電子陶瓷2-3資料

1、第二章電子陶瓷的種類及用途第二章電子陶瓷的種類及用途第一節(jié)功能型電子陶瓷第一節(jié)功能型電子陶瓷第二節(jié)結(jié)構(gòu)型電子陶瓷第二節(jié)結(jié)構(gòu)型電子陶瓷什么是電子陶瓷n將用于電子技術(shù)領(lǐng)域中的陶瓷材料稱為電子陶瓷材料，即陶瓷質(zhì)的電子材料。n 1、功能陶瓷（電子） 具有特殊的功能，或者能實(shí)現(xiàn)光、電、磁、熱、氣、力等不同形式的交互作用和轉(zhuǎn)換的非結(jié)構(gòu)型電子陶瓷材料。 2、 結(jié)構(gòu)陶瓷（電子）n具有較好的機(jī)械性能，起支撐、保護(hù)、隔離等作用的電子陶瓷材料。n用于制造電子元件、器件、部件和電路中的基體、外殼、固定件、絕緣零件等的陶瓷材料，又稱為裝置瓷。n還可以分為真空瓷、電阻基體瓷和絕緣零件瓷等。第一節(jié)功能型電子陶瓷第一節(jié)功能型

2、電子陶瓷n具有特殊的功能，或者能實(shí)現(xiàn)光、電、具有特殊的功能，或者能實(shí)現(xiàn)光、電、磁、熱、氣、力等不同形式的交互作磁、熱、氣、力等不同形式的交互作用和轉(zhuǎn)換的非結(jié)構(gòu)電子陶瓷材料。用和轉(zhuǎn)換的非結(jié)構(gòu)電子陶瓷材料。n分為：介質(zhì)瓷、敏感陶瓷和特殊性能分為：介質(zhì)瓷、敏感陶瓷和特殊性能陶瓷陶瓷一一 、介質(zhì)瓷、介質(zhì)瓷n主要指用來制造電容器的陶瓷材料。主要指用來制造電容器的陶瓷材料。n可分為鐵電介質(zhì)瓷，反鐵電介質(zhì)瓷，半可分為鐵電介質(zhì)瓷，反鐵電介質(zhì)瓷，半導(dǎo)體介質(zhì)瓷，高頻介質(zhì)瓷，微波介質(zhì)瓷導(dǎo)體介質(zhì)瓷，高頻介質(zhì)瓷，微波介質(zhì)瓷n利用這種陶瓷材料，可以制作獨(dú)石結(jié)構(gòu)利用這種陶瓷材料，可以制作獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器。電容器。高頻介質(zhì)瓷高

3、頻介質(zhì)瓷n包括鈦酸鋇質(zhì)、鈦酸鉛質(zhì)陶瓷，二元系包括鈦酸鋇質(zhì)、鈦酸鉛質(zhì)陶瓷，二元系和三元系多組分材質(zhì)的不含鐵或極少含和三元系多組分材質(zhì)的不含鐵或極少含鐵的功能陶瓷鐵的功能陶瓷n以鈦酸鋇以鈦酸鋇(BaTiO3)或鈦酸鉛基固溶體為或鈦酸鉛基固溶體為主晶相的鐵電陶瓷，是鐵電介質(zhì)瓷最重主晶相的鐵電陶瓷，是鐵電介質(zhì)瓷最重要的類型。要的類型。1、鐵電介質(zhì)瓷、鐵電介質(zhì)瓷n主要用作大容量電容器，還可制造主要用作大容量電容器，還可制造各種敏感器件、光學(xué)器件、微位移各種敏感器件、光學(xué)器件、微位移發(fā)生器等。發(fā)生器等。n特點(diǎn)特點(diǎn)：在瓷體內(nèi)存在自發(fā)的帶電小：在瓷體內(nèi)存在自發(fā)的帶電小區(qū)域區(qū)域電疇電疇。n它具有許多的特殊它具有

4、許多的特殊功能功能n極高的介電常數(shù)，介電常數(shù)隨溫極高的介電常數(shù)，介電常數(shù)隨溫度、電場的變化呈非線性，對光度、電場的變化呈非線性，對光的各向異性和雙折射特性，電致的各向異性和雙折射特性，電致應(yīng)變，伴隨相變產(chǎn)生的各種變化應(yīng)變，伴隨相變產(chǎn)生的各種變化和耦合等性能。和耦合等性能。2、半導(dǎo)體介質(zhì)瓷、半導(dǎo)體介質(zhì)瓷n主要用于制造半導(dǎo)體電容器。主要用于制造半導(dǎo)體電容器。n利用燒結(jié)半導(dǎo)體陶瓷的外表面或晶粒間利用燒結(jié)半導(dǎo)體陶瓷的外表面或晶粒間的內(nèi)表面（晶界）形成的絕緣層為介質(zhì)的內(nèi)表面（晶界）形成的絕緣層為介質(zhì)制成電容器。制成電容器。n這種絕緣層很?。ㄊ种何⒚讕资@種絕緣層很薄（十分之己微米幾十微米），利于器件

5、的小型化微米），利于器件的小型化n表面層型表面層型（阻擋層型，氧化層型阻擋層型，氧化層型）和）和晶界層型晶界層型n阻擋層型阻擋層型，利用金屬電極與半導(dǎo)體瓷，利用金屬電極與半導(dǎo)體瓷表面間的接觸勢壘做介質(zhì)層表面間的接觸勢壘做介質(zhì)層n氧化層型氧化層型，在半導(dǎo)體瓷表面有控制地，在半導(dǎo)體瓷表面有控制地氧化，形成很薄的絕緣層做介質(zhì)層氧化，形成很薄的絕緣層做介質(zhì)層n晶界層型晶界層型：發(fā)育較好的晶粒（：發(fā)育較好的晶粒（20100m）之間具有的絕緣性邊界層之間具有的絕緣性邊界層3、高頻介質(zhì)瓷、高頻介質(zhì)瓷n用來制造第一類瓷介電容器的陶瓷用來制造第一類瓷介電容器的陶瓷電介質(zhì)，符合電介質(zhì)，符合GB366383 。n組

6、成組成：堿土金屬和稀土金屬的鈦酸：堿土金屬和稀土金屬的鈦酸鹽，以鈦酸鹽為基的固溶體鹽，以鈦酸鹽為基的固溶體n特點(diǎn)特點(diǎn)：介電常數(shù)高（和裝置瓷相比），：介電常數(shù)高（和裝置瓷相比），高頻（高頻（1MHz）下的介質(zhì)損耗小，介電下的介質(zhì)損耗小，介電常數(shù)的溫度系數(shù)值范圍寬。常數(shù)的溫度系數(shù)值范圍寬。n各種性能可根據(jù)使用要求調(diào)節(jié)。各種性能可根據(jù)使用要求調(diào)節(jié)。n要求要求：在溫度、濕度、頻率和電壓等因：在溫度、濕度、頻率和電壓等因素變化時(shí)，電性能穩(wěn)定。素變化時(shí)，電性能穩(wěn)定。1）、金紅石瓷）、金紅石瓷n二氧化鈦瓷二氧化鈦瓷n主晶相為金紅石（主晶相為金紅石（TiO2）n特點(diǎn)特點(diǎn)：介電常數(shù)較高，介電常數(shù)的溫度：介電常數(shù)

7、較高，介電常數(shù)的溫度系數(shù)有較大的負(fù)值，介質(zhì)損耗很小系數(shù)有較大的負(fù)值，介質(zhì)損耗很小n用途用途：高頻溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料：高頻溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料2）、鈦酸鈣瓷）、鈦酸鈣瓷n主晶相為鈦酸鈣（主晶相為鈦酸鈣（CaTiO3）n特點(diǎn)特點(diǎn)：高的介電常數(shù)，較小的高頻介質(zhì)：高的介電常數(shù)，較小的高頻介質(zhì)損耗。損耗。n調(diào)節(jié)瓷料的組成，可以調(diào)節(jié)瓷料的介電調(diào)節(jié)瓷料的組成，可以調(diào)節(jié)瓷料的介電常數(shù)溫度系數(shù)，得到一系列不同介電常常數(shù)溫度系數(shù)，得到一系列不同介電常數(shù)溫度系數(shù)的溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料數(shù)溫度系數(shù)的溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料n用途用途：高頻溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料：高頻溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料3）、鈣鈦硅瓷）、鈣鈦硅瓷

