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說(shuo)到陶瓷，你(ni)腦中會(hui)不會(hui)第一(yi)時間想到高(gao)韌(ren)、高(gao)硬、高(gao)強？不過陶瓷的潛力并不止于(yu)此(ci)，許多陶瓷材料同時還具有極為(wei)寬廣的電氣(qi)特(te)性，從(cong)絕緣體到半導體、導體、甚至超導體都不無可能(neng)。正(zheng)因如此(ci)，陶瓷材料在電子工(gong)業被大量使(shi)用，比如：用(yong)在開關電源(yuan)、漏電保安器中(zhong)的氧化(hua)鋅(xin)壓敏(min)電阻器；前(qian)些年理療(liao)方面應用(yong)非常廣的周(zhou)林頻(pin)譜儀(yi)的發熱元件；用(yong)在蜂鳴(ming)器(qi)(qi)、家用加(jia)濕器(qi)(qi)中的氧化鋅壓電元件；電取暖器(qi)(qi)中的PTC陶瓷發熱元件；開關變壓器中的高頻變壓器的磁芯；現在流行的即熱熱水器中的發熱元件等，可以說不勝枚舉。

這(zhe)部分可應(ying)用于電子技術中制備各種電子元(yuan)器件的陶(tao)瓷(ci)材料(liao)被人們統稱為(wei)“電子陶瓷”，除上述中提到的優點外，它們同時還具有高介電常數、低介電損耗、溫度系數小等特點，能夠很好地滿足電子工業小型化、集成化的條件，因此電子陶瓷在5G時代很被看好，其研究和開發也越發受到重視。

 

用途上，電(dian)子陶(tao)瓷(ci)又可分為5 類：絕緣裝置瓷、電容器瓷、鐵電陶瓷、半導體陶瓷和離子陶瓷。這5 種電子陶瓷有各自的特性，也將用于不同的領域、起到不同的作用。

一(yi)、鐵(tie)電陶瓷

 

鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷是具(ju)(ju)有鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)性的(de)陶(tao)(tao)瓷材料(liao)，在低于居里溫度時具(ju)(ju)有自發極化性能(neng)。陶(tao)(tao)瓷中具(ju)(ju)有許多(duo)電(dian)(dian)(dian)疇(chou)，鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷的(de)重要(yao)特征是其極化強度與(yu)施加(jia)電(dian)(dian)(dian)壓不成線性關系(xi)，具(ju)(ju)有明顯的(de)滯后效應。由于這類陶(tao)(tao)瓷的(de)電(dian)(dian)(dian)性能(neng)在物理上與(yu)鐵(tie)磁材料(liao)的(de)磁性能(neng)相(xiang)似(si)，因而稱為鐵(tie)電(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)瓷。不一定以鐵(tie)作(zuo)為其主要(yao)成分。

  

常(chang)見的鐵電(dian)(dian)陶(tao)瓷(ci)多屬鈣鈦(tai)礦型結構，如鈦(tai)酸鋇陶(tao)瓷(ci)及其固(gu)溶體，也有鎢青(qing)銅型、含(han)鉍層狀化(hua)合(he)物和(he)燒綠石型等(deng)結構。目前通過(guo)固(gu)溶、離子代換和(he)摻雜改(gai)性(xing)等(deng)獲得實(shi)用(yong)的鐵電(dian)(dian)氧(yang)化(hua)物陶(tao)瓷(ci)已達千(qian)種以上，可用(yong)于(yu)產(chan)生電(dian)(dian)容、壓(ya)電(dian)(dian)、熱敏、電(dian)(dian)致伸(shen)縮、電(dian)(dian)聲、電(dian)(dian)光等(deng)效應，作為傳感、驅動、存(cun)儲、調制等(deng)器件的材料(liao)。

 

二、半導體陶瓷(ci)

半(ban)(ban)導體陶(tao)瓷是指具有半(ban)(ban)導體特(te)性(xing)、電導率約在(zai)10^-6～10⁵S/m的(de)(de)陶瓷。半導體陶瓷的(de)(de)電(dian)導率(lv)因(yin)外界條件（溫(wen)度、光照、電(dian)場、氣氛和溫(wen)度等(deng)）的(de)(de)變化而發生顯著的(de)(de)變化，因(yin)此(ci)可以(yi)將外界環(huan)境的(de)(de)物理量變化轉變為電(dian)信號，制成各種(zhong)用途的(de)(de)敏感(gan)元件，部(bu)分如下(xia)：

