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说到(dao)陶瓷，你(ni)脑中会不(bu)会第一时间想(xiang)到(dao)高(gao)韧、高(gao)硬、高(gao)强？不(bu)过陶瓷的潜力并不(bu)止(zhi)于此，许多陶瓷材(cai)料同时还(hai)具(ju)有极为宽(kuan)广(guang)的电气(qi)特性，从(cong)绝缘体到(dao)半导(dao)体、导(dao)体、甚(shen)至超导(dao)体都不(bu)无可能(neng)。正因如此，陶瓷材(cai)料在(zai)电子工业被大量(liang)使用，比如：用(yong)在开关电源、漏电保安器中的(de)氧化锌压(ya)敏(min)电阻器；前(qian)些年理疗方面应用(yong)非常广的(de)周林频谱(pu)仪的(de)发热元件；用(yong)在蜂(feng)鸣器、家用加湿器中的氧化锌压电元件；电取暖器中的PTC陶瓷发热元件；开关变压器中的高频变压器的磁芯；现在流行的即热热水器中的发热元件等，可以说不胜枚举。

这(zhei)部(bu)分(fen)可(ke)应用(yong)于电(dian)(dian)子技术中制备各(ge)种电(dian)(dian)子元器件的陶瓷材(cai)料被人们统称为“电子陶瓷”，除上述中提到的优点外，它们同时还具有高介电常数、低介电损耗、温度系数小等特点，能够很好地满足电子工业小型化、集成化的条件，因此电子陶瓷在5G时代很被看好，其研究和开发也越发受到重视。

 

用途上，电(dian)子陶(tao)瓷又可分(fen)为5 类：绝缘装置瓷、电容器瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷和离子陶瓷。这5 种电子陶瓷有各自的特性，也将用于不同的领域、起到不同的作用。

一、铁电(dian)陶瓷(ci)

 

铁(tie)(tie)电(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷是具有(you)(you)铁(tie)(tie)电(dian)(dian)(dian)性(xing)(xing)的(de)陶(tao)(tao)(tao)瓷材料，在低于居里温(wen)度时具有(you)(you)自发极化性(xing)(xing)能。陶(tao)(tao)(tao)瓷中具有(you)(you)许多电(dian)(dian)(dian)畴(chou)，铁(tie)(tie)电(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷的(de)重要(yao)(yao)特征是其(qi)极化强(qiang)度与(yu)施加电(dian)(dian)(dian)压不(bu)成线(xian)性(xing)(xing)关系，具有(you)(you)明显的(de)滞后(hou)效应。由(you)于这(zhei)类陶(tao)(tao)(tao)瓷的(de)电(dian)(dian)(dian)性(xing)(xing)能在物理上(shang)与(yu)铁(tie)(tie)磁(ci)材料的(de)磁(ci)性(xing)(xing)能相似，因而称(cheng)为铁(tie)(tie)电(dian)(dian)(dian)陶(tao)(tao)(tao)瓷。不(bu)一定以铁(tie)(tie)作(zuo)为其(qi)主要(yao)(yao)成分(fen)。

  

常(chang)见的铁电(dian)(dian)陶瓷(ci)多属钙钛矿型结构，如(ru)钛酸钡陶瓷(ci)及(ji)其固溶体，也有钨青铜型、含铋层状化合物和烧绿石(shi)型等(deng)结构。目(mu)前通过固溶、离子代换和掺(chan)杂(za)改性等(deng)获得(de)实用的铁电(dian)(dian)氧化物陶瓷(ci)已达千种以上，可用于产生电(dian)(dian)容、压电(dian)(dian)、热敏、电(dian)(dian)致(zhi)伸缩、电(dian)(dian)声、电(dian)(dian)光等(deng)效应(ying)，作(zuo)为(wei)传(chuan)感、驱(qu)动(dong)、存储、调制等(deng)器件的材料。

 

二、半导体(ti)陶瓷

半导体(ti)陶瓷(ci)是(shi)指具(ju)有半导体(ti)特性、电导率约在10^-6～10⁵S/m的(de)(de)(de)陶(tao)瓷(ci)。半导(dao)体陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)电导(dao)率因外(wai)界(jie)条件（温(wen)度、光照、电场(chang)、气氛和(he)温(wen)度等）的(de)(de)(de)变(bian)化而发生显著(zhu)的(de)(de)(de)变(bian)化，因此(ci)可以(yi)将外(wai)界(jie)环(huan)境的(de)(de)(de)物(wu)理(li)量变(bian)化转变(bian)为电信号，制(zhi)成各种用途(tu)的(de)(de)(de)敏感元件，部分如(ru)下：