8、n主晶相為硅鈦酸鈣（主晶相為硅鈦酸鈣（CaTiSiO5）n特點(diǎn)特點(diǎn)：當(dāng)介電常數(shù)的溫度系數(shù)接近于零時(shí)，：當(dāng)介電常數(shù)的溫度系數(shù)接近于零時(shí)，介電常數(shù)較大介電常數(shù)較大，且能夠獲得很大的正的溫度且能夠獲得很大的正的溫度系數(shù)。系數(shù)。n引入適當(dāng)?shù)募尤胛?，可獲得包括零溫度系數(shù)引入適當(dāng)?shù)募尤胛铮色@得包括零溫度系數(shù)在內(nèi)的一系列介電系數(shù)高的溫度補(bǔ)償用電容在內(nèi)的一系列介電系數(shù)高的溫度補(bǔ)償用電容器陶瓷器陶瓷n用途用途：高頻溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料：高頻溫度補(bǔ)償電容器陶瓷材料4）、鈦酸鎂瓷）、鈦酸鎂瓷n以正鈦酸鎂（以正鈦酸鎂（2MgO TiO2,又稱二鎂鈦）又稱二鎂鈦）為主晶相為主晶相n特點(diǎn)特點(diǎn)：介電常數(shù)溫度系數(shù)不高。：

9、介電常數(shù)溫度系數(shù)不高。n將其與具有負(fù)介電常數(shù)溫度系數(shù)的晶相將其與具有負(fù)介電常數(shù)溫度系數(shù)的晶相配合配合，可以獲得一系列不同介電常數(shù)溫，可以獲得一系列不同介電常數(shù)溫度系數(shù)的瓷料度系數(shù)的瓷料n燒成溫度范圍窄燒成溫度范圍窄5）、鎂鑭鈦瓷）、鎂鑭鈦瓷n由偏鈦酸鎂（由偏鈦酸鎂（MgTiO3）和二鈦鑭和二鈦鑭(La2O3.2TiO2)組成，屬于組成，屬于MgO-La2O3-TiO2系系n特點(diǎn)特點(diǎn)：介電常數(shù)比鈦酸鎂瓷高，在高溫（：介電常數(shù)比鈦酸鎂瓷高，在高溫（150度）下，仍具有良好的介電性能度）下，仍具有良好的介電性能n調(diào)整各組分，可以獲得一系列不同介電常數(shù)調(diào)整各組分，可以獲得一系列不同介電常數(shù)和溫度系數(shù)的

10、瓷料和溫度系數(shù)的瓷料n用途用途：制造高溫使用的高頻陶瓷電容器：制造高溫使用的高頻陶瓷電容器6）、錫酸鹽瓷）、錫酸鹽瓷n指鈣、鍶、鋇等的錫酸鹽，都具有優(yōu)良的電指鈣、鍶、鋇等的錫酸鹽，都具有優(yōu)良的電性能性能nMgSnO3、NiSnO3等介質(zhì)損耗大，不易作高頻等介質(zhì)損耗大，不易作高頻電容器材料。電容器材料。ZnSnO3、MnSnO3等具有高的等具有高的電子電導(dǎo)，屬于半導(dǎo)體。電子電導(dǎo)，屬于半導(dǎo)體。n錫酸鹽和鈦酸鹽很容易形成固溶體，常用來錫酸鹽和鈦酸鹽很容易形成固溶體，常用來作為作為BaTiO3基鐵電電容器陶瓷的改性加入物基鐵電電容器陶瓷的改性加入物n適合于作高頻電容器瓷適合于作高頻電容器瓷n在直流電場

11、和還原氣氛下具有較穩(wěn)定的在直流電場和還原氣氛下具有較穩(wěn)定的性能（介電常數(shù)遠(yuǎn)低于鈦酸鈣）性能（介電常數(shù)遠(yuǎn)低于鈦酸鈣）7）、鈦酸鉍瓷）、鈦酸鉍瓷n鈦酸鉍（鈦酸鉍（Bi2O3 nTiO2，其中其中n可能為可能為2、3、4）n溶于鈦酸鍶的固溶體陶瓷材料溶于鈦酸鍶的固溶體陶瓷材料n特點(diǎn)特點(diǎn)：在低于：在低于10MHz條件下；介電常數(shù)不變，條件下；介電常數(shù)不變，高于高于10MHz條件下，介電常數(shù)減小條件下，介電常數(shù)減小n用途用途：制造小型高壓陶瓷電容器及溫度補(bǔ)償：制造小型高壓陶瓷電容器及溫度補(bǔ)償電容器電容器4、微波介質(zhì)瓷、微波介質(zhì)瓷nBaO-TiO2系，系，Li2O-TiO2-Al2O3系系, A(BxTi

12、1-x)O3系等系等 其中，其中，A:Ca、Sr、Ba；B:Zr和和Snn用途用途：制造微波集成電路基片和介質(zhì)諧振器：制造微波集成電路基片和介質(zhì)諧振器n介質(zhì)諧振器材料介質(zhì)諧振器材料特點(diǎn)特點(diǎn)：介電常數(shù)高（：介電常數(shù)高（30200）；在使用溫度范圍內(nèi)，介電常數(shù)的溫度）；在使用溫度范圍內(nèi)，介電常數(shù)的溫度系數(shù)小；在工作頻率范圍內(nèi)，介質(zhì)損耗小。系數(shù)?。辉诠ぷ黝l率范圍內(nèi)，介質(zhì)損耗小。n微波集成電路基片材料微波集成電路基片材料的的特點(diǎn)特點(diǎn)：n相對介電常數(shù)高，且隨頻率的變化小相對介電常數(shù)高，且隨頻率的變化??；n介質(zhì)損耗小介質(zhì)損耗小；n結(jié)構(gòu)均勻，各向同性，雜質(zhì)含量低結(jié)構(gòu)均勻，各向同性，雜質(zhì)含量低；n導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)

13、定性好；導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性好；n化學(xué)性能穩(wěn)定，抗腐蝕性好化學(xué)性能穩(wěn)定，抗腐蝕性好；n有一定的機(jī)械強(qiáng)度，易于切割、研磨等有一定的機(jī)械強(qiáng)度，易于切割、研磨等；n與導(dǎo)體的粘附性好；與導(dǎo)體的粘附性好；n價(jià)格便宜，制造簡單。價(jià)格便宜，制造簡單。5 5 、其他、其他電容器瓷電容器瓷n包括以下六類陶瓷材料。包括以下六類陶瓷材料。n1 1）、用于高頻電路的溫度穩(wěn)定的電容器瓷，）、用于高頻電路的溫度穩(wěn)定的電容器瓷，如四鈦鋇質(zhì)瓷、鎂鑭鈦質(zhì)瓷、鈣鈦硅質(zhì)瓷等；如四鈦鋇質(zhì)瓷、鎂鑭鈦質(zhì)瓷、鈣鈦硅質(zhì)瓷等；n2 2）、用于高頻電路起溫度補(bǔ)償作用的電容器）、用于高頻電路起溫度補(bǔ)償作用的電容器瓷，如金紅石質(zhì)瓷、鈦酸鈣質(zhì)瓷、鈦鍶鉍質(zhì)

14、瓷，如金紅石質(zhì)瓷、鈦酸鈣質(zhì)瓷、鈦鍶鉍質(zhì)瓷、錫酸鹽和鋯酸鹽質(zhì)瓷等；瓷、錫酸鹽和鋯酸鹽質(zhì)瓷等；n3 3）、用于高頻高功率電路、高壓電路和高脈）、用于高頻高功率電路、高壓電路和高脈沖電路的陶瓷，這是電子陶瓷中產(chǎn)量最大、品沖電路的陶瓷，這是電子陶瓷中產(chǎn)量最大、品種最多的一類陶瓷，包括許多鈦酸鋇質(zhì)陶瓷及種最多的一類陶瓷，包括許多鈦酸鋇質(zhì)陶瓷及復(fù)合物陶瓷材料；復(fù)合物陶瓷材料；n4 4）、具有高介電常數(shù)的鐵電陶瓷，可以制成）、具有高介電常數(shù)的鐵電陶瓷，可以制成體積小、電容量大的電容器，用于低頻、高頻、體積小、電容量大的電容器，用于低頻、高頻、高脈沖儲能電路；高脈沖儲能電路；n5 5）、半導(dǎo)體陶瓷電容器材料，

