一、什么是電子陶瓷材料

電子陶瓷是指在電子工業(yè)中能夠利用電、磁性質(zhì)的陶瓷，一般在電子設(shè)備當(dāng)中，作為安裝、固定、支撐、保護(hù)、絕緣、隔離以及連接各種無(wú)線(xiàn)電元件及器件的材料。

電子陶瓷屬于無(wú)機(jī)多晶體，微觀(guān)結(jié)構(gòu)上是介乎單品與玻璃之間的一類(lèi)物質(zhì)，陶瓷內(nèi)部之間是由離子鍵和共價(jià)鍵所結(jié)合，通過(guò)精密控制陶瓷的表面、晶界和尺寸結(jié)構(gòu)可以使陶瓷獲得新功能，具有高擦點(diǎn)、硬度高和彈性模量大等特點(diǎn)，能夠耐高溫、磨損和氧化腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好，廣泛應(yīng)用于光通信、無(wú)線(xiàn)通信、工業(yè)激光、消費(fèi)電子、汽車(chē)電子等領(lǐng)域。

二、電子陶瓷材料有哪些種類(lèi)

電子陶瓷材料的種類(lèi)眾多，按功能和用途不同，可分為五大類(lèi)：

1、絕緣裝置瓷

簡(jiǎn)稱(chēng)裝置瓷，具有優(yōu)良的電絕緣性能，用作電子設(shè)備和器件中的結(jié)構(gòu)件、基片和外殼等的電子陶瓷。絕緣裝置瓷件包括各種絕緣子、線(xiàn)圈骨架、電子管座、波段開(kāi)關(guān)、電容器支柱支架、集成電路基片和封裝外殼等。對(duì)這類(lèi)瓷的基本要求是介電常數(shù)ε低，介質(zhì)損耗tanδ小，絕緣電阻率ρ高，擊穿強(qiáng)度E?大，介電溫度特性和頻率特性好。此外，還要求有較高的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。

在這類(lèi)陶瓷中以滑石瓷和氧化鋁瓷應(yīng)用最廣，滑石瓷的電絕緣性?xún)?yōu)良且成本較低，是用于射電頻段內(nèi)的典型高頻裝置瓷。氧化鋁瓷是一類(lèi)電絕緣性更佳的高頻、高溫、高強(qiáng)度裝置瓷。其電性能和物理性能隨三氧化二鋁含量的增多而提高。常用的有含75%、95%、99%三氧化二鋁的高鋁氧瓷。在一些要求極高的集成電路中，甚至還使用三氧化二鋁含量達(dá)99.9%的純剛玉瓷，其性質(zhì)與藍(lán)寶石單晶相近。高鋁氧瓷，尤其是純剛玉瓷的缺點(diǎn)是制造困難，燒成溫度高、價(jià)格貴。

裝置瓷中還有一類(lèi)以氧化鈹（BeO）為代表的高熱導(dǎo)瓷。含BeO95%的氧化鈹瓷的室溫導(dǎo)熱率與金屬相同。氧化鈹還具有良好的介電性、耐溫度劇變性和很高的機(jī)械強(qiáng)度。其缺點(diǎn)是BeO原料的毒性很大，瓷料燒成溫度高，因而限制了它的應(yīng)用。氮化硼?(BN）瓷和氮化鋁（AlN）瓷也屬于高熱導(dǎo)瓷，其導(dǎo)熱性雖不及氧化鈹瓷，但無(wú)毒，加工性能和介電性能均好，可供高頻大功率晶體管和大規(guī)模集成電路中作散熱及絕緣用。

2、電容器瓷

是用作電容器介質(zhì)的電子陶瓷，這類(lèi)陶瓷用量最大、規(guī)格品種也最多，主要的有高頻、低頻電容器瓷和半導(dǎo)體電容器瓷：

（1）高頻電容器瓷：屬于Ⅰ類(lèi)電容器瓷，主要用于制造高頻電路中的高穩(wěn)定性陶瓷電容器和溫度補(bǔ)償電容器。構(gòu)成這類(lèi)陶瓷的主要成分大多是堿土金屬或稀土金屬的鈦酸鹽和以鈦酸鹽為基的固溶體。