 

①熱(re)敏(min)半導(dao)體(ti)陶(tao)(tao)瓷材(cai)料又稱熱(re)敏(min)電(dian)阻陶(tao)(tao)瓷，指(zhi)電(dian)導(dao)率隨(sui)溫(wen)度呈明顯變(bian)化的陶(tao)(tao)瓷。熱(re)敏(min)陶(tao)(tao)瓷主要用(yong)于溫(wen)度補償、溫(wen)度測量、溫(wen)度控制、火(huo)災探測、過熱(re)保護(hu)和(he)彩色電(dian)視機消磁等方面。

②光(guang)(guang)敏(min)半導體陶瓷(ci)材料(liao)指具有光(guang)(guang)電導或(huo)光(guang)(guang)生伏(fu)特(te)效應的(de)陶瓷(ci)。如硫化鎘、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦、鍺酸鉍等陶瓷(ci)或(huo)單晶。當(dang)光(guang)(guang)照(zhao)射到它的(de)表面(mian)時電導增加(jia)。主要用作自(zi)動控(kong)制(zhi)的(de)光(guang)(guang)開(kai)關和(he)太陽能(neng)電池等。

 

③氣(qi)(qi)敏半導體(ti)(ti)陶(tao)瓷材料指電導率隨著所(suo)接觸氣(qi)(qi)體(ti)(ti)分子的種類不同而(er)變化(hua)的陶(tao)瓷。如氧化(hua)鋅(xin)、氧化(hua)錫、氧化(hua)鐵、五氧化(hua)二(er)釩、氧化(hua)鋯、氧化(hua)鎳和(he)氧化(hua)鈷等系統的陶(tao)瓷。主要用于對不同氣(qi)(qi)體(ti)(ti)進行檢漏、防災(zai)報警及測量(liang)等方(fang)面。

 

④濕敏半導體陶(tao)瓷(ci)材料指(zhi)電導率(lv)隨濕度呈明顯變化(hua)(hua)的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)。如四(si)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)三鐵、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鉀-氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵、鉻酸(suan)鎂(mei)-氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦(tai)及氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋅-氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋰(li)-氧(yang)(yang)化(hua)(hua)釩等系統的(de)(de)陶(tao)瓷(ci)。它(ta)們的(de)(de)電導率(lv)對(dui)水特別敏感，適(shi)宜(yi)用作濕度的(de)(de)測(ce)量和控制。

三、絕緣裝置瓷

 

絕緣(yuan)裝置瓷(ci)又稱(cheng)電(dian)(dian)器(qi)絕緣(yuan)陶瓷(ci)，一般(ban)具(ju)有高(gao)的(de)體積電(dian)(dian)阻率和高(gao)的(de)介電(dian)(dian)強(qiang)度，以減少漏導損耗和承受高(gao)的(de)電(dian)(dian)壓，同時還具(ju)備機械強(qiang)度高(gao)、化學穩定性(xing)良好等特性(xing)。典(dian)型的(de)裝置瓷(ci)有：

①鎂質瓷：用于一般高頻無線電(dian)設(she)備中，如雷達(da)、電(dian)視機常用它來制造(zao)絕緣零(ling)件(jian)。

 

②氧化鋁瓷(ci)：最初用于(yu)汽車火花(hua)塞。火花(hua)塞工作(zuo)環境極為惡劣，點火瞬間T上(shang)升至3000℃，壓(ya)(ya)力高達(da)4MPa，急(ji)冷(leng)急(ji)熱(re)，必(bi)須耐熱(re)沖擊。還要保證絕(jue)緣性，耐高電壓(ya)(ya)。機械性能好。

 

③莫來石瓷：是(shi)以莫來石和石英為(wei)主晶相的(de)陶瓷，是(shi)應(ying)用(yong)最早的(de)高頻裝置(zhi)瓷。莫來石瓷的(de)機(ji)械強(qiang)度(du)和電氣性能較差，因此只用(yong)來作一般的(de)高頻裝置(zhi)零件；由于它(ta)具(ju)有(you)表面的(de)微細結構，可以作為(wei)沉積碳膜(mo)的(de)基體，故仍被大量(liang)用(yong)來制作碳膜(mo)電阻的(de)基體。