15、也稱晶界）、半導(dǎo)體陶瓷電容器材料，也稱晶界層電容器材料。具有介電常數(shù)大、受溫度層電容器材料。具有介電常數(shù)大、受溫度影響小、可靠性高的特點(diǎn)，常用于要求穩(wěn)影響小、可靠性高的特點(diǎn)，常用于要求穩(wěn)定性和可靠性高的電路；定性和可靠性高的電路；n6 6）、獨(dú)石電容器瓷，這是一類復(fù)合型的）、獨(dú)石電容器瓷，這是一類復(fù)合型的材料，材質(zhì)有鈮鉍鋅、鈮鉍鎂、鎢鎂酸鉛材料，材質(zhì)有鈮鉍鋅、鈮鉍鎂、鎢鎂酸鉛等等型和鈮鎂酸鉛系列的型和鈮鎂酸鉛系列的型材料。型材料。n特點(diǎn)特點(diǎn): :體積小、容量大。體積小、容量大。獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器n獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器:將涂有金屬電極漿的陶瓷坯體，將涂有金屬電極漿的陶瓷坯體，以

16、多層交替堆疊的方式疊合起來，使陶瓷材料以多層交替堆疊的方式疊合起來，使陶瓷材料與電極同時(shí)燒成一個(gè)整體與電極同時(shí)燒成一個(gè)整體n各種電容器瓷料，都可以制作獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器各種電容器瓷料，都可以制作獨(dú)石結(jié)構(gòu)電容器n特點(diǎn)特點(diǎn)：陶瓷介質(zhì)可以很薄，層數(shù)可達(dá)幾十層，：陶瓷介質(zhì)可以很薄，層數(shù)可達(dá)幾十層，電容器的體積小、可靠性好、具有較大的比容電容器的體積小、可靠性好、具有較大的比容n高溫?zé)Y(jié)型高溫?zé)Y(jié)型，燒結(jié)溫度在，燒結(jié)溫度在1300以上，電極以上，電極材料為材料為Pt、Pd等貴金屬等貴金屬n中溫?zé)Y(jié)型中溫?zé)Y(jié)型，燒結(jié)溫度在，燒結(jié)溫度在10001250，電，電極材料為不同的極材料為不同的Ag/Pd合金合金n低溫

17、燒結(jié)型低溫?zé)Y(jié)型，燒結(jié)溫度在，燒結(jié)溫度在900以下，采用全以下，采用全銀電極或低鈀的銀鈀合金電極銀電極或低鈀的銀鈀合金電極n降低成本的需要降低成本的需要二、敏感陶瓷二、敏感陶瓷n當(dāng)作用在此類陶瓷材料上的外界條件當(dāng)作用在此類陶瓷材料上的外界條件（溫度、壓力、氣氛、濕度、電場、磁（溫度、壓力、氣氛、濕度、電場、磁場、光等）發(fā)生改變時(shí)，此類材料的物場、光等）發(fā)生改變時(shí)，此類材料的物理性能發(fā)生變化，從而能從這種材料上理性能發(fā)生變化，從而能從這種材料上準(zhǔn)確迅速地獲得某種有用的信號準(zhǔn)確迅速地獲得某種有用的信號n這類材料大多是半導(dǎo)體陶瓷這類材料大多是半導(dǎo)體陶瓷敏感陶瓷的種類敏感陶瓷的種類n1、熱敏陶瓷、熱敏

18、陶瓷n2、壓敏陶瓷、壓敏陶瓷n3、氣敏陶瓷、氣敏陶瓷n4、濕敏陶瓷、濕敏陶瓷n5、光敏陶瓷、光敏陶瓷1、熱敏陶瓷、熱敏陶瓷n電阻隨溫度變化發(fā)生明顯變化的陶瓷材料電阻隨溫度變化發(fā)生明顯變化的陶瓷材料n電阻隨溫度升高而增大的電阻隨溫度升高而增大的正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)（PTC）熱敏陶瓷熱敏陶瓷n電阻隨溫度升高而減小的電阻隨溫度升高而減小的負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏陶瓷，包括電阻在特定的溫度范圍內(nèi)急劇熱敏陶瓷，包括電阻在特定的溫度范圍內(nèi)急劇減小的減小的臨界溫度系數(shù)臨界溫度系數(shù)（CTR）熱敏陶瓷熱敏陶瓷1）、正溫度系數(shù)（）、正溫度系數(shù)（PTC）熱敏陶瓷熱敏陶瓷nPTC泛指具有正電阻溫度系數(shù)泛指具

19、有正電阻溫度系數(shù)（Positive Temperature Coefficient of Resistance）現(xiàn)象的現(xiàn)象的材料材料n摻入稀土元素的摻入稀土元素的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷半導(dǎo)體陶瓷n居里點(diǎn)：居里點(diǎn)或居里溫度是磁性材料的一個(gè)居里點(diǎn)：居里點(diǎn)或居里溫度是磁性材料的一個(gè)二級相變點(diǎn)二級相變點(diǎn),是指材料可以在鐵磁體和順磁體之是指材料可以在鐵磁體和順磁體之間改變的溫度。間改變的溫度。n當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)溫度時(shí)，材料分子運(yùn)動強(qiáng)當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)溫度時(shí)，材料分子運(yùn)動強(qiáng)烈烈,磁性消失磁性消失,該物質(zhì)成為該物質(zhì)成為 順磁體，磁體的磁場順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。很容易隨周圍磁場的改變而

20、改變。n低于居里點(diǎn)溫度時(shí)該低于居里點(diǎn)溫度時(shí)該 物質(zhì)成為鐵磁體，才有物質(zhì)成為鐵磁體，才有可能產(chǎn)生磁性可能產(chǎn)生磁性 ，此時(shí)和材料有關(guān)的磁場很難，此時(shí)和材料有關(guān)的磁場很難改變。改變。nBaTiO3陶瓷的居里點(diǎn)為陶瓷的居里點(diǎn)為120n PTC陶瓷在低于居里點(diǎn)時(shí)為陶瓷在低于居里點(diǎn)時(shí)為良導(dǎo)體良導(dǎo)體（電阻率為（電阻率為10100 cm）n溫度高于居里點(diǎn)時(shí)電阻率溫度高于居里點(diǎn)時(shí)電阻率急劇增加急劇增加（增加可達(dá)（增加可達(dá)38個(gè)數(shù)量級）個(gè)數(shù)量級）n利用利用元素置換元素置換，可以調(diào)整居里點(diǎn)溫度，可以調(diào)整居里點(diǎn)溫度n用用Sr置換置換Ba，用用Sn或或Zr置換置換Ti，可使可使居里點(diǎn)向低溫移動居里點(diǎn)向低溫移動n用適量的

21、用適量的Pb置換置換Ba， (Ba , PbTiO3)可使居里點(diǎn)向高溫移動可使居里點(diǎn)向高溫移動nPTC熱敏陶瓷具有特殊的電阻溫度熱敏陶瓷具有特殊的電阻溫度特性（阻溫特性），這導(dǎo)致了特殊的特性（阻溫特性），這導(dǎo)致了特殊的電壓電流特性（伏安特性）電壓電流特性（伏安特性）n電流時(shí)間特性電流時(shí)間特性n具有特殊的電熱功能具有特殊的電熱功能A、阻溫特性阻溫特性n在一定電壓下，在一定電壓下，PTC元件的零功率電阻元件的零功率電阻值與電阻體溫度之間的關(guān)系。值與電阻體溫度之間的關(guān)系。n零功率電阻值：在某一規(guī)定的溫度下測零功率電阻值：在某一規(guī)定的溫度下測量得到的熱敏電阻的電阻值。（此時(shí)電量得到的熱敏電阻的電阻值。

22、（此時(shí)電阻的功耗較低，其本身功耗引起的電阻阻的功耗較低，其本身功耗引起的電阻的變化可以忽略）的變化可以忽略）298Tm Tb TpRpRbRnRmPTC熱敏電阻的電阻-溫度特性n最小電阻值最小電阻值Rmin對應(yīng)的溫度為對應(yīng)的溫度為Tmn電阻值增大到最小電阻值兩倍時(shí)的溫度為開電阻值增大到最小電阻值兩倍時(shí)的溫度為開關(guān)溫度關(guān)溫度Tb,此時(shí)的電阻值為此時(shí)的電阻值為Rb，稱為稱為開關(guān)電阻開關(guān)電阻值值n在在298K靜止的空氣中，對靜止的空氣中，對PTC元件施加最大元件施加最大工作電壓工作電壓Umax時(shí)，電阻體的溫度達(dá)到平衡時(shí)時(shí)，電阻體的溫度達(dá)到平衡時(shí)所具有的電阻值所具有的電阻值Rp，稱為稱為平衡點(diǎn)電阻值平

