zi)陶(tao)瓷材料的種類眾多，按功能和用途不同(tong)，可(ke)分(fen)為(wei)五(wu)大類：

1、絕緣裝置瓷

簡稱裝置(zhi)瓷，具有優良的(de)(de)電(dian)絕緣(yuan)性(xing)能，用(yong)作電(dian)子(zi)設備和(he)器件中的(de)(de)結構件、基(ji)片(pian)和(he)外殼等的(de)(de)電(dian)子(zi)陶瓷。絕緣(yuan)裝置(zhi)瓷件包括各種(zhong)絕緣(yuan)子(zi)、線圈骨(gu)架(jia)、電(dian)子(zi)管座、波段開關(guan)、電(dian)容器支(zhi)柱支(zhi)架(jia)、集(ji)成電(dian)路基(ji)片(pian)和(he)封裝外殼等。對這類(lei)瓷的(de)(de)基(ji)本要求(qiu)是介電(dian)常數ε低，介質損(sun)耗(hao)tanδ小，絕緣(yuan)電(dian)阻率ρ高(gao)，擊穿強度(du)E?大(da)，介電(dian)溫(wen)度(du)特性(xing)和(he)頻率特性(xing)好。此外，還(huan)要求(qiu)有較高(gao)的(de)(de)機械(xie)強度(du)和(he)化(hua)學穩定性(xing)。

在(zai)這(zhe)類(lei)陶瓷(ci)中以(yi)滑石瓷(ci)和氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)瓷(ci)應用最廣，滑石瓷(ci)的(de)電絕緣性(xing)(xing)優良且成(cheng)本較低，是用于(yu)射(she)電頻段內的(de)典型(xing)高(gao)(gao)頻裝(zhuang)置瓷(ci)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)瓷(ci)是一類(lei)電絕緣性(xing)(xing)更佳的(de)高(gao)(gao)頻、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)強度裝(zhuang)置瓷(ci)。其(qi)電性(xing)(xing)能和物理(li)性(xing)(xing)能隨三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)鋁(lv)含(han)量的(de)增多(duo)而提高(gao)(gao)。常用的(de)有含(han)75%、95%、99%三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)鋁(lv)的(de)高(gao)(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)。在(zai)一些要求極高(gao)(gao)的(de)集成(cheng)電路中，甚至還使用三(san)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)(er)鋁(lv)含(han)量達99.9%的(de)純剛玉(yu)(yu)瓷(ci)，其(qi)性(xing)(xing)質與藍寶石單晶相近。高(gao)(gao)鋁(lv)氧(yang)(yang)(yang)瓷(ci)，尤(you)其(qi)是純剛玉(yu)(yu)瓷(ci)的(de)缺(que)點是制造困難，燒成(cheng)溫度高(gao)(gao)、價格(ge)貴(gui)。

裝置瓷(ci)(ci)(ci)中還有一(yi)類以氧化鈹(pi)（BeO）為代表(biao)的(de)(de)高(gao)(gao)熱導瓷(ci)(ci)(ci)。含BeO95%的(de)(de)氧化鈹(pi)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)室(shi)溫導熱率(lv)與金屬(shu)相同。氧化鈹(pi)還具(ju)有良好(hao)的(de)(de)介電性(xing)、耐溫度(du)劇變性(xing)和(he)(he)很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)機械強(qiang)度(du)。其(qi)缺點是BeO原料的(de)(de)毒(du)性(xing)很(hen)大，瓷(ci)(ci)(ci)料燒成溫度(du)高(gao)(gao)，因(yin)而限(xian)制了(le)它(ta)的(de)(de)應用(yong)。氮化硼(peng)?(BN）瓷(ci)(ci)(ci)和(he)(he)氮化鋁（AlN）瓷(ci)(ci)(ci)也屬(shu)于高(gao)(gao)熱導瓷(ci)(ci)(ci)，其(qi)導熱性(xing)雖不及氧化鈹(pi)瓷(ci)(ci)(ci)，但無毒(du)，加工(gong)性(xing)能(neng)和(he)(he)介電性(xing)能(neng)均(jun)好(hao)，可供(gong)高(gao)(gao)頻大功率(lv)晶體管和(he)(he)大規模集(ji)成電路中作散(san)熱及絕緣(yuan)用(yong)。

2、電容器瓷

是用(yong)作(zuo)電(dian)(dian)容器(qi)(qi)介(jie)質的電(dian)(dian)子陶瓷，這類(lei)陶瓷用(yong)量最大、規格(ge)品種也最多，主(zhu)要的有高頻、低(di)頻電(dian)(dian)容器(qi)(qi)瓷和半導體電(dian)(dian)容器(qi)(qi)瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類(lei)電(dian)(dian)容(rong)器瓷，主(zhu)要用于制造高頻電(dian)(dian)路中(zhong)的(de)高穩定性陶瓷電(dian)(dian)容(rong)器和溫(wen)度(du)補償電(dian)(dian)容(rong)器。構成(cheng)這類(lei)陶瓷的(de)主(zhu)要成(cheng)分大多是堿土(tu)金屬或稀土(tu)金屬的(de)鈦酸(suan)鹽和以鈦酸(suan)鹽為基的(de)固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lei)電(dian)容器(qi)(qi)瓷(ci)，主(zhu)要用于制造低頻電(dian)路中的(de)(de)旁路、隔直流和(he)濾波用的(de)(de)陶瓷(ci)電(dian)容器(qi)(qi)。主(zhu)要特點是(shi)介電(dian)常(chang)數ε?高，損(sun)耗角正切(qie)較大且tanδ及ε隨(sui)溫度的(de)(de)變化率較大。這類(lei)陶瓷(ci)中應用最多的(de)(de)是(shi)以鐵電(dian)鈦酸鋇(bei)（BaTiO3）為主(zhu)成(cheng)分，通(tong)過(guo)摻雜改性而得到(dao)的(de)(de)高ε（室溫下可達(da)20000）和(he)ε的(de)(de)溫度變化率低的(de)(de)瓷(ci)料(liao)。

