精细陶瓷：被“刷新”的古老材料

我国向来都有“陶瓷之邦”的美誉，而且在英文中，“陶瓷”与“中国”竟然是同一个词，可以说我们整个民族在经济和文化上与陶瓷有着千丝万缕的联系。提起陶瓷，人们首先想到日常生活中的陶瓷杯，罐，各种瓷器等。然而，在科技腾飞的今天，随着新材料产业的不断发展，更多种类的新材料正在不断涌现，激光、光通信、宇航、信息等领域科技发展的需求，促进了陶瓷新材料的强劲发展。

70年代，高温超导材料的出现使人们对陶瓷这一古老材料有了全新的认识；80年代陶瓷发动机计划，更进一步使陶瓷强度、韧性、耐热、耐磨、耐腐蚀性能提高到以前人们所想象不到的水平。20多年努力，虽然陶瓷发动机计划并未如预想的那样成功，但它对陶瓷材料及其科学理论的发展促进作用是不能抹煞的。使古老陶瓷更新面貌，成为一个全新的“陶瓷新材料”的，是精细陶瓷理论与实践。

精细陶瓷（Fine Ceramics）,又称先进陶瓷（Advanced Ceramics）、高性能陶（High-performance Ceramics）、高技术陶瓷（High Technology Ceramics）。具有优良的力学、热学、电性、磁性、光性、声等各种特性和功能，现在正被广泛应用于国民经济的各个领域，是高新技术产业发展的三大基础材料之一。

精细陶瓷是适应社会经济和科学技术发展而发展起来的，信息科学、能源技术、宇航技术、生物工程、超导技术、海洋技术等现代科学技术需要大量特殊性能的新材料，促使人们研制精细陶瓷，并在超硬陶瓷、高温结构陶瓷、电子陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷、超导陶瓷和生物陶瓷等各方面取得了很好的进展。然而，这仅仅是开始，更多、更广阔的新资源正等待着我们去发现、去开采、去应用。

高温结构陶瓷

项目简介：高温陶瓷是一种用于某种装置、或设备、或结构物中，能在高温条件下承受静态或动态的机械负荷的高温结构材料。金属作为结构材料，一直被广泛使用。但是，由于金属易受腐蚀，在高温时不耐氧化，不适合在高温时使用。高温结构陶瓷的出现，弥补了金属材料的弱点，它们具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点，因此，得到了越来越广泛发展和应用。

高温结构陶瓷包括高温氧化物和高温非氧化物（或称难熔化合物）两大类：

高温氧化物结构陶瓷，是指熔点高于1728℃的氧化物（如氧化硅晶体）或某些复合氧化物（如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙和氧化钍等）。它们的重要特点是高温下的化学稳定性好，尤其是抗氧化性能好。但弱点是脆性较大，耐机械冲击性差。利用氧化锆相变作用增韧氧化物陶瓷在20世纪70年代末获较大进展，氧化锆增韧氧化铝，断裂韧性参数由2.9MPa/m2提高到 15MPa/m2，抗折强度由 350MPa提高到1200MPa。加有氧化钇的半稳定氧化锆，断裂韧性参数也高达 9～16MPa/m2。增韧氧化物陶瓷可用于制造锤子、水果刀、剪刀、轴和发动机部件等，可以承受一定冲击而不碎裂。高温氧化物陶瓷可用作高温炉衬，熔炼稀有金属和纯金属的坩埚，以及磁流体发电装置的高温电极材料和热机材料。

高温非氧化物结构陶瓷，包括氮化物、碳化物、硅化物、硼化物等。其中有发展前途的是氮化硅、碳化硅和氮化硼等材料。与氧化物比较，难熔化合物的热导率较高，热膨胀系数较低，因此具有良好的抗热震性。氮化硅与碳化硅还具有较高强度，硬度仅次于金刚石，耐磨性好，是很好的热机材料。