23、衡點(diǎn)電阻值，此時(shí)，此時(shí)對應(yīng)的溫度為對應(yīng)的溫度為平衡點(diǎn)溫度平衡點(diǎn)溫度TpB、伏安特性伏安特性n在室溫下靜止的空氣中，試樣兩端的電壓與在室溫下靜止的空氣中，試樣兩端的電壓與其穩(wěn)態(tài)電流的關(guān)系。其穩(wěn)態(tài)電流的關(guān)系。n反映了熱敏電阻在工作狀態(tài)下的反映了熱敏電阻在工作狀態(tài)下的電壓電流電壓電流特性特性n電流n 電壓ABC DAB等阻，等阻，BC等功率，等功率，D負(fù)電阻溫度區(qū)負(fù)電阻溫度區(qū)C、電流時(shí)間特性電流時(shí)間特性n研究阻溫特性的輔助手段。研究阻溫特性的輔助手段。n緩變型緩變型：電阻溫度系數(shù)較小電阻隨溫：電阻溫度系數(shù)較小電阻隨溫度變化而變化的度變化而變化的 程度較小。程度較小。n低居里點(diǎn)低居里點(diǎn)突變型突變型：常

24、溫到居里點(diǎn)（：常溫到居里點(diǎn)（50100 ）之間電阻變化平緩，超過居里）之間電阻變化平緩，超過居里點(diǎn)后，電阻急劇增加。點(diǎn)后，電阻急劇增加。 n高居里點(diǎn)高居里點(diǎn)突變型突變型：常溫到居里點(diǎn)（：常溫到居里點(diǎn)（120340）之間電阻變化較平緩，超過居里點(diǎn)）之間電阻變化較平緩，超過居里點(diǎn)后，電阻急劇增加（溫度系數(shù)約為后，電阻急劇增加（溫度系數(shù)約為 15/60/）。）。n特性特性：在：在PTC兩端加上一定電壓，自熱溫兩端加上一定電壓，自熱溫升使其阻值進(jìn)入躍變溫區(qū)時(shí)，電阻體表面升使其阻值進(jìn)入躍變溫區(qū)時(shí)，電阻體表面溫度將保持定值。溫度將保持定值。n恒溫發(fā)熱體。暖風(fēng)機(jī)，電飯煲等。恒溫發(fā)熱體。暖風(fēng)機(jī)，電飯煲等。2）

25、、負(fù)溫度系數(shù)（）、負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏陶瓷熱敏陶瓷n過渡金屬過渡金屬M(fèi)u、Co、Cu等的氧化物，按一定等的氧化物，按一定的比例混合后，能獲得具有很大負(fù)溫度系數(shù)的比例混合后，能獲得具有很大負(fù)溫度系數(shù)的半導(dǎo)體材料。的半導(dǎo)體材料。nNTC具有三種不同類型的阻溫特性。具有三種不同類型的阻溫特性。n緩變型，負(fù)溫度突變型（臨界溫度陶瓷熱敏緩變型，負(fù)溫度突變型（臨界溫度陶瓷熱敏電阻），直線型電阻），直線型bacd電流0IaIm電壓UmUan40年代，將過渡金屬年代，將過渡金屬M(fèi)u、Co、Cu等的氧化等的氧化物，按一定的比例混合后，能獲得具有很大物，按一定的比例混合后，能獲得具有很大負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)的

26、半導(dǎo)體材料。的半導(dǎo)體材料。n60年代，制造了以年代，制造了以VO2為主要材料的為主要材料的臨界溫度臨界溫度陶瓷熱敏電阻（陶瓷熱敏電阻（Critical Temprature Resistor,簡稱簡稱CTR）n70年代，年代，W、Sb等金屬氧化物組成的，具有等金屬氧化物組成的，具有特殊性能特殊性能的的負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷負(fù)溫度系數(shù)熱敏陶瓷2、壓敏陶瓷、壓敏陶瓷n電阻值與外加電阻值與外加電壓電壓成顯著的非線性成顯著的非線性關(guān)系的半導(dǎo)體陶瓷，其電阻值在一關(guān)系的半導(dǎo)體陶瓷，其電阻值在一定電壓范圍內(nèi)可變。定電壓范圍內(nèi)可變。n在在壓敏陶瓷上壓敏陶瓷上加上電極，就成為加上電極，就成為壓壓敏電阻器敏電阻器（V

27、ariable Resistor） n材料材料：SiC、ZnO、BaTiO3、Fe2O3、SnO2、SrTiO3等等n原理原理：BaTiO3和和Fe2O3利用電極與燒結(jié)體界面利用電極與燒結(jié)體界面的非歐姆特性；的非歐姆特性；SiC、ZnO、SnO2、SrTiO3等等利用晶界間的非歐姆特性利用晶界間的非歐姆特性n性能最好的是性能最好的是ZnO壓敏半導(dǎo)體陶瓷壓敏半導(dǎo)體陶瓷n壓敏陶瓷的壓敏陶瓷的特性特性由非線性系數(shù)、壓敏電壓、由非線性系數(shù)、壓敏電壓、漏電流、通流容量和電壓溫度系數(shù)等表征。漏電流、通流容量和電壓溫度系數(shù)等表征。n非線性系數(shù)非線性系數(shù)：壓敏電阻的壓敏電阻的I-UI-U關(guān)系，可以用經(jīng)關(guān)系，可

28、以用經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)公式I=(U/C)I=(U/C)表示，表示，稱稱非線性系數(shù)非線性系數(shù)n壓敏電壓壓敏電壓：值達(dá)到最大時(shí)的電壓（值達(dá)到最大時(shí)的電壓（1 1mAmA電流電流對應(yīng)的電壓對應(yīng)的電壓 ）n漏電流漏電流：壓敏電阻器在進(jìn)入擊穿區(qū)之前工作：壓敏電阻器在進(jìn)入擊穿區(qū)之前工作時(shí)，流過壓敏電阻器的電流時(shí)，流過壓敏電阻器的電流3、氣敏陶瓷、氣敏陶瓷n氣敏陶瓷：氣敏陶瓷：材料表面吸附氣體后，電阻材料表面吸附氣體后，電阻會發(fā)生變化的一類陶瓷材料會發(fā)生變化的一類陶瓷材料n利用這一性能來檢測氣體利用這一性能來檢測氣體n具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、使用方便、具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、使用方便、價(jià)格便宜、專一性能好等優(yōu)點(diǎn)價(jià)格

29、便宜、專一性能好等優(yōu)點(diǎn)n都是都是電阻式電阻式材料，其電阻值隨環(huán)境氣氛材料，其電阻值隨環(huán)境氣氛的成分和濃度的不同而不同的成分和濃度的不同而不同n應(yīng)用最多的是：應(yīng)用最多的是：ZnO系、系、SnO2和和Fe2O3系。系。n按制造方法按制造方法和結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)類型 ：燒結(jié)型、厚膜燒結(jié)型、厚膜型和薄膜型型和薄膜型n氣敏元件的主要?dú)饷粼闹饕阅苤笜?biāo)性能指標(biāo)：初始電阻，：初始電阻，靈敏度，響應(yīng)時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間，工作靈敏度，響應(yīng)時(shí)間，恢復(fù)時(shí)間，工作溫度，壽命溫度，壽命n初始電阻初始電阻：在室溫，清潔空氣或一定：在室溫，清潔空氣或一定濃度的檢測氣體中氣敏元件的電阻值。濃度的檢測氣體中氣敏元件的電阻值。 n靈敏

30、度靈敏度：氣敏元件對被測氣體的敏感程度，：氣敏元件對被測氣體的敏感程度，通常用元件在清潔空氣中的電阻與在一定通常用元件在清潔空氣中的電阻與在一定濃度被測氣體中的電阻之比表示，也可用濃度被測氣體中的電阻之比表示，也可用在兩個(gè)濃度被測氣體中的電阻之比表示。在兩個(gè)濃度被測氣體中的電阻之比表示。n靈敏度靈敏度Rair/Rgas，n或靈敏度或靈敏度Rc1/Rc2，Rc1被測氣體濃度為被測氣體濃度為0.1時(shí)氣敏元件的電阻時(shí)氣敏元件的電阻n響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間：表示氣敏元件對被測氣：表示氣敏元件對被測氣體的響應(yīng)速度。體的響應(yīng)速度。n一般用通入被測氣體到元件電阻穩(wěn)一般用通入被測氣體到元件電阻穩(wěn)定需要的時(shí)間表示。定