（2）低頻電容器瓷：屬于Ⅱ類(lèi)電容器瓷，主要用于制造低頻電路中的旁路、隔直流和濾波用的陶瓷電容器。主要特點(diǎn)是介電常數(shù)ε?高，損耗角正切較大且tanδ及ε隨溫度的變化率較大。這類(lèi)陶瓷中應(yīng)用最多的是以鐵電鈦酸鋇（BaTiO3）為主成分，通過(guò)摻雜改性而得到的高ε（室溫下可達(dá)20000）和ε的溫度變化率低的瓷料。

（3）半導(dǎo)體電容器瓷：利用半導(dǎo)體化的陶瓷外表面或晶粒間的內(nèi)表面（晶界）上形成的絕緣層為電容器介質(zhì)的電子陶瓷。其中利用陶瓷晶界層的介電性質(zhì)而制成的邊界層電容器是一類(lèi)新型的高性能、高可靠的電容器，它的介電損耗小、絕緣電阻及工作電壓高。這種陶瓷的視在介電常數(shù)極高（可達(dá)105以上）、介質(zhì)損耗?。ㄐ∮?%）、體電阻率高（高于1011歐·厘米）、介質(zhì)色散頻率高（高于1吉赫）、抗潮性好，是一種高性能、高穩(wěn)定的電容器介質(zhì)。

3、鐵電陶瓷

是以鐵電性晶體為主晶相的電子陶瓷，利用其壓電特性可以制成壓電器件，這是鐵電陶瓷的主要應(yīng)用，因而常把鐵電陶瓷稱(chēng)為壓電陶瓷。利用鐵電陶瓷的熱釋電特性（在溫度變化時(shí)，因極化強(qiáng)度的變化而在鐵電體表面釋放電荷的效應(yīng)）可以制成紅外探測(cè)器件，在測(cè)溫、控溫、遙測(cè)、遙感以至生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用價(jià)值。

利用透明鐵電陶瓷PLZT（摻鑭的鈦鋯酸鉛）的強(qiáng)電光效應(yīng)（通過(guò)外加電場(chǎng)對(duì)透明鐵電陶瓷電疇狀態(tài)的控制而改變其光學(xué)性質(zhì)，從而表現(xiàn)出電控雙折射和電控光散射的效應(yīng)），可以制成激光調(diào)制器、光電顯示器、光信息存儲(chǔ)器、光開(kāi)關(guān)、光電傳感器、圖像存儲(chǔ)和顯示器，以及激光或核輻射防護(hù)鏡等新型器件。

4、半導(dǎo)體陶瓷

通過(guò)半導(dǎo)體化措施使陶瓷具有半導(dǎo)電性晶粒和絕緣性（或半導(dǎo)體性）晶界，從而呈現(xiàn)很強(qiáng)的界面勢(shì)壘等半導(dǎo)體特性的電子陶瓷。

半導(dǎo)體陶瓷種類(lèi)很多，其中包括利用半導(dǎo)體瓷中晶粒本身性質(zhì)制成的各種負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻；利用晶界性質(zhì)制成的半導(dǎo)體電容器、ZnO?壓敏電阻器、BaTiO3系正溫度系數(shù)熱敏電阻器、CdS/Cu2S太陽(yáng)能電池；以及利用表面性質(zhì)制成的各種陶瓷型濕敏電阻器和氣敏電阻器等。

5、離子陶瓷

快離子導(dǎo)電的電子陶瓷，具有快速傳遞正離子的特性，典型代表是β-Al2O3瓷。這種陶瓷在300℃下離子電導(dǎo)率可達(dá)0.1/（歐·厘米），可用來(lái)制作較經(jīng)濟(jì)的高比率能量的固體電池，還可制作緩慢放電的高儲(chǔ)能密度的電容器，它是有助于解決能源問(wèn)題的材料。