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電子陶瓷分類

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月07日 15:39

電子陶瓷
閱讀：10960時間：2010-09-26 14:40:25

　　電子陶瓷（electronic ceramic）在電子工業(yè)中能夠利用電、磁性質(zhì)的陶瓷。電子陶瓷是通過對表面、晶界和尺寸結(jié)構(gòu)的精密控制而最終獲得具有新功能的陶瓷。在能源、家用電器、汽車等方面可以廣泛應(yīng)用。

分類

　　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(dǎo)體陶瓷和離子陶瓷。

材料的特性

　　在各種精密陶瓷中，以電子陶瓷的應(yīng)用最多樣，市場也，由於其優(yōu)異的特性，且具有一些特殊的性能，如壓電性、焦電性等，使它在電子工業(yè)上占有一個非常重要的地位，到底是哪些特性呢？分述如下：

　　1. 具有范圍極為寬廣的電氣特性：

　　金屬是導(dǎo)體，塑膠不導(dǎo)電是一般人耳熟能詳?shù)?，但是陶瓷卻具有極為寬廣的電氣特性，從一般的絕緣體，到半導(dǎo)體，導(dǎo)體、甚至超導(dǎo)體，都有不同的陶瓷具備此功能，且發(fā)展完整。例如朱經(jīng)武博士所研究出的釔鋇銅氧高溫超導(dǎo)體就是陶瓷的一種。

　　2. 無窮盡的資源

　　地表上蘊(yùn)藏量最多的元素，除了氧之外就是矽和鋁，而這兩種元素均為陶瓷化合物中的重要成分。因此陶瓷的原料來源可說是取之不盡用之不竭，對工業(yè)的大量生產(chǎn)上占一大優(yōu)勢。

　　3. 特殊的物理性質(zhì)

　　(a).電性方面：

　　部份的電子陶瓷具有壓電性（piezoelectricity），焦電性(pyroelectricity)，鐵電性(ferroelectricity)等特殊性質(zhì)，所謂壓電性是在材料上加壓後，產(chǎn)生電流的效應(yīng)，反之亦然，焦電性則是加溫後產(chǎn)生電流，具有鐵電性會在移去電場後，存在自發(fā)的極化量，這些特殊的物性使得電子陶瓷得以制作許多特殊用途的元件。

　　(b).光學(xué)方面：

　　現(xiàn)今的陶瓷不但可以透光，而且具有許多意想不到的特性，如光的倍頻效應(yīng)，可以將入射光的頻率加倍，也可利用III-V族化合物制造雷射。

　　4.的環(huán)境穩(wěn)定性

　　陶瓷具有相當(dāng)優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性，比如抗酸抗鹼，耐高溫低溫，耐磨耐壓，因此可以應(yīng)用在相當(dāng)嚴(yán)苛的條件之下，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。

材料的應(yīng)用

　　由於電子陶瓷具有其獨(dú)特且優(yōu)異的特性，因此在電子工業(yè)上被大量的應(yīng)用，以下就應(yīng)用的類別，一一的做介紹：

　　1. 絕緣陶瓷：

　　這可以說是電子陶瓷最早發(fā)展的一支，在電路中作為絕緣之用。例如高壓電塔上的絕緣礙子，在微電子系統(tǒng)中，主要是用來作為積體電路的基版的用途上，氧化鋁是最常用的材料，由於具有比高分子更高的熱傳系數(shù)及更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，在IC基版中占有重要地位。

　　2. 介電陶瓷：

　　介電陶瓷是電子陶瓷中產(chǎn)量的一支，主要用在制作電容器，傳統(tǒng)的電容器包括了溫度補(bǔ)償型，高K型與半導(dǎo)型。由於目前電子元件追求小型化，因此將多層的電容做積層的串連，成為積層電容器，大量的以SMT（表面黏著技術(shù)）使用在印刷電路版上。而利用陶瓷介電性制成的高頻共振元件，則運(yùn)用在大哥大電話，衛(wèi)星通訊等高頻通訊的領(lǐng)域，在講究個人通訊的今日，有無窮的潛力。介電陶瓷中的鐵電陶瓷具有極高的介電系數(shù)與自發(fā)性極化，利用其高介電性，可以應(yīng)用在高容量DRAM（動態(tài)隨機(jī)記憶體）的制造中。例如1996年日本三菱公司發(fā)表以BST為基礎(chǔ)的4Gb容量DRAM，具有極高的商業(yè)潛力，利用自發(fā)性極化，可以作為非揮發(fā)性記憶體，未來可能取代硬碟，成為大容量IC記憶體的新寵兒。

