【原创】瓷粉粉,烧结结,电子陶瓷简介介


来源:中国粉体网   星耀

[导读]  电子陶瓷是广泛应用于电子信息领域中的具有独特的电学、光学、磁学等性质的新型陶瓷材料,是一种烧结体材料。

中国粉体网讯  电子陶瓷是广泛应用于电子信息领域中的具有独特的电学、光学、磁学等性质的新型陶瓷材料,是一种烧结体材料。它是光电子工业、微电子及电子工业中的基础元件,是国际上竞争激烈的高技术新材料。电子陶瓷又称电子工业用陶瓷。电子陶瓷粉体是制造电子陶瓷元器件的主要原料。


 

图1 电子陶瓷粉体(图片来源:风华高科)


1 常见的电子陶瓷及其分类


常见的电子陶瓷材料有:钛酸钡、MLCC介质材料、微波介质材料、铁氧体磁性材料、二氧化钛、消费电子外壳材料、氧化铝粉体、勃姆石粉体、电子元器件浆料等。可被广泛应用于电容、电阻、电感、微波器件、传感器件、印刷电路、消费电子外壳、高档穿戴产品、指纹识别片等。


表1  电子陶瓷分类

 


2 电子陶瓷的应用


2.1 航空航天


耐高温、耐磨损、耐腐蚀、质量轻等优异性能使其可替代金属材料,用作航空航天领域的热机部件。


2.2 机械工程


石油、化学、轻纺、食品、高速机床及核工业等高温、高速、腐蚀、真空特殊环境中,对超高速、超精密的机床轴承材料要求特别严苛,新型电子陶瓷材料可以很好地发挥作用。


2.3 汽车零部件


用作减震装置中的高灵敏元件、内燃机中的氧传感器、气门加热器等。


2.4 军事


由于具有轻质、耐热、耐冲击等优良性能,使其在防弹装甲、导弹控制系统、火箭和雷达等多方面得到应用。


2.5 生物医疗


由于陶瓷材料的骨亲和性、生物相容性、耐磨性等特点,使其非常适合用于修补骨关节、牙齿等组织。这种材料与人体能较好相容,移植后排异反应较少。


3 国际电子陶瓷产业技术发展现状


从全球电子陶瓷产业技术水平看,日本和美国处于世界的领先地位。其中,日本凭借其超大规模的生产和先进制备技术,在世界电子陶瓷市场中具有主导地位,占有世界电子陶瓷市场 50% 以上的份额。美国在基础研究和新材料开发方面力量雄厚,其注重产品的前沿技术和在军事领域的应用,如在水声、电光、光电子、红外技术和半导体封装等方面处于优势地位。此外,韩国在电子陶瓷领域发展迅速,引人瞩目。


4 我国电子陶瓷材料与元器件的发展现状


我国是电子元件大国,多种电子陶瓷产品的产量居世界首位,已经形成了一批在国际上拥有一定竞争力的元器件产品生产基地,同时拥有全球最大的应用市场。然而,目前高端电子陶瓷材料市场主要为日本企业所垄断,国内生产的材料少部分用于高端元器件产品,大部分用于中低端元器件产品;国内高水平科研成果在转化过程中遭遇来自原材料、生产装备、稳定性等方面的瓶颈,所占市场份额相对较低。


在产业技术方面,我国的电子陶瓷及其元器件产品生产基地已经形成了相当的规模,并拥有国际先进的生产水平。


当前我国在电子陶瓷及其元器件产业发展中面临的主要问题是:社会重视程度严重不足、研究成果转化机制有待完善、国内产业链对自主创新的支撑不完善、规模化生产工艺装备水平有待提高。


5 电子陶瓷材料技术未来趋势和战略目标


随着电子信息产品进一步向宽带化、小型化、集成化、无线 / 移动化、绿色化的方向发展,电子陶瓷元器件的多功能化、多层化、多层元件片式化和片式元件集成化成为发展的主流,这些新的趋势向电子陶瓷材料提出了一系列新的要求,如材料显微结构细晶化、材料功能的多样化、电磁特性的高频化及低损耗化等。


面向信息技术等领域的迫切需求,进一步加大电子陶瓷技术的研究开发及其产业升级的扶植力度,突破困扰该产业技术进步的关键技术,使我国在该领域的技术水平走进世界前列。力争在2025 年大部分水平与美国、日本接近,2035 年成为全球高端电子陶瓷材料和元器件的主要来源地(见图 2)。


 

图2 电子陶瓷发展线路图(图片来源:中国工程科学)


6 小结


品种繁多的电子陶瓷因性能各异,在光学、微电子、能源、生物、环保与节能、超导等很多领域得到应用。随着科技的发展,会对电子陶瓷材料的性能、形状、品种、精密度等方面,提出更高的要求,所以只有不断地开发与采用新的制备工艺,创造新的材料体系,才能更大的发挥电子陶瓷新材料在国民经济各个行业中的作用。


参考来源:

【1】张文毓.电子陶瓷的研究与应用.研究与研发.2020.

【2】李婷.工业电子陶瓷材料的分类、应用及发展趋势.佛山陶瓷.2015.

【3】周济,等.我国电子陶瓷技术发展的战略思考.中国工程科学.2020.

【4】王小芳.浅谈电子陶瓷发展现状与趋势.佛山陶瓷.2017.

(中国粉体网编辑整理/星耀)

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作者:星耀

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