 

四、電容器瓷

顧(gu)名思義(yi)，電(dian)容(rong)(rong)(rong)器瓷就是用于(yu)(yu)制作(zuo)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器的陶瓷材料。主要(yao)可分為高頻(pin)(pin)、低(di)頻(pin)(pin)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器瓷和(he)半導體電(dian)容(rong)(rong)(rong)器瓷。其(qi)中高頻(pin)(pin)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器瓷屬于(yu)(yu)Ⅰ類電容器瓷；低頻電容器瓷屬于Ⅱ類電容器瓷。

低頻(pin)電(dian)容器瓷特點是介電(dian)常(chang)數ε高，損耗角正切較大且tanδ及ε隨溫度的變化率較大，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；半導體電容器瓷特點介電損耗小、絕緣電阻及工作電壓高；高頻電容器瓷主要用于制造高穩定性陶瓷電容器和溫度補償電容器。

五、離(li)子陶瓷

 

離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)是指(zhi)在一(yi)定(ding)條件（溫度、壓力）下具有(you)電子(zi)(zi)（或(huo)空穴(xue)）電導(dao)(dao)(dao)(dao)或(huo)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)電導(dao)(dao)(dao)(dao)特性的(de)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)，主要(yao)包括(kuo)陽離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)，主要(yao)包括(kuo)銀(yin)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)、鈉離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)、銅(tong)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)，鋰(li)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)等，以及(ji)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)，主要(yao)包括(kuo)氧離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)，氟離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)導(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)(ti)(ti)，它們的(de)主要(yao)用(yong)途有(you)：

 

①制作固(gu)體電(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)，如(ru)鋰碘(dian)、鈉(na)硫電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)。鋰碘(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)用(yong)作心臟起搏器(qi)的電(dian)(dian)(dian)(dian)源，鈉(na)硫電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)用(yong)作車(che)輛的驅動能源或大電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)的貯能裝置。

②制作(zuo)離子(zi)選擇電極，如用氧化鋯制作(zuo)氧分析(xi)儀的探頭,可(ke)直接(jie)測定(ding)(ding)熔融鋼液中氧的濃度。β-氧化鋁制作(zuo)鈉離子(zi)選擇電極，可(ke)測定(ding)(ding)合金(jin)中的鈉含量。此外，還(huan)可(ke)用來提純金(jin)屬鈉或制備氫和(he)氧等(deng)。

 

③制作壓敏(min)、氣敏(min)、濕敏(min)等敏(min)感元件及其他電化學器件。

 

④制作(zuo)高(gao)(gao)溫發(fa)熱體或(huo)磁流(liu)體發(fa)電中的高(gao)(gao)溫電極或(huo)導(dao)電材(cai)料(liao)等。

總結

 

總而言之，在(zai)21世紀，陶瓷和陶瓷粉體，已經成為戰略型的工業產品，更是日常生活中不可或缺，且(qie)在通(tong)信、計算機(ji)、電(dian)子(zi)(zi)儀表、家用電(dian)器和數(shu)字電(dian)路技術等市場(chang)的(de)帶動(dong)下，電(dian)子(zi)(zi)陶(tao)瓷元器件的(de)需求正穩(wen)步上升。不過電(dian)子(zi)(zi)陶(tao)瓷是(shi)一個巨大(da)的(de)細分領域，僅憑只(zhi)言(yan)片(pian)語很難概括(kuo)完全，最好的(de)了解方(fang)式還(huan)是(shi)自(zi)己親眼看(kan)看(kan)。

 

在9月16-18日于廣州保利世貿博覽館舉辦的“CAC2021廣州先進陶瓷產業鏈展覽會”上，將有多家涉及粉體原材料、陶瓷加工、檢測分析設備及成品部件的先進陶瓷企業參與。值得一提的是，全球最大的消費電子展IFA的全球活動之一“廣州國際電子消費品及家電品牌展（CEChina）”也將在同展館同期舉辦，雖是無意中達成的“聯動”，但對于觀眾來說確實是一個了解電子陶瓷及其產業化應用，把握市場機遇不可多得的機會。感興趣的話，千萬不要錯過哦！

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