31、需要的時(shí)間表示。n恢復(fù)時(shí)間恢復(fù)時(shí)間：被測氣體解吸需要的時(shí)：被測氣體解吸需要的時(shí)間，也稱脫附時(shí)間。間，也稱脫附時(shí)間。n表示對被測氣體解吸的快慢。表示對被測氣體解吸的快慢。n工作溫度工作溫度：氣敏元件需要在一定高：氣敏元件需要在一定高的溫度條件下，才能正常工作。的溫度條件下，才能正常工作。n對工作溫度的對工作溫度的要求要求：在此溫度下，：在此溫度下，元件的電阻值穩(wěn)定，不隨加熱溫度元件的電阻值穩(wěn)定，不隨加熱溫度的波動而變化，元件的靈敏度高。的波動而變化，元件的靈敏度高。n壽命壽命：元件能正常工作的時(shí)間。：元件能正常工作的時(shí)間。4、濕敏陶瓷、濕敏陶瓷n電阻值隨環(huán)境電阻值隨環(huán)境濕度濕度的改變而變化的陶瓷

32、的改變而變化的陶瓷材料材料 n濕度濕度：絕對濕度和相對濕度。：絕對濕度和相對濕度。n相對濕度相對濕度：某一待測蒸汽壓與相同溫度：某一待測蒸汽壓與相同溫度下的飽和蒸汽壓比值的百分?jǐn)?shù)，用下的飽和蒸汽壓比值的百分?jǐn)?shù)，用RH表示表示n燒結(jié)體型和厚膜型結(jié)構(gòu)。燒結(jié)體型和厚膜型結(jié)構(gòu)。n多孔半導(dǎo)體陶瓷多孔半導(dǎo)體陶瓷，包括，包括MgCr2O4-TiO2、Si-Na2O-V2O5、ZnO-Li2O-V2O5、ZnO-Cr2O3等等 n感濕機(jī)理感濕機(jī)理：物理吸附或化學(xué)吸附：物理吸附或化學(xué)吸附n濕敏元件有濕敏元件有電阻型電阻型和電容型和電容型n工作在交流或雙向脈沖電路中工作在交流或雙向脈沖電路中n1)、高濕型高濕型，

33、適用于相對濕度大于，適用于相對濕度大于70RH的場合的場合n2) 、中濕型中濕型，適用于相對濕度在，適用于相對濕度在3080RH之間的場合之間的場合n3) 、低濕型低濕型，適用于相對濕度小于，適用于相對濕度小于30RH的場合的場合n4) 、全濕型全濕型，適用于相對濕度大于，適用于相對濕度大于0100RH的范圍內(nèi)的范圍內(nèi) 元件類型元件類型n靈敏度靈敏度：通常以相對濕度變化：通常以相對濕度變化1時(shí)時(shí)阻值變化的百分?jǐn)?shù)表示阻值變化的百分?jǐn)?shù)表示n阻值阻值一般為幾千到幾兆歐，變化范圍一般為幾千到幾兆歐，變化范圍在在34個(gè)數(shù)量級內(nèi)個(gè)數(shù)量級內(nèi)n要求：要求：電阻隨濕度的變化，具有良好電阻隨濕度的變化，具有良好的

34、線性或指數(shù)特性的線性或指數(shù)特性n響應(yīng)速度響應(yīng)速度：用吸濕和脫濕時(shí)間表示，總稱：用吸濕和脫濕時(shí)間表示，總稱響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間。小于。小于30秒秒n吸濕時(shí)間吸濕時(shí)間：當(dāng)濕度由：當(dāng)濕度由0RH增加到增加到 50RH或由或由30RH增加到增加到90RH時(shí)，時(shí)，達(dá)到達(dá)到平衡平衡所需要的時(shí)間所需要的時(shí)間n脫濕時(shí)間脫濕時(shí)間：當(dāng)濕度由：當(dāng)濕度由100RH下降到下降到 50RH或由或由90RH下降到下降到30RH時(shí)，時(shí)，達(dá)到達(dá)到平衡平衡所需要的時(shí)間所需要的時(shí)間n1)、膜式或表面作用型元件響應(yīng)快，體作、膜式或表面作用型元件響應(yīng)快，體作用型響應(yīng)慢用型響應(yīng)慢n2)、吸濕時(shí)間響應(yīng)快，脫濕時(shí)間響應(yīng)慢、吸濕時(shí)間響應(yīng)快，脫濕時(shí)

35、間響應(yīng)慢n3)、物理吸附型響應(yīng)快，化學(xué)吸附型響應(yīng)、物理吸附型響應(yīng)快，化學(xué)吸附型響應(yīng)慢慢n4)、空氣流動時(shí)響應(yīng)快，空氣靜止時(shí)響應(yīng)、空氣流動時(shí)響應(yīng)快，空氣靜止時(shí)響應(yīng)慢慢響應(yīng)速度規(guī)律響應(yīng)速度規(guī)律5、光敏陶瓷、光敏陶瓷n在在光照射下光照射下，發(fā)生電性質(zhì)變化的陶瓷材料，發(fā)生電性質(zhì)變化的陶瓷材料，通常是半導(dǎo)體陶瓷材料通常是半導(dǎo)體陶瓷材料n材料在光照作用下產(chǎn)生光生載流子而使材料材料在光照作用下產(chǎn)生光生載流子而使材料電導(dǎo)增加的現(xiàn)象，稱電導(dǎo)增加的現(xiàn)象，稱光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)。n能產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)的光敏陶瓷，加上電極后能產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)的光敏陶瓷，加上電極后就構(gòu)成了就構(gòu)成了光敏電阻光敏電阻n光敏電阻的主要光敏電阻的主

36、要特征指標(biāo)：特征指標(biāo)：光譜響應(yīng)特性，光譜響應(yīng)特性，靈敏度，響應(yīng)時(shí)間，溫度系數(shù)靈敏度，響應(yīng)時(shí)間，溫度系數(shù)n對對可見光可見光敏感的材料，敏感的材料，CdS。n對對紅外光紅外光敏感的材料：敏感的材料：PbS、InAs、InSb、InSe、PbSe、PbTe等。等。n對對紫外光紫外光敏感的材料：敏感的材料：Cd4SiS6和和Cd4GeS6n陶瓷太陽能電池陶瓷太陽能電池 三、特殊性能陶瓷三、特殊性能陶瓷n除介電性能和敏感性能外，具半導(dǎo)體性除介電性能和敏感性能外，具半導(dǎo)體性能、壓電性能等特殊性能的功能陶瓷。能、壓電性能等特殊性能的功能陶瓷。n1 1半導(dǎo)體陶瓷半導(dǎo)體陶瓷n2 2導(dǎo)電陶瓷（超導(dǎo)陶瓷）導(dǎo)電陶瓷（

37、超導(dǎo)陶瓷）n3 3壓電陶瓷壓電陶瓷n4 4磁性瓷磁性瓷1 1半導(dǎo)體陶瓷半導(dǎo)體陶瓷n指導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間的電子陶瓷指導(dǎo)電性介于金屬和絕緣體之間的電子陶瓷材料，其材料，其電導(dǎo)率電導(dǎo)率隨外界條件的隨外界條件的變化變化，如熱、，如熱、電、光、氣等的變化而改變。電、光、氣等的變化而改變。n可制造對熱、電、氣、光敏感的元件及傳感可制造對熱、電、氣、光敏感的元件及傳感器。這類材料的主要成分有器。這類材料的主要成分有BaTiOBaTiO3 3、SrTiOSrTiO3 3、MgTiOMgTiO3 3、SiCSiC、ZnOZnO、SnOSnO2 2、CdSCdS、MgCrMgCr2 2O O4 4等等n可

38、以是一種或多種復(fù)合材料?？梢允且环N或多種復(fù)合材料。2 2導(dǎo)電陶瓷導(dǎo)電陶瓷n具有較高具有較高電導(dǎo)率電導(dǎo)率的電子陶瓷材料。的電子陶瓷材料。n主要有主要有SiCSiC和和石墨石墨陶瓷等。陶瓷等。n常用作常用作高溫發(fā)熱體高溫發(fā)熱體、微波吸收材料、微波吸收材料、大功率大功率電阻器電阻器材料等。材料等。n一類一類薄膜薄膜材料，如材料，如SnOSnO2 2，可做透明電可做透明電極，用于各種顯示器件上極，用于各種顯示器件上硅碳棒硅碳棒超導(dǎo)陶瓷超導(dǎo)陶瓷n具有具有超導(dǎo)特性超導(dǎo)特性的電子陶瓷材料的電子陶瓷材料n超導(dǎo)現(xiàn)象超導(dǎo)現(xiàn)象：材料在特定條件下電阻變?yōu)椋翰牧显谔囟l件下電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象零的現(xiàn)象n材料材料：Ba-La