意义：采用氮化硅或碳化硅作为燃气轮机和陶瓷发动机的高温部件,与金属部件比较,可承受较高的工作温度，省去水冷却系统，减轻自重，因而节能效果显著，由于陶瓷材料的密度较金属要小得多，用陶瓷材料来做发动机，还可减轻汽车的质量，这对航天航空事业更具吸引力，用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发动机其效果会更好。由于氮化硼具有优良的热稳定性，而且对金属熔体有很好的耐蚀性，用它作为水平连续铸钢的分离环，可较氮化硅有更长的使用寿命。

生物陶瓷

项目简介：生物陶瓷是与生物体或生物化学有关的新型陶瓷。包括精细陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和单晶。根据使用情况，生物陶瓷可分为与生物体相关的植入陶瓷和与生物化学相关的生物工艺学陶瓷。

植入陶瓷是被用来植入人体内以恢复和增强生物体的机能，是直接与生物体接触使用的生物陶瓷，因此又称为生物体陶瓷，生物体陶瓷的种类很多，从外观和形状上看可以是粉末、涂层和块体。从物相结构看可以是单晶、多晶、玻璃或复合材料，它们在修复人体器官时所发挥的功能也不尽相同。生物陶瓷类型及物相的选择取决于临床应用对其性质和功能的要求。如粉末状的可用于骨缺损的填充，涂层可改善种植体与组织间的界面物性。蓝宝石单晶因为强度高曾用做牙根种植，而A/W玻璃陶瓷因其可以与骨键合且具有较高的强度，可以用于脊椎骨替换。此外，植入陶瓷还可以被用来做人造心脏瓣膜、人造血管和其他医用人造气管和穿皮接头等。

生物工艺陶瓷是用于固定酶、分离细菌和病毒以及作为生物化学反应的催化剂，是使用时不直接与生物体接触的生物陶瓷。在生物工艺学和生物化学领域中，主要应用的有多孔玻璃和多孔陶瓷。多孔玻璃利用玻璃分相现象制作的玻璃，采用适宜组成。例如含Na2O8％、B2O324％、SiO268％的玻璃，在1500℃熔制,然后在500～650℃下热处理，Na2O-B2O3相与SiO2相分离，经酸中浸析使Na2O-B2O3相溶出，即形成具有连通细孔的SiO2玻璃。根据热处理的温度和时间可改变细孔孔径。这种多孔SiO2玻璃作为固定化酶的载体有许多优点:每克玻璃的细孔表面积可高达500m2；细孔孔径可达2500Å,并且孔径集中;多孔玻璃不易被细菌侵入；溶液中溶媒的种类、pH和温度不易引起细孔径的变化；材质坚硬、强度好。多孔陶瓷有Al2O3、TiO2、SiO2、ZrO2和TiO2-Al2O3的,它们的耐碱性能都很好，价格也比多孔玻璃低。主要用作固定化酶的载体,使固定化酶能长时间发挥高效催化作用。例如在食品工业中，分解蔗糖以制取葡萄糖果糖及人造蜂蜜用的转化酶，就适于以多孔陶瓷为载体。控制多孔陶瓷的细孔径，可以应用于细菌、病毒、各种核酸、氨基酸等的分离和提纯。利用细孔还可以处理生活用水，有效处理水污染问题。

