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[拼音]：dianzi taoci

[英文]：electronic ceramic

廣泛用於製作電子功能元件的、多數以氧化物為主成分的燒結體材料。電子陶瓷的製造工藝與傳統的陶瓷工藝大致相同。

電子陶瓷按功能和用途可以分為五類：絕緣裝置瓷、電容器瓷、鐵電陶瓷、半導體陶瓷和離子陶瓷。

絕緣裝置瓷

簡稱裝置瓷，具有優良的電絕緣效能，用作電子裝置和器件中的結構件、基片和外殼等的電子陶瓷。絕緣裝置瓷件包括各種絕緣子、線圈骨架、電子管座、波段開關、電容器支柱支架、積體電路基片和封裝外殼等。對這類瓷的基本要求是介電常數ε低，介質損耗tanδ小，絕緣電阻率ρ高，擊穿強度E 大，介電溫度特性和頻率特性好。此外，還要求有較高的機械強度和化學穩定性。

在這類陶瓷中以滑石瓷和氧化鋁瓷應用最廣。它們的主晶相成分分別為MgSiO3及Al2O3。滑石瓷的電絕緣性優良且成本較低，是用於射電頻段內的典型高頻裝置瓷。氧化鋁瓷是一類電絕緣性更佳的高頻、高溫、高強度裝置瓷。其電效能和物理效能隨 Al2O3含量的增多而提高。常用的有含75％、95％、99％Al2O3的高鋁氧瓷。在一些要求極高的積體電路中，甚至還使用Al2O3含量達99.9％的純剛玉瓷，其性質與藍寶石單晶相近。高鋁氧瓷，尤其是純剛玉瓷的缺點是製造困難，燒成溫度高、價格貴。

裝置瓷中還有一類以氧化鈹 (BeO)為代表的高熱導瓷。含 BeO95％的氧化鈹瓷的室溫導熱率與金屬相同。氧化鈹還具有良好的介電性、耐溫度劇變性和很高的機械強度。其缺點是BeO原料的毒性很大，瓷料燒成溫度高，因而限制了它的應用。氮化硼 (BN)瓷和氮化鋁(AlN)瓷也屬於高熱導瓷，其導熱性雖不及氧化鈹瓷，但無毒，加工效能和介電效能均好，可供高頻大功率電晶體和大規模積體電路中作散熱及絕緣用。

近年來，研製出一類以SiC為基料，摻入少量BeO等雜質的熱壓陶瓷。這種陶瓷絕緣效能優良，熱導率高於純度為99％的氧化鈹瓷。它的熱膨脹係數與矽單晶可在寬溫度範圍內接近一致，可望在功率耗散較大的大規模積體電路中得到應用。

用作碳膜和金屬膜電阻器基體的低鹼長石瓷也是一類重要而價廉的裝置瓷，但其介質損耗較大，不宜在高頻下使用。

電容器瓷

用作電容器介質的電子陶瓷。這類陶瓷用量最大、規格品種也最多。主要的有高頻、低頻電容器瓷和半導體電容器瓷。

高頻電容器瓷

屬於Ⅰ類電容器瓷，主要用於製造高頻電路中的高穩定性陶瓷電容器和溫度補償電容器。構成這類陶瓷的主要成分大多是鹼土金屬或稀土金屬的鈦酸鹽和以鈦酸鹽為基的固溶體（表1）。

選用不同的陶瓷成分可以獲得不同介電常數、介質損耗角正切 tanδ和介電溫度係數αε的高頻電容器瓷料，用以滿足各種溫度補償的需要。表中的四鈦酸鋇瓷不僅是一種熱穩定性高的電容器介質，而且還是一種優良的微波介質材料。

低頻電容器瓷

屬於Ⅱ類電容器瓷，主要用於製造低頻電路中的旁路、隔直流和濾波用的陶瓷電容器。主要特點是介電常數ε 高，損耗角正切較大且tanδ及ε隨溫度的變化率較大。這類陶瓷中應用最多的是以鐵電鈦酸鋇(BaTiO3)為主成分，通過摻雜改性而得到的高ε(室溫下可達20000)和ε的溫度變化率低的瓷料。以平緩相變型鐵電體鈮鎂酸鉛 (PbMg1/3Nb2/3O3)等為主成分的低溫燒結型低頻獨石電容器瓷料，也是重要的低頻電容器瓷。

半導體電容器瓷

利用半導體化的陶瓷外表面或晶粒間的內表面(晶界)上形成的絕緣層為電容器介質的電子陶瓷。其中利用陶瓷晶界層的介電性質而製成的邊界層電容器是一類新型的高效能、高可靠的電容器，它的介電損耗小、絕緣電阻及工作電壓高。半導體電容器瓷主要有BaTiO3及SrTiO3兩大類。在以BaTiO3、SrTiO3或二者的固溶體為主晶相的陶瓷中，加入少量主摻雜物(如Dy2O3等)和其他新增物，在特殊的氣氛下燒成後，即可得到N型半導體陶瓷。然後，再在表面上塗覆一層氧化物漿料（如CuO等），通過熱處理使氧化物向陶瓷的晶界擴散，最終在半導體的所有晶粒之間形成一絕緣層。這種陶瓷的視在介電常數極高（可達 105以上）、介質損耗小(小於1％)、體電阻率高（高於 1011歐·釐米）、介質色散頻率高(高於1吉赫)、抗潮性好，是一種高效能、高穩定的電容器介質。

鐵電陶瓷

以鐵電性晶體為主晶相的電子陶瓷。已發現的鐵電晶體不下千種，但作為鐵電陶瓷主晶相的主要有鈣鈦礦或準鈣鈦礦型的鐵電晶體或固溶體。

在一定的溫度範圍內晶體中存在著可隨外加電場而轉變方向的自發極化，這就是晶體的鐵電性。當溫度超過某一臨界值──居里溫度TC時，其極化強度下降為零，晶體即失去鐵電性，而成為一般的順電晶體；與此同時，晶體發生鐵電相到順電相的相變。鐵電體的極化強度還隨電場而劇烈變化（圖1）。

鐵電體的重要微觀特徵是具有電疇結構，即鐵電體具有許多沿特定方向自發極化到飽和的小區域──電疇。這些取向不同的電疇以疇壁分開(圖2a)。在相當強的外電場作用下，這種多疇晶體可以被電場強迫取向而單疇化（圖2b）。這種電疇隨外電場而反轉取向的動力學過程，包括疇壁的運動過程以及新疇成核和成長的過程。

鐵電陶瓷的功能多、用途廣。利用其壓電特性可以製成壓電器件，這是鐵電陶瓷的主要應用，因而常把鐵電陶瓷稱為壓電陶瓷。利用鐵電陶瓷的熱釋電特性（在溫度變化時，因極化強度的變化而在鐵電體表面釋放電荷的效應）可以製成紅外探測器件，在測溫、控溫、遙測、遙感以至生物、醫學等領域均有重要應用價值。典型的熱釋電陶瓷有鈦酸鉛(PbTiO3)等。利用透明鐵電陶瓷PLZT(摻鑭的鈦鋯酸鉛)的強電光效應（通過外加電場對透明鐵電陶瓷電疇狀態的控制而改變其光學性質，從而表現出電控雙折射和電控光散射的效應），可以製成鐳射調製器、光電顯示器、光資訊儲存器、光開關、光電感測器、影象儲存和顯示器，以及鐳射或核輻射防護鏡等新型器件。