什么是电子陶瓷材料 电子陶瓷材料有哪些种类

一、什么是电子陶瓷材料

电子陶瓷是指在电子工业中能够利用电、磁性质的陶瓷，一般在电子设备当中，作为安装、固定、支撑、保护、绝缘、隔离以及连接各种无线电元件及器件的材料。

电子陶瓷属于无机多晶体，微观结构上是介乎单品与玻璃之间的一类物质，陶瓷内部之间是由离子键和共价鍵所结合，通过精密控制陶瓷的表面、晶界和尺寸结构可以使陶瓷获得新功能，具有高擦点、硬度高和弹性模量大等特点，能够耐高温、磨损和氧化腐蚀，化学稳定性好，广泛应用于光通信、无线通信、工业激光、消费电子、汽车电子等领域。

二、电子陶瓷材料有哪些种类

电子陶瓷材料的种类众多，按功能和用途不同，可分为五大类：

1、绝缘装置瓷

简称装置瓷，具有优良的电绝缘性能，用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。绝缘装置瓷件包括各种绝缘子、线圈骨架、电子管座、波段开关、电容器支柱支架、集成电路基片和封装外壳等。对这类瓷的基本要求是介电常数ε低，介质损耗tanδ小，绝缘电阻率ρ高，击穿强度E 大，介电温度特性和频率特性好。此外，还要求有较高的机械强度和化学稳定性。

在这类陶瓷中以滑石瓷和氧化铝瓷应用最广，滑石瓷的电绝缘性优良且成本较低，是用于射电频段内的典型高频装置瓷。氧化铝瓷是一类电绝缘性更佳的高频、高温、高强度装置瓷。其电性能和物理性能随三氧化二铝含量的增多而提高。常用的有含75%、95%、99%三氧化二铝的高铝氧瓷。在一些要求极高的集成电路中，甚至还使用三氧化二铝含量达99.9%的纯刚玉瓷，其性质与蓝宝石单晶相近。高铝氧瓷，尤其是纯刚玉瓷的缺点是制造困难，烧成温度高、价格贵。

装置瓷中还有一类以氧化铍（BeO）为代表的高热导瓷。含BeO95%的氧化铍瓷的室温导热率与金属相同。氧化铍还具有良好的介电性、耐温度剧变性和很高的机械强度。其缺点是BeO原料的毒性很大，瓷料烧成温度高，因而限制了它的应用。氮化硼 (BN）瓷和氮化铝（AlN）瓷也属于高热导瓷，其导热性虽不及氧化铍瓷，但无毒，加工性能和介电性能均好，可供高频大功率晶体管和大规模集成电路中作散热及绝缘用。

2、电容器瓷

是用作电容器介质的电子陶瓷，这类陶瓷用量最大、规格品种也最多，主要的有高频、低频电容器瓷和半导体电容器瓷：

（1）高频电容器瓷：属于Ⅰ类电容器瓷，主要用于制造高频电路中的高稳定性陶瓷电容器和温度补偿电容器。构成这类陶瓷的主要成分大多是碱土金属或稀土金属的钛酸盐和以钛酸盐为基的固溶体。

（2）低频电容器瓷：属于Ⅱ类电容器瓷，主要用于制造低频电路中的旁路、隔直流和滤波用的陶瓷电容器。主要特点是介电常数ε 高，损耗角正切较大且tanδ及ε随温度的变化率较大。这类陶瓷中应用最多的是以铁电钛酸钡（BaTiO3）为主成分，通过掺杂改性而得到的高ε（室温下可达20000）和ε的温度变化率低的瓷料。

（3）半导体电容器瓷：利用半导体化的陶瓷外表面或晶粒间的内表面（晶界）上形成的绝缘层为电容器介质的电子陶瓷。其中利用陶瓷晶界层的介电性质而制成的边界层电容器是一类新型的高性能、高可靠的电容器，它的介电损耗小、绝缘电阻及工作电压高。这种陶瓷的视在介电常数极高（可达105以上）、介质损耗小（小于1%）、体电阻率高（高于1011欧·厘米）、介质色散频率高（高于1吉赫）、抗潮性好，是一种高性能、高稳定的电容器介质。

3、铁电陶瓷

是以铁电性晶体为主晶相的电子陶瓷，利用其压电特性可以制成压电器件，这是铁电陶瓷的主要应用，因而常把铁电陶瓷称为压电陶瓷。利用铁电陶瓷的热释电特性（在温度变化时，因极化强度的变化而在铁电体表面释放电荷的效应）可以制成红外探测器件，在测温、控温、遥测、遥感以至生物、医学等领域均有重要应用价值。

利用透明铁电陶瓷PLZT（掺镧的钛锆酸铅）的强电光效应（通过外加电场对透明铁电陶瓷电畴状态的控制而改变其光学性质，从而表现出电控双折射和电控光散射的效应），可以制成激光调制器、光电显示器、光信息存储器、光开关、光电传感器、图像存储和显示器，以及激光或核辐射防护镜等新型器件。

4、半导体陶瓷

通过半导体化措施使陶瓷具有半导电性晶粒和绝缘性（或半导体性）晶界，从而呈现很强的界面势垒等半导体特性的电子陶瓷。

半导体陶瓷种类很多，其中包括利用半导体瓷中晶粒本身性质制成的各种负温度系数热敏电阻；利用晶界性质制成的半导体电容器、ZnO 压敏电阻器、BaTiO3系正温度系数热敏电阻器、CdS/Cu2S太阳能电池；以及利用表面性质制成的各种陶瓷型湿敏电阻器和气敏电阻器等。

5、离子陶瓷

快离子导电的电子陶瓷，具有快速传递正离子的特性，典型代表是β-Al2O3瓷。这种陶瓷在300℃下离子电导率可达0.1/（欧·厘米），可用来制作较经济的高比率能量的固体电池，还可制作缓慢放电的高储能密度的电容器，它是有助于解决能源问题的材料。