透明陶瓷

项目简介：谁都知道玻璃是透明的，可是陶瓷也有透明的！在科学家们的努力下，像玻璃一样透明的陶瓷确确实实地被制造出来了。简单的说，透明陶瓷就是用玻璃的生产方法制造出来的陶瓷。一般陶瓷不透明的原因是其内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者令光产生散射，所以就不透明了。透明陶瓷是利用人工合成的化学原料，诸如氧化铝、氧化镁 、氧化钙、氧化铍、氧化锆、氟化镁、氟化钙、氟化镧、硫化锌、硒化锌、碲化镉等，经过原料处理、成型和高温烧结等工艺而制成的。它对原料以及制造工艺的要求相当严格，例如，原料必须要有很高的纯度和粒度。因此透明陶瓷的价格很昂贵，是现代陶瓷中的高级制品。透明陶瓷的制造是有意识地在玻璃原料中加入一些微量的金属或者化合物（如金、银、铜、铂、二氧化钛等）作为结晶的核心，在玻璃熔炼、成型之后，再用短波射线（如紫外线、X射线等）进行照射，或者进行热处理，使玻璃中的结晶核心活跃起来，彼此聚结在一起，发育成长，形成许多微小的结晶 。用短波射线照射产生结晶的玻璃陶瓷，称为光敏型玻璃陶瓷，用热处理办法产生结晶的玻璃陶瓷，称为热敏型玻璃陶瓷。透明陶瓷的机械强度和硬度都很高，能耐受很高的温度，即使在一千度的高温 下也不会软化、变形、析晶。电绝缘性能、化学稳定性都很高。光敏型玻璃陶瓷还有一个很有趣的性能，就是它能象照相底片一样感光，由于这种透明陶瓷有这样的感光性能，故又称它为感光玻璃。并且它的抗化学腐蚀的性能也很好，可经受放射性物质的强烈辐射。它不但可以象玻璃那样透过光线，而且还可以透过波长10微米以上的红外线，因此，可用来制造立体工业电视的观察镜，防核爆炸闪光危害的眼镜，新型光源高压钠灯的放电管。

意义：人们制造透明陶瓷的目的并不仅仅为了得到一种透明材料，而是为了得到既透明又有耐腐蚀、耐高温、透过红外线等等优异性能的新材料，而这些性能正是一般透明材料如玻璃所缺少的。因此，透明陶瓷的用途十分广泛，在机械工业上可以用来制造车床上的高速切削刀，汽轮机叶片，水泵，喷气发动机的零件等，在化学工业上可以用作高温耐腐蚀材料以代替不锈钢等，在国防军事上，透明陶瓷又是一种很好的透明防弹材料，还可以做成导弹等飞行器头部的雷达天线罩和红外线整流罩等；在仪表工业上可用作高硬度材料以代替宝石，在电子工业上可以用来制造印刷线路的基板和镂板，在日用生活中可以用来制作各种器皿，瓶罐，餐具等等。总之，透明陶瓷几乎在许多现代科学技术领域和日常生活中都有用武之地，其品种之多，本领之高，用途之广泛，真不愧为陶瓷工业中的一颗透明莹亮的明珠。

铁电陶瓷

项目简介：某些电介质可自发极化，在外电场作用下自发极化能重新取向的现象称铁电效应。具有这种性能的陶瓷称铁电陶瓷。铁电陶瓷具有电滞回线和居里温度。在居里温度点，晶体由铁电相转变为非铁电相，其电学、光学、弹性和热学等性质均出现反常现象，如介电常数出现极大值。1941年美国首先制成介电常数高达1100的钛酸钡铁电陶瓷。

主要的铁电陶瓷系统有钛酸钡-锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷,钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷，钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡－锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷等。铁电陶瓷的制造工艺大致相同。例如，钛酸钡系陶瓷用超纯、超细的等摩尔碳酸钡和二氧化钛原料混合均匀，在1150°C左右预烧成钛酸钡。加入少量为改善工艺和电性能所需要的附加剂，如产生阳离子缺位的三价镧、三价铋或五价铌离子附加剂，产生氧离子空位的三价铁、三价钪或三价铝离子，置换钡离子使晶格畸变的二价锶离子以及生成液相、降低烧成温度的氧化镁或二氧化锰等附加剂。经过粉磨或其他方法充分混合，用干压、辊压或挤压等方法成型，再在1350°C左右的氧化气氛中烧成。还可采用热压烧结，高温等静压烧结等方法，以提高产品的质量。

