電子陶瓷簡介

所謂電子陶瓷就是指在電子工業(yè)中能夠利用電、磁性質(zhì)的陶瓷稱為電子陶瓷，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產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)中。

電子陶瓷的種類

1、絕緣裝置瓷：

這類型的電子陶瓷簡稱裝置瓷，具有優(yōu)良的電絕緣性能，主要用作電子設(shè)備和器件中的結(jié)構(gòu)件、基片和外殼等的電子陶瓷；絕緣電子陶瓷緣裝置瓷件包括各種絕緣子、線圈骨架、電子管座、波段開關(guān)、電容器支柱支架、集成電路基片和封裝外殼等。

2、電容器瓷：

這類型的電子陶瓷主要用作電容器介質(zhì)的電子陶瓷。這類陶瓷用量最大、規(guī)格品種也最多。主要的有高頻、低頻電容器瓷和半導(dǎo)體電容器瓷。

3、鐵電陶瓷：

這類型的電子陶瓷產(chǎn)品功能多、用途廣；利用其壓電特性可以制成壓電器件，這是鐵電陶瓷的主要應(yīng)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可以制成紅外探測器件，在測溫、控溫、遙測、遙感以至生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用價值。

4、半導(dǎo)體陶瓷：

通過半導(dǎo)體化措施使陶瓷具有半導(dǎo)電性晶粒和絕緣性（或半導(dǎo)體性）晶界，從而呈現(xiàn)很強的界面勢壘等半導(dǎo)體特性的電子陶瓷。

5、離子陶瓷：

快離子導(dǎo)電的電子陶瓷具有快速傳遞正離子的特性，可用來制作較經(jīng)濟(jì)的高比率能量的固體電池。

電子陶瓷的成型方法

一、干壓成型法：

1、干壓成型法原理及影響因素：

將造好粒的料（坯料）裝入鋼模施以壓力，同時排出氣體，通過粘合劑的作用，粉粒變形相互接觸相嵌，達(dá)到預(yù)期的幾何形狀和密度。其方法主要有兩種：模壓法與靜水壓法。對于干壓成型法，它受到加壓方式和壓強大小的影響。

2、干壓成型優(yōu)缺點。

優(yōu)點：

工藝簡單、操作方便，只要有合適的模具和壓床就可進(jìn)行小批量試制，周期短、工效高，容易實行機械自動化生產(chǎn)。粉料中含水量或其它膠合劑量較少，成型坯體比較密實、尺寸比較精確，燒成后收縮小，機械強度高。

缺點：

坯體壓制密度不均勻。壓坯需要鋼制模具，每一類產(chǎn)品就需要一套模具，制作工藝要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜時不容易辦到，干壓時模具的磨損率較大。

二、等靜壓成型法：

1、等靜壓成型的特點與類型：

它是一種利用液體不可壓縮性和均勻傳遞壓力特性的一種成型方法，如同高壓容器中的試樣所受的壓力和同處同一深度的靜水中所受的壓力情況一樣，所以顧名思義叫等靜壓，根據(jù)這種原理而獲得的成型工藝稱為等靜壓成型。主要包括濕式等靜壓法和干式等靜壓法。

2、等靜壓成型法優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

對成型模具無特殊嚴(yán)格的要求。坯體均勻致密，燒結(jié)收縮特別小，各向均勻一致，燒成后的產(chǎn)品具有特別高的機械強度。

缺點：

設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣（特別是濕式），生產(chǎn)效率不高。

三、擠制成型法：

將煉好并通過真空除氣的泥料置于圓形擠制筒內(nèi)，上方通過活塞給泥料施加壓力，下端通過機嘴擠出各種形狀的坯件。產(chǎn)品的形狀主要取決于擠制機的機嘴和型芯結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點主要為：連續(xù)生產(chǎn)，效率高，污染小，易于自動化生產(chǎn)作業(yè)。 其缺點主要是：機嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度高，耗料多，坯體燒成收縮大。

四、注漿成型法：

將流動性漿料充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后倒入事先制好的吸水性很強的石膏（CaSO4?1/2H2O）模中，待漿料水分為石膏模具所充分吸收之后，脫模即得到坯體，注漿方式主要有兩種：單面注漿：單面注漿的工作面為一個面（殼體）。雙面注漿：雙面注漿的工作面為二個面（實體）。

優(yōu)點：設(shè)備簡單，凡是大小不一、形狀復(fù)雜、壁薄、體積較大且尺寸要求不嚴(yán)格的坯體均可采用注漿法成型。

缺點：工藝層次繁瑣，手工操作較多，勞動強度高，石膏模具用量較大，生產(chǎn)周期較長，不易自動化生產(chǎn)，坯件孔隙較多，密度小強度差，收縮大，形變顯著。

五、流延成型法：

流延成型法是目前比較成熟，能夠獲得高質(zhì)量、超薄型薄片的方法，國外也有人稱之為刮刀法，流延成型法制備方法是：先將通過細(xì)磨、煅燒的熟粉料加入溶劑，必要時添加抗凝聚劑、除泡劑燒結(jié)促進(jìn)劑等進(jìn)行濕式混磨，再加入粘合劑、增塑劑、潤滑劑等進(jìn)行濕磨，最后經(jīng)過真空除氣以形成穩(wěn)定的，流動性良好的漿料。

優(yōu)點：可連續(xù)操作，生產(chǎn)效率高，自動化水平高，坯膜性能均勻一致，易于控制，能夠流延出極薄的坯膜。

缺點：要求用很細(xì)的粉料，溶劑和粘合劑含量較多，坯膜密度不大，燒結(jié)收縮率可達(dá)20%。

六、熱壓鑄成型：

在較高的溫度下(80-100℃)使瓷料與粘結(jié)劑(石蠟)攪合在一起，組成一個熱壓鑄用的瓷漿，在壓力下使瓷漿充滿金屬鑄模，并在壓力的持續(xù)作用下凝固，形成半成品，再經(jīng)過去除粘結(jié)劑(排蠟)和燒成，便獲得所需的制品。這種流態(tài)法成型工藝與注漿成型工藝的重要區(qū)別在于它并不使用溶劑，而利用粘合劑—石蠟的高溫流變性來進(jìn)行加壓鑄造成型，為電子瓷工業(yè)所廣泛采用。

優(yōu)點：

1、能成型形狀復(fù)雜的制品。

2、生產(chǎn)率很高。

3、壓鑄用的模具結(jié)構(gòu)比干壓法的簡單，而且壽命長。

4、熱壓鑄設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。

5、提高了制品的合格率和原料的利用率。

缺點：主要表現(xiàn)在：工序較復(fù)雜；粉料既要煅燒，又要高溫排蠟，耗能大、工期長；模子容易發(fā)熱，要用冰來冷卻等。

電子陶瓷材料的特性

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。

2、無窮盡的資源：

地表上蘊藏量最多的元素，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，焦電性，鐵電性等特殊性質(zhì)，所謂壓電性是在材料上加壓后，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、極佳的環(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，擴大了應(yīng)用的范圍。

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