　　3. 壓電陶瓷：

　　由於壓電陶瓷具有機(jī)電轉(zhuǎn)換的特性，利用它所制成的產(chǎn)品種類相當(dāng)多，如瓦斯?fàn)t的點(diǎn)火器，揚(yáng)聲器，超音波震蕩器，驅(qū)動器，超音波馬達(dá)，都是運(yùn)用機(jī)械能與電能的互換特性所制成。此外還可以制成壓電變壓器與濾波器，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，主要應(yīng)用的材料是PZT，PMN-PT等材料。

　　4. 焦電陶瓷：

　　利用陶瓷的焦電特性，可以制成紅外線偵測器，用以高溫計(jì)、輻射計(jì)、警報(bào)系統(tǒng)、與熱影像等用途上。

　　5. 磁性陶瓷：

　　簡單的說，磁性陶瓷就是可以具有磁性的陶瓷。有磁性的物質(zhì)很多，但是由於陶瓷所具有的磁性強(qiáng)度是別的材料所難以比擬的，因此大量的被用在制作電感或變壓器的磁蕊，磁性記憶材料（如軟硬碟或磁帶上的涂膜），各種微波元件，與揚(yáng)聲器、馬達(dá)等等。

　　6. 電光陶瓷：

　　電光陶瓷是指當(dāng)改變加於其兩端的電壓時，可以控制通過他的光線的型態(tài)，例如PLZT，可以用來制作光調(diào)變器，或使光左右掃瞄的偏光器。

　　7. 半導(dǎo)性陶瓷：

　　雖然一般的陶瓷是絕緣體，但是經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚?，也可以具有半?dǎo)的性質(zhì)，具有半導(dǎo)性的陶瓷可以有許多的用途，例如氧化鋅與數(shù)種適當(dāng)?shù)奶砑游锟梢灾瞥勺冏杵?，由於它具有吸收突波的特性，可以用來保護(hù)電子元件，防止突波的破壞。有些半導(dǎo)性陶瓷的導(dǎo)電性因溫度的不同變化很大，可以用來量測溫度，以PTC（正溫度系數(shù)）陶瓷做加熱器具有自動控溫的特能，如近來常見的陶瓷暖爐，就是一例。此外半導(dǎo)性陶瓷還可以做濕度或氣體感測器，具有元件簡單，但靈敏度高的特性。

　　8. 超導(dǎo)陶瓷：

　　所謂超導(dǎo)現(xiàn)象，是指在某一臨界溫度下物體電阻為零的現(xiàn)象。利用超導(dǎo)現(xiàn)象可以用來作為電力輸送與超導(dǎo)磁鐵之用，雖然許多物質(zhì)在接近0K的溫度都具有超導(dǎo)性，但陶瓷超導(dǎo)體的臨界溫度極高，在液態(tài)氮冷卻的情況下就可以呈現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，大幅降低冷卻成本，是明星像的超導(dǎo)材料。

應(yīng)用發(fā)展趨勢

　　具有更薄更小尺寸的片式壓電陶瓷頻率元器件；頻率更高的壓電陶瓷諧振器；具有更高頻率精度，更優(yōu)異頻率穩(wěn)定性，可靠性更高的壓電陶瓷頻率元器件；具有優(yōu)異的耐熱性，能適用無鉛回流焊需要的片式陶瓷頻率元器件；不含或少含有毒、有害元素的片式壓電陶瓷頻率元器件的應(yīng)用會受到關(guān)注。

　　壓電陶瓷換能器產(chǎn)生的超聲波處理廢水及有毒水。具有徑向尺寸小、輸出力矩大、可控性強(qiáng)等特點(diǎn)的超聲電機(jī)；防盜、測高、汽車防撞、遙控開關(guān)和機(jī)器人測距離等超聲傳感器；伺服位移制動器、光學(xué)應(yīng)變鏡、應(yīng)變光柵、超精密導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、切磨誤差補(bǔ)償制動器、油壓伺服閥等應(yīng)特別關(guān)注。

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