意义：铁电陶瓷的特性决定了它的用途。利用其高介电常数，可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，电容量可高达0.45μF/cm2。利用其介电常数随外电场呈非线性变化的特性，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可以制作红外探测器等。此外，还有一种透明铁电陶瓷，例如氧化铅（镧）、氧化锆（钛）系透明陶瓷,具有电光效应（即其电畴状态的变化,伴随有光学性质的改变）。通过外加电场对其电畴状态的控制、产生电控双折射、电控光散射、电诱相变和电控表面变形等特性。可用于制造光阀、光调制器、光存贮器、光显示器、光电传感器、光谱滤波器、激光防护镜和热电探测器等。

透明铁电陶瓷

项目简介：透明铁电陶瓷诞生于七十年代初，它除了和透明陶瓷家族的其它成员一样，象玻璃般地透明外，还有一般铁电陶瓷的特性。它一问世，就引起了世界各国的高度重视。

普通的透明陶瓷具有透明、耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高等特点，是现代科学技术中的一种重要结构材料。而透明铁电陶瓷能把电、光、机械形变等几个物理特性结合在一起，从而使它在现代科学技术中发挥出许多奇妙的功能。

如果你来到透明铁电陶瓷实验室参观，主人会给你戴上一副用这种特殊材料制成的立体眼镜，戴上它，你便会在电视机屏幕上看到三维立体空间的景物：美丽的鲜花好像就开放在你身边；火车朝着你迎面驶来……。此外，透明铁电陶瓷还具有电光效应（如电扩散射），电控相变和电控表面性变等效应。当然这些本领并不是透明铁电陶瓷所独有的，许多铁电陶瓷如铌酸锂、钽酸锂、铌酸锶钡、钛酸钡等也具有类似的电光效应，只是这一类材料的晶体大部分尺寸很小，要制出大而均匀的晶体十分困难，而且价格也很昂贵有的还怕潮湿。 而透明铁电陶瓷制造工业简单， 容易制出大尺寸而且均匀性好的样品，又不怕潮湿，性能稳定，因此被许多新的电光器件所采用，从而也进一步推动了电光技术的发展。

那么，透明铁电陶瓷究竟是什么东西？“透明”无须多加解释了。“铁电陶瓷”却不能简单地说它是含铁的陶瓷。一般铁电陶瓷本身都不含铁，而透明铁电陶瓷一旦含有少量的铁就会大大改变它的光学特性，稍多一点就会使它不透明了。“铁电”二字的由来只是因为它具有何铁磁体相对应的一些性能。众所周知，磁铁具有磁性，进一步研究指出，磁铁的磁性 是因为在磁铁中存在磁畴，磁畴是由许多小的磁矩按相同方向排列成组的区域。这些磁畴在外磁场作用下，按外磁场的方向转动方向。在铁电体中，存在着有许多小的电矩安相同方向排列组成的区域，与磁畴十分相似，人们就称之为电畴。电畴能在外电场作用下转向， 当外电场取消后，已转向的电畴并不全部回复的原来的位置，表现有剩余的极化，电畴在外电场作用下的转向也会引起铁电体的机械形变—电致伸缩。由于这些电性与电磁铁的磁性几乎一一对应，人们就称它为铁电体。而透明性电体陶瓷，就是一种透明的多晶铁电体。目前制得的透明度高、电光性能好的铁电陶瓷是一种锆钛酸铅镧陶瓷。