39、-Cu-O系氧化物混合相燒結(jié)系氧化物混合相燒結(jié)體，超導(dǎo)溫度體，超導(dǎo)溫度13K以下。以下。nY-Ba-Cu-O系超導(dǎo)陶瓷，系超導(dǎo)陶瓷，超導(dǎo)溫度超導(dǎo)溫度接近接近100K n邁斯納效應(yīng)邁斯納效應(yīng)：將處于超導(dǎo)狀態(tài)的某：將處于超導(dǎo)狀態(tài)的某超導(dǎo)體置于磁場中，只要加于其表超導(dǎo)體置于磁場中，只要加于其表面的磁場強(qiáng)度不超過某一臨界值面的磁場強(qiáng)度不超過某一臨界值Hc，磁力線就無法穿透試樣，而保持超磁力線就無法穿透試樣，而保持超導(dǎo)體內(nèi)的磁通為零。這種完全的導(dǎo)體內(nèi)的磁通為零。這種完全的抗抗磁效應(yīng)磁效應(yīng)稱邁斯納效應(yīng)稱邁斯納效應(yīng)（Meissner） 3 3壓電陶瓷壓電陶瓷n具有力電轉(zhuǎn)換功能的電子陶瓷。具有力電轉(zhuǎn)換功能的電

40、子陶瓷。n能將施加于陶瓷上的力轉(zhuǎn)換成電信號，能將施加于陶瓷上的力轉(zhuǎn)換成電信號，或?qū)⑹┘佑谔沾缮系碾娦盘栟D(zhuǎn)換成振或?qū)⑹┘佑谔沾缮系碾娦盘栟D(zhuǎn)換成振動或材料體積（長度）的變化動或材料體積（長度）的變化n常用作換能器材料。常用作換能器材料。n傳統(tǒng)的壓電材料：水晶，酒石酸鉀鈉，傳統(tǒng)的壓電材料：水晶，酒石酸鉀鈉，磷酸二氫鉀等磷酸二氫鉀等n壓電陶瓷材料：壓電陶瓷材料：BaTiOBaTiO3 3，PbZrOPbZrO3 3，PbZrOPbZrO3 3-PbTiO-PbTiO3 3等。等。n現(xiàn)在，性能更好的三元四元系壓電陶瓷現(xiàn)在，性能更好的三元四元系壓電陶瓷n特點(diǎn)特點(diǎn)：材料內(nèi)部含有鐵電疇，需要人工：材料內(nèi)部含有

41、鐵電疇，需要人工極化極化4 4磁性瓷磁性瓷n具有具有磁性磁性或或電磁轉(zhuǎn)換功能電磁轉(zhuǎn)換功能的功能陶的功能陶瓷。瓷。n軟磁材料，硬磁材料，磁記錄材料軟磁材料，硬磁材料，磁記錄材料n磁記錄材料磁記錄材料：能將施加于陶瓷上的：能將施加于陶瓷上的電信號轉(zhuǎn)換成磁效應(yīng)，或?qū)⑹┘佑陔娦盘栟D(zhuǎn)換成磁效應(yīng)，或?qū)⑹┘佑谔沾缮系拇判?yīng)轉(zhuǎn)換成電信號。陶瓷上的磁效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電信號。n具有強(qiáng)磁性的陶瓷材料，包括稀土柘具有強(qiáng)磁性的陶瓷材料，包括稀土柘榴子石（榴子石（M3Fe5O12,立方晶系），六方立方晶系），六方鐵氧體，鈣鈦礦型材料，如鈦鐵礦類鐵氧體，鈣鈦礦型材料，如鈦鐵礦類（CoMnO3,NiMnO3鐵磁體）等鐵磁體）等n廣

42、泛用于記錄和存儲信息。廣泛用于記錄和存儲信息。n電容器瓷電容器瓷21，磁性瓷，磁性瓷18，集成封裝瓷，集成封裝瓷 15-16，壓電瓷，壓電瓷11，熱敏電阻瓷，熱敏電阻瓷 5.6，傳感元件瓷，傳感元件瓷5.1，基片瓷，基片瓷2.4， 變阻器瓷變阻器瓷1.9。n這些元件主要用于計(jì)算機(jī)、通訊、電視、廣這些元件主要用于計(jì)算機(jī)、通訊、電視、廣播、家用電器、空間技術(shù)、自動化、汽車及播、家用電器、空間技術(shù)、自動化、汽車及醫(yī)療等領(lǐng)域。醫(yī)療等領(lǐng)域。第二節(jié)結(jié)構(gòu)型電子陶瓷第二節(jié)結(jié)構(gòu)型電子陶瓷把具有機(jī)械、熱學(xué)和部分化學(xué)功能的陶瓷，把具有機(jī)械、熱學(xué)和部分化學(xué)功能的陶瓷，稱為結(jié)構(gòu)陶瓷。稱為結(jié)構(gòu)陶瓷。具有較好的具有較好的機(jī)

43、械性能機(jī)械性能，起支撐、保護(hù)、隔，起支撐、保護(hù)、隔離等作用的電子陶瓷材料。離等作用的電子陶瓷材料。用于制造電子元件、器件、部件和電路中用于制造電子元件、器件、部件和電路中的基體、外殼、固定件、絕緣零件等的陶的基體、外殼、固定件、絕緣零件等的陶瓷材料。瓷材料。電真空管電真空管 電熱電器陶瓷電熱電器陶瓷按照這類陶瓷材料的原料和化學(xué)、礦物組成，按照這類陶瓷材料的原料和化學(xué)、礦物組成，又可分為滑石瓷，氧化鋁瓷，高熱導(dǎo)率瓷，又可分為滑石瓷，氧化鋁瓷，高熱導(dǎo)率瓷，碳化硅瓷，莫來石瓷，長石瓷，低堿瓷等碳化硅瓷，莫來石瓷，長石瓷，低堿瓷等n在電子陶瓷工業(yè)中，這類瓷的產(chǎn)量在電子陶瓷工業(yè)中，這類瓷的產(chǎn)量(按產(chǎn)品質(zhì)

44、按產(chǎn)品質(zhì)量計(jì)量計(jì))最多，應(yīng)用面最廣。最多，應(yīng)用面最廣。n目前，功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷的產(chǎn)值比為目前，功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷的產(chǎn)值比為3:ln隨著集成電路隨著集成電路(IC)的發(fā)展，這類瓷在制造電路的發(fā)展，這類瓷在制造電路基片方面有飛速發(fā)展?；矫嬗酗w速發(fā)展。1、滑石瓷、滑石瓷又稱塊滑石瓷。主晶相為原頑輝石，主要成又稱塊滑石瓷。主晶相為原頑輝石，主要成分偏硅酸鎂（分偏硅酸鎂（ MgOSiO2 ）占整體組分的占整體組分的65以上，其余為玻璃相。以上，其余為玻璃相?；墒且环N電性能優(yōu)良的高頻滑石瓷是一種電性能優(yōu)良的高頻裝置瓷裝置瓷，還，還可作高壓高功率陶瓷電容器可作高壓高功率陶瓷電容器。n以滑石以滑石(

45、3MgO4 4SiO2 H2O)為主要原料，加入為主要原料，加入一定量的粘土、膨潤土和碳酸鋇等經(jīng)高溫?zé)欢康恼惩?、膨潤土和碳酸鋇等經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。結(jié)而成。裝置瓷件 高壓運(yùn)輸線絕緣子滑石瓷滑石瓷n滑石瓷（高頻瓷、強(qiáng)化瓷、鎂質(zhì)瓷），主要成分 MgOSiO2n色澤潔白，抗酸性強(qiáng)、絕緣性高、吸附力強(qiáng)，是一種良好的裝置瓷材料n用作電子產(chǎn)品中線圈骨架、安裝板、支架、各種類型的高頻絕緣子、撥段開關(guān)瓷軸、瓷套管、電阻基體、密封外殼等，滑石瓷（高頻瓷）熱絕緣性能高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐壓強(qiáng)度高。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：介電常數(shù)低：介電常數(shù)低(一般一般67) ，介質(zhì)損耗角正切值低，介質(zhì)損耗角正切值低（tg波動于波動于(320)