 

①热敏(min)半导体陶瓷材料又称热敏(min)电阻陶瓷，指电导率(lv)随温(wen)度(du)呈明显变化的陶瓷。热敏(min)陶瓷主要(yao)用于温(wen)度(du)补(bu)偿、温(wen)度(du)测(ce)量、温(wen)度(du)控制、火灾探测(ce)、过(guo)热保护和彩(cai)色(se)电视机消(xiao)磁等方面。

②光(guang)(guang)敏(min)半(ban)导(dao)(dao)体陶(tao)瓷材料(liao)指具有光(guang)(guang)电(dian)导(dao)(dao)或光(guang)(guang)生伏特效应的(de)陶(tao)瓷。如硫化(hua)镉、碲化(hua)镉、砷化(hua)镓、磷化(hua)铟、锗酸铋等陶(tao)瓷或单晶。当光(guang)(guang)照(zhao)射到它的(de)表面时(shi)电(dian)导(dao)(dao)增加。主要用作(zuo)自动控(kong)制(zhi)的(de)光(guang)(guang)开关和太阳(yang)能电(dian)池等。

 

③气敏半导体陶(tao)瓷材(cai)料指(zhi)电导率(lv)随着所接(jie)触气体分子的种类不同而变化(hua)的陶(tao)瓷。如(ru)氧化(hua)锌、氧化(hua)锡、氧化(hua)铁、五氧化(hua)二钒、氧化(hua)锆、氧化(hua)镍和氧化(hua)钴等(deng)系统的陶(tao)瓷。主要(yao)用于对不同气体进行检(jian)漏、防(fang)灾报警及测量等(deng)方面。

 

④湿敏(min)半导(dao)体陶瓷(ci)材料指(zhi)电(dian)导(dao)率随湿度(du)呈明显(xian)变化(hua)(hua)的陶瓷(ci)。如四氧(yang)化(hua)(hua)三铁、氧(yang)化(hua)(hua)钛(tai)、氧(yang)化(hua)(hua)钾-氧(yang)化(hua)(hua)铁、铬酸(suan)镁-氧(yang)化(hua)(hua)钛(tai)及氧(yang)化(hua)(hua)锌-氧(yang)化(hua)(hua)锂-氧(yang)化(hua)(hua)钒等系(xi)统的陶瓷(ci)。它们的电(dian)导(dao)率对水特别敏(min)感，适宜用作湿度(du)的测量和控制(zhi)。

三、绝缘装置瓷

 

绝缘装置(zhi)瓷又称电器绝缘陶瓷，一般具(ju)有(you)高的(de)(de)体积电阻率和高的(de)(de)介电强(qiang)度，以减少漏(lou)导(dao)损耗和承(cheng)受高的(de)(de)电压，同时还具(ju)备机(ji)械强(qiang)度高、化(hua)学稳定性(xing)良好等特性(xing)。典型(xing)的(de)(de)装置(zhi)瓷有(you)：

①镁质瓷：用(yong)于一般高频无线电设备中，如雷(lei)达、电视机常用(yong)它来制(zhi)造绝缘零件(jian)。

 

②氧化(hua)铝瓷：最初用于(yu)汽车火花(hua)塞(sai)。火花(hua)塞(sai)工(gong)作(zuo)环境极为恶劣，点火瞬间T上升至(zhi)3000℃，压(ya)(ya)力高达4MPa，急(ji)冷急(ji)热，必(bi)须耐热冲击(ji)。还(hai)要(yao)保证绝缘(yuan)性，耐高电压(ya)(ya)。机械性能好。

 

③莫(mo)来(lai)(lai)石瓷(ci)：是以(yi)莫(mo)来(lai)(lai)石和石英为主晶相的(de)(de)(de)陶瓷(ci)，是应(ying)用(yong)最早的(de)(de)(de)高(gao)频装置瓷(ci)。莫(mo)来(lai)(lai)石瓷(ci)的(de)(de)(de)机械强度和电(dian)气性(xing)能(neng)较差(cha)，因(yin)此只(zhi)用(yong)来(lai)(lai)作一(yi)般的(de)(de)(de)高(gao)频装置零件；由于它具有(you)表面的(de)(de)(de)微(wei)细结构，可以(yi)作为沉(chen)积碳(tan)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)基体，故(gu)仍被大量用(yong)来(lai)(lai)制作碳(tan)膜(mo)(mo)电(dian)阻的(de)(de)(de)基体。