在工业生产中电焊时产生的强弧光和金属冶炼炉内高温的光辐射，都使得操作工人需要一种颜色更深的护目保护眼睛。在军事上，原子弹爆炸时产生的光辐射就更强，一颗TNT当量为2万吨的原子弹爆炸时会产生辐射光能约70亿大卡，全部光能几乎在3秒钟内释放出来，其中主要是可见光和红外线。因此，在远离爆炸点的地方，人的生命虽没危险，但这强烈的闪光可引起眼睛闪光盲或眼网膜灼伤。闪光盲使眼睛暂时丧失功能，需经一时间后才能恢复正常视觉。这使得核试验人员无法观察和操纵试验，作战人员无法进行军事行动，空军驾驶员无法操纵飞机。美国一位科学家使用透明铁电陶瓷研制成功了一种核闪光护目镜， 用作飞行员头盔上的护目镜片。戴上这种护目镜，就像平时戴上浅色的太阳镜一样，能清楚地看清周转的景物，又保护了眼睛不致受伤。用透明铁电陶瓷还可制成夹层结构的护目镜，给电焊工和金属冶炼工人使用，她能随周围光强大小自动变化减光倍数， 使操作工带上它始终能看清周围的东西（包括正在焊接的工件或炉膛内的情况），又不致使眼睛受伤，这是一种理想的护目镜，目前已被广泛使用。

意义：透明铁电陶瓷的本领很大，它能把电，光，机械形变等几个物理量结合在一起相互发生作用，因而在新技术中有许多奇妙和功能，如用它做成的立体眼镜能在电视机荧光屏上看到有空间三维立体概念的景物，它对电光技术，彩色电视的发展将起很大的促进作用。

压电陶瓷

项目简介：是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。所谓压电效应是指某些介质在受到机械压力时，哪怕这种压力微小得像声波振动那样小，都会产生压缩或伸长等形状变化，引起介质表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。

利用压电陶瓷将外力转换成电能的特性，可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。用两个直径3毫米、高5毫米的压电陶瓷柱取代普通的火石，可以制成一种可连续打火几万次的气体电子打火机。用压电陶瓷把电能转换成超声振动，可以用来探寻水下鱼群的位置和形状，对金属进行无损探伤，以及超声清洗、超声医疗，还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁，对塑料甚至金属进行加工。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，并将极其微弱的机械振动转换成电信号。利用压电陶瓷的这一特性，可应用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等方面。

意义：如今压电陶瓷已经被科学家应用到国防建设、科学研究、工业生产以及和人民生活密切相关的许多领域中，成为信息时代的多面手。

在航天领域，压电陶瓷制作的压电陀螺，是在太空中飞行的航天器、人造卫星的"舵"。小巧玲珑的压电陀螺灵敏度高，可靠性好。依靠"舵"，航天器和人造卫星，才能保证其既定的方位和航线。

航海领域中的声纳系统是水下导航、通讯、侦察敌舰、清扫敌布水雷的不可缺少的设备，也是开发海洋资源的有力工具，它可以探测鱼群、勘查海底地形地貌等。水声换能器是它的核心部件，其发射出的声信号碰到一个目标后就会产生反射信号，这个反射信号被另一个接收型水声换能器所接收，于是，就发现了目标。目前，压电陶瓷是制作水声换能器的最佳材料之一。

在工业上，地质探测仪里有压电陶瓷元件，用它可以判断地层的地质状况，查明地下矿藏。还有电视机里的变压器--电压陶瓷变压器，它体积变小、重量减轻，效率可达60%～80%，能耐住3万伏的高压，使电压保持稳定，完全消除了电视图象模糊变形的缺陷。

在医学上，医生将压电陶瓷探头放在人体的检查部位，通电后发出超声波，传到人体碰到人体的组织后产生回波，然后把这回波接收下来，显示在荧光屏上，医生便能了解人体内部状况。

随着高新技术的发展，压电陶瓷的应用必将越来越广阔。除了用于高科技领域，它更多的是在日常生活中为人们服务，为人们创造更美好的生活。

微波介电陶瓷

项目简介：微波介电陶瓷也称作微波介质陶瓷，主要是指应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段，300MHz～300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。这主要是适应微波移动通讯的发展需求。

微波介质陶瓷主要用于用作谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件。可用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面。微波介质谐振器与金属空腔谐振器相比，具有小型化、高稳定性、低损耗等优点。

