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電子陶瓷分類及其功能

作者:佳日豐泰 2020/08/25 13:34:57 瀏覽量:465

  在電子工業中能夠利用電、磁性質的陶瓷,稱為電子陶瓷。電子陶瓷是通過對表面、晶界和尺寸結構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用。

  電子陶瓷材料的發展,同物理化學、應用物理學、硅酸鹽物理化學、固體物理學、光學、電學、聲學、無線電電子學等的發展密切相關,它們相互促進,從而在電子技術的飛躍發展中,使電子陶瓷也相應地取得了很大進展。

  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。

電子陶瓷

  絕緣裝置瓷

  簡稱裝置瓷,具有優良的電絕緣性能,用作電子設備和器件中的結構件、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、集成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,是用于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。其電性能和物理性能隨 Al2O3含量的增多而提高。常用的有含96%、99%Al2O3的高鋁氧瓷。在一些要求極高的集成電路中,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制造困難,燒成溫度高、價格貴。

  近年來,研制出一類以SiC為基料,摻入少量BeO等雜質的熱壓陶瓷。這種陶瓷絕緣性能優良,熱導率高于純度為99%的氧化鈹瓷。它的熱膨脹系數與硅單晶可在寬溫度范圍內接近一致,可望在功率耗散較大的大規模集成電路中得到應用。

  離子陶瓷

  快離子導電的電子陶瓷。具有快速傳遞正離子的特性。典型代表是 β-Al2O3 瓷。這種陶瓷在300℃下離子電導率可達0.1/(歐·厘米),可用來制作較經濟的高比率能量的固體電池,還可制作緩慢放電的高儲能密度的電容器。它是有助于解決能源問題的材料。

  低頻電容器瓷

  屬于Ⅱ類電容器瓷,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。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。

電子陶瓷

  鐵電陶瓷

  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)可以制成紅外

  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),可以制成激光調制器、光電顯示器、光信息存儲器、光開關、光電傳感器、圖像存儲和顯示器,以及激光或核輻射防護鏡等新型器件。

發布時間:2020/08/25 13:34:57 返回列表
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