 

四(si)、电容(rong)器瓷(ci)

顾名(ming)思(si)义，电容(rong)器(qi)(qi)瓷就(jiu)是用于(yu)制(zhi)作电容(rong)器(qi)(qi)的陶(tao)瓷材料。主(zhu)要(yao)可分为(wei)高(gao)频(pin)、低频(pin)电容(rong)器(qi)(qi)瓷和半导体(ti)电容(rong)器(qi)(qi)瓷。其中(zhong)高(gao)频(pin)电容(rong)器(qi)(qi)瓷属于(yu)Ⅰ类电容器瓷；低频电容器瓷属于Ⅱ类电容器瓷。

低频电(dian)容(rong)器瓷特点是介电(dian)常(chang)数ε高，损耗角正切较大且tanδ及ε随温度的变化率较大，主要用于制造低频电路中的旁路、隔直流和滤波用的陶瓷电容器；半导体电容器瓷特点介电损耗小、绝缘电阻及工作电压高；高频电容器瓷主要用于制造高稳定性陶瓷电容器和温度补偿电容器。

五、离子陶瓷

 

离(li)子(zi)陶(tao)瓷是指在一定条件（温度、压力(li)）下具有(you)电(dian)子(zi)（或(huo)(huo)空穴）电(dian)导(dao)或(huo)(huo)离(li)子(zi)电(dian)导(dao)特性的(de)陶(tao)瓷，主(zhu)要包括(kuo)阳离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)陶(tao)瓷，主(zhu)要包括(kuo)银离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)、钠离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)、铜离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)，锂(li)离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)等，以及阴离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)陶(tao)瓷，主(zhu)要包括(kuo)氧(yang)离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)，氟离(li)子(zi)导(dao)体(ti)(ti)，它(ta)们(men)的(de)主(zhu)要用(yong)途(tu)有(you)：

 

①制作(zuo)固体(ti)电(dian)解(jie)质电(dian)池(chi)，如锂碘(dian)、钠(na)硫(liu)电(dian)池(chi)。锂碘(dian)电(dian)池(chi)用(yong)作(zuo)心脏起搏器的电(dian)源，钠(na)硫(liu)电(dian)池(chi)用(yong)作(zuo)车辆(liang)的驱动能(neng)源或大电(dian)站的贮(zhu)能(neng)装置。

②制(zhi)作(zuo)离(li)(li)子选择电(dian)极(ji)，如用氧(yang)化(hua)锆(gao)制(zhi)作(zuo)氧(yang)分析(xi)仪的探头,可(ke)直接测定熔(rong)融钢液中(zhong)氧(yang)的浓(nong)度(du)。β-氧(yang)化(hua)铝制(zhi)作(zuo)钠离(li)(li)子选择电(dian)极(ji)，可(ke)测定合金(jin)中(zhong)的钠含量。此外(wai)，还可(ke)用来提纯金(jin)属钠或(huo)制(zhi)备氢和氧(yang)等。

 

③制作压敏(min)、气敏(min)、湿敏(min)等敏(min)感元件及其(qi)他电化学(xue)器(qi)件。

 

④制作(zuo)高温发热体(ti)(ti)或磁(ci)流(liu)体(ti)(ti)发电中的(de)高温电极(ji)或导(dao)电材料等。

总结

 

总而言之(zhi)，在21世纪，陶瓷和陶瓷粉体，已经成为战略型的工业产品，更是日常生活中不可或缺，且在通信(xin)、计(ji)算机、电子仪表、家(jia)用电器和数字电路技术等市(shi)场的(de)带动下，电子陶瓷元器件的(de)需求正稳步上(shang)升。不过电子陶瓷是一个(ge)巨大的(de)细(xi)分领域，仅凭只言片语很难概(gai)括完全，最好的(de)了解方式(shi)还是自己亲眼看看。

 

在9月16-18日于广州保利世贸博览馆举办的“CAC2021广州先进陶瓷产业链展览会”上，将有多家涉及粉体原材料、陶瓷加工、检测分析设备及成品部件的先进陶瓷企业参与。值得一提的是，全球最大的消费电子展IFA的全球活动之一“广州国际电子消费品及家电品牌展（CEChina）”也将在同展馆同期举办，虽是无意中达成的“联动”，但对于观众来说确实是一个了解电子陶瓷及其产业化应用，把握市场机遇不可多得的机会。感兴趣的话，千万不要错过哦！

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