随着科学技术日新月异的发展，通信信息量的迅猛增加，以及人们对无线通信的要求，使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统己成为当前通信技术发展的必然趋势。这就使得微波材料在民用方而的需求逐渐增多，如手机、汽车电话、蜂窝无绳电话等移动通信和卫星直播电视等新的应用装置。以手机为例，2004年中国的手机年销售量为6400万部，而且中国手机市场将以每年20%的速度增长，在两三年内销售量将达到1亿部。由此可见，微波介质陶瓷在商业应用上有极大的发展空间和市场。

意义：目前微波介质陶瓷已在便携式移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接收器、军事雷达等方面被用来广泛制造微波介质滤波器和谐振器，在现代通信工具的小型化、集成化过程中正发挥着越来越大的作用。

磁性陶瓷

项目简介：在磁场中能被强烈磁化的陶瓷材料称为磁性陶瓷，其中含铁酸盐的磁性陶瓷业称为铁氧体。由磁性种类的不同可将磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料是指那些易磁化并易于反复磁化的材料，其磁导率高，但磁矫顽抗力小，电动机、变压器中的硅钢片就是一种典型软磁材料。主要用于感应铁心、电视机显像管偏转线圈及输出变压器等。硬磁材料是指那些难以磁化并且在（完成磁化）撤去外磁场后仍保留有高的剩余磁化强度的材料。其磁矫顽力很大，经强磁化后则为永磁体。硬磁性陶瓷主要有钡铁氧体和稀土磁体，其中稀土钕-铁-硼磁体为目前有最强磁体（即最大磁积能）的永磁材料，用其制造的元器件可大大降低重量及尺寸，这对航空航天工业意义重大。

意义：硬磁性陶瓷广泛用于扬声器、永磁发电机及电动机及各种磁性仪表仪器。

超导陶瓷

项目简介：1911年荷兰物理学家Onnes发现汞（水银）在4.2K附近电阻突然下降为零，他把这种零电阻现象称为超导电性。在一定温度下具有超导电性的物体称为超导体。超导陶瓷即是具有超导性的陶瓷材料。因此，它也具有零电阻现象，在磁场中其磁感应强度为零，即抗磁现象或称迈斯纳效应。

1973年，人们发现了超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，该记录保持了13年。1986年，设在瑞士苏黎士的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧－钡－铜－氧）具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。此后，科学家们争分夺秒地攻关，几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。

1986年底，美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。1987年2月，美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地被突破了。1987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了100K以上，这在材料发展史，乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹！

高临界温度（90开以上）的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ，Bi2Sr2Ca2Cu3O10，Tl2Ba2Ca2Cu3O10。

意义：超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。

电容器瓷

项目简介：是用作电容器介质的电子陶瓷。这类陶瓷用量最大、规格品种也最多。主要的有高频、低频电容器瓷和半导体电容器瓷。

高频电容器瓷，构成这类陶瓷的主要成分大多是碱土金属或稀土金属的钛酸盐和以钛酸盐为基的固溶体，主要用于制造高频电路中的高稳定性陶瓷电容器和温度补偿电容器。

低频电容器瓷，主要特点是介电常数ε高，损耗角正切较大且tanδ及ε随温度的变化率较大。这类陶瓷中应用最多的是以铁电钛酸钡(BaTiO3)为主成分,通过掺杂改性而得到的高ε(室温下可达20000)和ε的温度变化率低的瓷料。以平缓相变型铁电体铌镁酸铅 (PbMg1/3Nb2/3O3)等为主成分的低温烧结型低频独石电容器瓷料，也是重要的低频电容器瓷。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，利用半导体化的陶瓷外表面或晶粒间的内表面(晶界)上形成的绝缘层为电容器介质的电子陶瓷。其中利用陶瓷晶界层的介电性质而制成的边界层电容器是一类新型的高性能、高可靠的电容器，它的介电损耗小绝缘电阻及工作电压高。半导体电容器瓷主要有BaTiO3及SrTiO3两大类。在以BaTiO3、SrTiO3或二者的固溶体为主晶相的陶瓷中,加入少量主掺杂物(如Dy2O3等)和其他添加物，在特殊的气氛下烧成后，即可得到N型半导体陶瓷。然后,再在表面上涂覆一层氧化物浆料（如CuO等）,通过热处理使氧化物向陶瓷的晶界扩散，最终在半导体的所有晶粒之间形成一绝缘层。这种陶瓷的视在介电常数极高（可达 105以上）、介质损耗小(小于1％)、体电阻率高（高于 1011欧·厘米）、介质色散频率高(高于1吉赫)、抗潮性好,是一种高性能、高稳定的电容器介质