（3）半導體電容器瓷：利用半導體(ti)化的(de)(de)(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)(ci)外表面或(huo)晶(jing)粒間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)內表面（晶(jing)界）上形成的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣(yuan)層為電(dian)(dian)(dian)容器介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子陶(tao)瓷(ci)(ci)。其中利用陶(tao)瓷(ci)(ci)晶(jing)界層的(de)(de)(de)(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)性(xing)質(zhi)而制成的(de)(de)(de)(de)(de)邊界層電(dian)(dian)(dian)容器是一類新型的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)(gao)可靠的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容器，它的(de)(de)(de)(de)(de)介電(dian)(dian)(dian)損(sun)耗小、絕緣(yuan)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)及工作電(dian)(dian)(dian)壓高(gao)(gao)。這種(zhong)陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)視在介電(dian)(dian)(dian)常(chang)數極高(gao)(gao)（可達105以(yi)上）、介質(zhi)損(sun)耗小（小于(yu)1%）、體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)率(lv)高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)1011歐·厘米）、介質(zhi)色散頻率(lv)高(gao)(gao)（高(gao)(gao)于(yu)1吉赫）、抗潮性(xing)好，是一種(zhong)高(gao)(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)(gao)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)容器介質(zhi)。

3、鐵電陶瓷

是以(yi)鐵電(dian)(dian)性(xing)晶(jing)(jing)體(ti)為(wei)主晶(jing)(jing)相(xiang)的(de)電(dian)(dian)子(zi)陶瓷，利(li)用其壓電(dian)(dian)特(te)性(xing)可以(yi)制成壓電(dian)(dian)器件(jian)，這是鐵電(dian)(dian)陶瓷的(de)主要(yao)應(ying)用，因而常把鐵電(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(shi)電(dian)(dian)特(te)性(xing)（在(zai)溫(wen)(wen)度(du)變化時，因極化強度(du)的(de)變化而在(zai)鐵電(dian)(dian)體(ti)表面釋(shi)放電(dian)(dian)荷的(de)效應(ying)）可以(yi)制成紅外探測(ce)器件(jian)，在(zai)測(ce)溫(wen)(wen)、控溫(wen)(wen)、遙測(ce)、遙感以(yi)至生物(wu)、醫(yi)學等領域均有重要(yao)應(ying)用價值(zhi)。

利用透(tou)明鐵電(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)PLZT（摻鑭(lan)的(de)鈦鋯(gao)酸鉛）的(de)強電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)效應（通過外加電(dian)(dian)場對透(tou)明鐵電(dian)(dian)陶瓷(ci)(ci)電(dian)(dian)疇狀(zhuang)態的(de)控制(zhi)而改變其光(guang)(guang)(guang)(guang)學性質，從而表(biao)現出電(dian)(dian)控雙折(zhe)射(she)和(he)電(dian)(dian)控光(guang)(guang)(guang)(guang)散射(she)的(de)效應），可以(yi)制(zhi)成(cheng)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)調制(zhi)器、光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)顯(xian)示(shi)器、光(guang)(guang)(guang)(guang)信息存儲(chu)器、光(guang)(guang)(guang)(guang)開關、光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)傳感(gan)器、圖像存儲(chu)和(he)顯(xian)示(shi)器，以(yi)及(ji)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)或核輻射(she)防護鏡等(deng)新型器件(jian)。

4、半導體陶瓷

通過(guo)半(ban)導體(ti)(ti)化措施(shi)使陶(tao)瓷具有半(ban)導電性晶(jing)粒和絕緣性（或半(ban)導體(ti)(ti)性）晶(jing)界(jie)，從而呈(cheng)現很強(qiang)的界(jie)面(mian)勢壘等半(ban)導體(ti)(ti)特性的電子陶(tao)瓷。

半(ban)導(dao)(dao)體陶瓷(ci)種類很(hen)多，其中(zhong)包括利(li)用(yong)半(ban)導(dao)(dao)體瓷(ci)中(zhong)晶粒(li)本身性質(zhi)制成(cheng)的各種負(fu)溫度系(xi)數熱(re)敏(min)(min)電阻(zu)(zu)；利(li)用(yong)晶界(jie)性質(zhi)制成(cheng)的半(ban)導(dao)(dao)體電容器(qi)、ZnO?壓敏(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)、BaTiO3系(xi)正溫度系(xi)數熱(re)敏(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)、CdS/Cu2S太陽能電池；以及利(li)用(yong)表面性質(zhi)制成(cheng)的各種陶瓷(ci)型濕(shi)敏(min)(min)電阻(zu)(zu)器(qi)和氣(qi)敏(min)(min)電阻(zu)(zu)器(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(chuan)遞正(zheng)離子的(de)(de)特性(xing)，典型代表是β-Al2O3瓷(ci)(ci)。這種陶瓷(ci)(ci)在300℃下離子電導率(lv)可(ke)達0.1/（歐·厘米），可(ke)用(yong)來制(zhi)作較經濟的(de)(de)高比率(lv)能量(liang)的(de)(de)固體電池，還可(ke)制(zhi)作緩慢(man)放電的(de)(de)高儲能密度的(de)(de)電容器，它(ta)是有(you)助于(yu)解決(jue)能源問題的(de)(de)材料。