46、10-1） ，絕緣強(qiáng)度高（，絕緣強(qiáng)度高（20-30kV/mm） ，體積電阻率高，體積電阻率高(100下的體積電阻率約下的體積電阻率約達(dá)達(dá)1014cm)，抗彎強(qiáng)度高抗彎強(qiáng)度高120-200MPa ，化學(xué)穩(wěn)定性好。耐酸、耐，化學(xué)穩(wěn)定性好。耐酸、耐堿、耐腐蝕。堿、耐腐蝕。高頻特性優(yōu)良，介電常數(shù)隨頻率的升高而降低，且在高頻特性優(yōu)良，介電常數(shù)隨頻率的升高而降低，且在高頻下隨溫度的升高變化很小高頻下隨溫度的升高變化很小n缺點(diǎn)：如果生產(chǎn)控制不當(dāng)，滑石瓷在放置或使用過缺點(diǎn)：如果生產(chǎn)控制不當(dāng)，滑石瓷在放置或使用過程中會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，即出現(xiàn)由于主晶相偏硅酸鎂的程中會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，即出現(xiàn)由于主晶相偏硅酸鎂的晶型轉(zhuǎn)化

47、而導(dǎo)致的瓷體粉化、龜裂、強(qiáng)度降低、介電晶型轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的瓷體粉化、龜裂、強(qiáng)度降低、介電性能惡化性能惡化n偏硅酸鎂有三種晶型原頑輝石、頑火輝石和斜頑輝偏硅酸鎂有三種晶型原頑輝石、頑火輝石和斜頑輝石石n在晶型轉(zhuǎn)化過程中，應(yīng)變和應(yīng)力作用的結(jié)果。在晶型轉(zhuǎn)化過程中，應(yīng)變和應(yīng)力作用的結(jié)果。MgSiO3各種變體的晶格參數(shù)等性能各種變體的晶格參數(shù)等性能n原頑輝石是滑石瓷的主晶相，滑石瓷的優(yōu)良性能與原原頑輝石是滑石瓷的主晶相，滑石瓷的優(yōu)良性能與原頑輝石有直接關(guān)系。頑輝石有直接關(guān)系。n解決滑石瓷的老化或粉化問題解決滑石瓷的老化或粉化問題:設(shè)法穩(wěn)定原頑輝石使設(shè)法穩(wěn)定原頑輝石使之在冷卻、放置和使用過程中不致向頑火輝石或

48、斜頑之在冷卻、放置和使用過程中不致向頑火輝石或斜頑輝石轉(zhuǎn)化輝石轉(zhuǎn)化n影響因素：影響因素：(1)玻璃相的影響；玻璃相的影響；(2)晶粒大小的影響；晶粒大小的影響；(3)固溶體的影響固溶體的影響 ；(4)冷卻條件的影響冷卻條件的影響 n在在1042 以下是原頑輝石向頑火輝石或斜頑輝石轉(zhuǎn)化以下是原頑輝石向頑火輝石或斜頑輝石轉(zhuǎn)化趨向較大的溫度區(qū)間，易提高冷卻速度趨向較大的溫度區(qū)間，易提高冷卻速度n燒結(jié)范圍窄燒結(jié)范圍窄n一般只有一般只有20左右左右n如果燒成控制不好，常常造成變形、起如果燒成控制不好，常常造成變形、起泡、粘結(jié)墊料等，產(chǎn)生廢品。泡、粘結(jié)墊料等，產(chǎn)生廢品。n燒結(jié)范圍燒結(jié)范圍(或燒成范圍或燒成

49、范圍)是指能夠燒結(jié)成致密的是指能夠燒結(jié)成致密的性能良好的陶瓷材料的燒成溫度范圍，低于性能良好的陶瓷材料的燒成溫度范圍，低于此溫度范圍陶瓷欠燒，超過此溫度范圍陶瓷此溫度范圍陶瓷欠燒，超過此溫度范圍陶瓷過燒，陶瓷材料的性能將惡化。過燒，陶瓷材料的性能將惡化。n純滑石組成在純滑石組成在1543以前沒有液相產(chǎn)生，至以前沒有液相產(chǎn)生，至1543以后又幾乎全部熔融。以后又幾乎全部熔融?；傻臒Y(jié)范圍滑石瓷的燒結(jié)范圍MgO-Al2O3-SiO2系相圖系相圖滑石瓷的典型配方滑石瓷的典型配方2、氧化鋁瓷、氧化鋁瓷nAl2O3為主要原料，以為主要原料，以剛玉相剛玉相（-Al2O3）為主要為主要礦物組成礦物組成

50、。n通常以配料或瓷體中的通常以配料或瓷體中的Al2O3 的含量來分類。的含量來分類。n習(xí)慣上把習(xí)慣上把Al2O3 含量在含量在99左右的陶瓷稱為為左右的陶瓷稱為為99瓷（剛玉瓷），把含量瓷（剛玉瓷），把含量95和和90左右的依次稱左右的依次稱為為“95瓷瓷”和和“90瓷瓷”。 nAl2O3 含量在含量在85以上的陶瓷通常稱高鋁瓷。以上的陶瓷通常稱高鋁瓷。95氧化鋁瓷氧化鋁瓷99氧化鋁瓷氧化鋁瓷n高溫元件，電爐元件高溫元件，電爐元件n金屬膜電阻和繞線電阻基體，電路基片，真空電容器金屬膜電阻和繞線電阻基體，電路基片，真空電容器的陶瓷管殼，大功率柵控金屬陶瓷管，微波管的陶瓷的陶瓷管殼，大功率柵控金屬

51、陶瓷管，微波管的陶瓷管殼，微波管輸能窗的陶瓷組件，各種陶瓷基板管殼，微波管輸能窗的陶瓷組件，各種陶瓷基板(包包括多層布線基板括多層布線基板)及半導(dǎo)體集成電路陶瓷封裝管殼等及半導(dǎo)體集成電路陶瓷封裝管殼等n是電真空陶瓷的主要瓷種，也是生產(chǎn)陶瓷基板及多層是電真空陶瓷的主要瓷種，也是生產(chǎn)陶瓷基板及多層布線封裝管殼的一種基本陶瓷材料。布線封裝管殼的一種基本陶瓷材料。n國內(nèi)國內(nèi)95瓷較多，能滿足基本的機(jī)械性能和電性能要求瓷較多，能滿足基本的機(jī)械性能和電性能要求n特點(diǎn)特點(diǎn)： Al2O3 陶瓷，特別是高鋁瓷的機(jī)械強(qiáng)度陶瓷，特別是高鋁瓷的機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性能好，絕緣強(qiáng)度和電阻率高，介高，導(dǎo)熱性能好，絕緣強(qiáng)度和電

52、阻率高，介質(zhì)損耗低，電性能隨溫度和頻率的變化比較質(zhì)損耗低，電性能隨溫度和頻率的變化比較穩(wěn)定。穩(wěn)定。n介電常數(shù)一般在介電常數(shù)一般在8-10之間，電性能隨溫度和頻之間，電性能隨溫度和頻率的變化比較穩(wěn)定，特別是純度率的變化比較穩(wěn)定，特別是純度(Al2O3 含量含量)達(dá)達(dá)99.5的剛玉瓷，直到頻率高達(dá)的剛玉瓷，直到頻率高達(dá)1010Hz以上以上時(shí)，時(shí)， tg 110-4。n高鋁瓷的電導(dǎo)率較低，但其熱導(dǎo)率比較高。高鋁瓷的電導(dǎo)率較低，但其熱導(dǎo)率比較高。n95瓷，其室溫下熱導(dǎo)率瓷，其室溫下熱導(dǎo)率21w（mK），比滑石瓷的），比滑石瓷的熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率2.1W(mK)高一個(gè)數(shù)量級。高一個(gè)數(shù)量級。n缺點(diǎn)：高鋁瓷的燒結(jié)

53、溫度較高缺點(diǎn)：高鋁瓷的燒結(jié)溫度較高n燒結(jié)溫度高（燒結(jié)溫度高（1600 以上），燒結(jié)困難，易于發(fā)生晶以上），燒結(jié)困難，易于發(fā)生晶粒異常長大粒異常長大n我國目前大量生產(chǎn)的高鋁瓷普遍采用我國目前大量生產(chǎn)的高鋁瓷普遍采用CaO，MgO，SiO2等熔劑類加入物等熔劑類加入物(以粘土、以粘土、CaCO3、滑石等引入、滑石等引入)。雜質(zhì)對氧化鋁瓷性能的影響雜質(zhì)對氧化鋁瓷性能的影響95瓷雙列直插陶瓷封接管殼瓷雙列直插陶瓷封接管殼95瓷瓷氧化鋁瓷的配方氧化鋁瓷的配方n為了滿足易熔玻璃封裝管殼的遮光要求以及為了滿足易熔玻璃封裝管殼的遮光要求以及使數(shù)碼顯示基片具有清晰的顯示特性，也研使數(shù)碼顯示基片具有清晰的顯示特性

54、，也研制了黑色或黑褐色的制了黑色或黑褐色的Al2O3 瓷瓷著色機(jī)理著色機(jī)理n對光波產(chǎn)生某一特征波段的選擇性吸收，對光波產(chǎn)生某一特征波段的選擇性吸收，陶瓷材料也就呈現(xiàn)與這一特征波段的顏陶瓷材料也就呈現(xiàn)與這一特征波段的顏色的補(bǔ)色。色的補(bǔ)色。n含含1Cr2O3陶瓷常呈現(xiàn)紅色陶瓷常呈現(xiàn)紅色n含鈷或鐵呈現(xiàn)黑色，含錳呈紫色或黑色含鈷或鐵呈現(xiàn)黑色，含錳呈紫色或黑色n因原料、配方以及工藝條件的不同，因原料、配方以及工藝條件的不同，各種各種Al2O3 陶瓷的性能指標(biāo)可以在陶瓷的性能指標(biāo)可以在相當(dāng)寬范圍內(nèi)調(diào)控、變化。相當(dāng)寬范圍內(nèi)調(diào)控、變化。滑石或者氧化鋁點(diǎn)火器瓷滑石或者氧化鋁點(diǎn)火器瓷3、長石瓷和低長石瓷和低堿堿瓷

55、瓷n長石瓷和低長石瓷和低堿堿瓷是薄膜電阻生產(chǎn)中大量采用瓷是薄膜電阻生產(chǎn)中大量采用的陶瓷材料的陶瓷材料n兩種陶瓷材料在室溫至較高溫度兩種陶瓷材料在室溫至較高溫度(200一一300)下具有滿意的電性能下具有滿意的電性能n瓷體致密、氣孔率低、表面平整，便于在其瓷體致密、氣孔率低、表面平整，便于在其上蒸鍍均勻優(yōu)質(zhì)的碳膜或金屬膜上蒸鍍均勻優(yōu)質(zhì)的碳膜或金屬膜n長石瓷的燒成范圍較寬，而低堿瓷的燒長石瓷的燒成范圍較寬，而低堿瓷的燒成范圍較窄，都能滿足工藝要求成范圍較窄，都能滿足工藝要求n瓷體的機(jī)械強(qiáng)度較高，有利于后續(xù)加工。瓷體的機(jī)械強(qiáng)度較高，有利于后續(xù)加工。n可在可在陶瓷基體表面上蒸鍍碳膜或金屬膜陶瓷基體表面

56、上蒸鍍碳膜或金屬膜，制備碳膜電阻或金屬膜制備碳膜電阻或金屬膜電阻電阻電阻電阻基體瓷基體瓷電阻電阻瓷棒瓷棒電阻電阻瓷殼瓷殼1）長石瓷）長石瓷n長石瓷，長石瓷，成分成分R2O-Al2O3-SiO2n相組成相組成:莫來石、石英和長石質(zhì)玻璃。莫來石、石英和長石質(zhì)玻璃。n具有一定的電性能和機(jī)械性能。具有一定的電性能和機(jī)械性能。n所有電子陶瓷中成本最低的瓷料之一。所有電子陶瓷中成本最低的瓷料之一。n碳膜電阻基體。碳膜電阻基體。n長石質(zhì)電阻瓷所用的原料均為天然礦物原料長石質(zhì)電阻瓷所用的原料均為天然礦物原料-粘土、長石和石英。粘土、長石和石英。n長石電阻瓷除了有較高機(jī)械強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)外，長石電阻瓷除了有較高機(jī)械強(qiáng)

57、度的優(yōu)點(diǎn)外，在工藝上亦有易于成型和燒成的優(yōu)點(diǎn)在工藝上亦有易于成型和燒成的優(yōu)點(diǎn)n但是，長石電阻瓷料中堿金屬氧化物含量高，但是，長石電阻瓷料中堿金屬氧化物含量高，在溫度增高時(shí)，其絕緣電阻顯著下降而介質(zhì)在溫度增高時(shí)，其絕緣電阻顯著下降而介質(zhì)損耗增大很多，限制了它在高溫下使用損耗增大很多，限制了它在高溫下使用2 2）低堿瓷）低堿瓷n低堿瓷屬于低堿瓷屬于R2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)，其相組成為系統(tǒng)，其相組成為莫來石、石英變體、鋇長石和鋇質(zhì)玻璃。這莫來石、石英變體、鋇長石和鋇質(zhì)玻璃。這種瓷料實(shí)際上是鋇長石瓷，但種瓷料實(shí)際上是鋇長石瓷，但R2O成分較少，成分較少，小于小于0.5，故稱為低堿瓷，故稱為低堿

58、瓷n為了克服長石瓷中堿金屬含量高帶來的問題為了克服長石瓷中堿金屬含量高帶來的問題n由于瓷料中堿金屬氧化物含量很低，因而溫由于瓷料中堿金屬氧化物含量很低，因而溫度增高時(shí)仍有較高的絕緣電阻和較小的介質(zhì)度增高時(shí)仍有較高的絕緣電阻和較小的介質(zhì)損耗，適于做較高溫度下使用的金屬膜電阻損耗，適于做較高溫度下使用的金屬膜電阻器的瓷體。器的瓷體。n使用人工合成的堿含量極低的鋇鈣鋁硅酸鹽使用人工合成的堿含量極低的鋇鈣鋁硅酸鹽熔塊代替鉀長石。熔塊代替鉀長石。n機(jī)械強(qiáng)度低，燒結(jié)范圍窄。機(jī)械強(qiáng)度低，燒結(jié)范圍窄。4 4、高熱導(dǎo)率瓷、高熱導(dǎo)率瓷 n高熱導(dǎo)率瓷：熱導(dǎo)率較高的電子陶瓷材料。高熱導(dǎo)率瓷：熱導(dǎo)率較高的電子陶瓷材料。

59、n 隨著民用、軍用電子設(shè)備或系統(tǒng)功能的日益提高，電隨著民用、軍用電子設(shè)備或系統(tǒng)功能的日益提高，電子器件向高密度、多功能、快速化和大功率發(fā)展，對子器件向高密度、多功能、快速化和大功率發(fā)展，對器件的熱耗散提出了越來越高的要求。器件的熱耗散提出了越來越高的要求。n在引起電子產(chǎn)品失效的原因中，熱占在引起電子產(chǎn)品失效的原因中，熱占55，振動占，振動占20，濕度占，濕度占19，塵埃占，塵埃占6。n雖然可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使熱分布盡量合理，但要從根雖然可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使熱分布盡量合理，但要從根本上解決問題，需采用高熱導(dǎo)率的材料。本上解決問題，需采用高熱導(dǎo)率的材料。n高熱導(dǎo)率晶體是由原子量較低的元素構(gòu)成的共價(jià)鍵或

60、共高熱導(dǎo)率晶體是由原子量較低的元素構(gòu)成的共價(jià)鍵或共價(jià)鍵很強(qiáng)的單質(zhì)晶體及一些二元化合物價(jià)鍵很強(qiáng)的單質(zhì)晶體及一些二元化合物n熱導(dǎo)率在熱導(dǎo)率在2w(cmK)以上的非金屬晶體只有金剛石、以上的非金屬晶體只有金剛石、石墨石墨、BN、BeO、SiC、BP和和A1N等幾種等幾種n研究并生產(chǎn)高熱導(dǎo)率的電子陶瓷材料研究并生產(chǎn)高熱導(dǎo)率的電子陶瓷材料n制成陶瓷材料包括制成陶瓷材料包括BeO、BN、AlN、SiC等材料。等材料。n用作電真空瓷件、集成電路陶瓷基片，陶瓷封裝管殼等用作電真空瓷件、集成電路陶瓷基片，陶瓷封裝管殼等幾種高純單晶體的熱導(dǎo)率（幾種高純單晶體的熱導(dǎo)率（300K）n兩種兩種n一種是通過自由電子進(jìn)行熱