导电陶瓷

项目简介：众所周知，通常陶瓷不导电，是良好的绝缘体。例如在氧化物陶瓷中，原子的外层电子通常受到原子核的吸引力，被束缚在各自原子的周围，不能自由运动。所以氧化物陶瓷通常是不导电的绝缘体。然而，某些氧化物陶瓷加热时，处于原子外层的电子可以获得足够的能量，以便克服原子核对它的吸引力，而成为可以自由运动的自由电子，这种陶瓷就变成导电陶瓷。

现在已经研制出多种可在高温环境下应用的高温电子导电陶瓷材料：碳化硅陶瓷的最高使用温度为1450℃，二硅化钼陶瓷的最高使用温度为1650℃，氧化锆陶瓷的最高使用温度为2000℃，氧化钍陶瓷的最高使用温度高达2500℃。

具有质子导电性的陶瓷目前已发现许多种，但作为实用材料，要求在较宽的温度和湿度范围内具有稳定的物理和化学性能，导电率高、适于高温工作及成本低等。目前有实用价值的主要是ＳｒＣｅＯ３系高温型质子导电陶瓷。

绝缘装置瓷

项目简介：绝缘装置瓷简称装置瓷，具有优良的电绝缘性能，用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。绝缘装置瓷件包括各种绝缘子、线圈骨架、电子管座、波段开关、电容器支柱支架、集成电路基片和封装外壳等。对这类瓷的基本要求是介电常数ε低,介质损耗tanδ小，绝缘电阻率ρ高，击穿强度E 大，介电温度特性和频率特性好。此外，还要求有较高的机械强度和化学稳定性。

在这类陶瓷中以滑石瓷和氧化铝瓷应用最广。它们的主晶相成分分别为MgSiO3及Al2O3。滑石瓷的电绝缘性优良且成本较低，是用于射电频段内的典型高频装置瓷。氧化铝瓷是一类电绝缘性更佳的高频、高温、高强度装置瓷。其电性能和物理性能随 Al2O3含量的增多而提高。常用的有含75％、95％、99％Al2O3的高铝氧瓷。在一些要求极高的集成电路中,甚至还使用Al2O3含量达99.9％的纯刚玉瓷，其性质与蓝宝石单晶相近。高铝氧瓷,尤其是纯刚玉瓷的缺点是制造困难,烧成温度高、价格贵。

装置瓷中还有一类以氧化铍 (BeO)为代表的高热导瓷。含 BeO95％的氧化铍瓷的室温导热率与金属相同。氧化铍还具有良好的介电性、耐温度剧变性和很高的机械强度。其缺点是BeO原料的毒性很大,瓷料烧成温度高，因而限制了它的应用。氮化硼 (BN)瓷和氮化铝(AlN)瓷也属于高热导瓷，其导热性虽不及氧化铍瓷,但无毒,加工性能和介电性能均好，可供高频大功率晶体管和大规模集成电路中作散热及绝缘用。

近年来，研制出一类以SiC为基料，掺入少量BeO等杂质的热压陶瓷。这种陶瓷绝缘性能优良，热导率高于纯度为99％的氧化铍瓷。它的热膨胀系数与硅单晶可在宽温度范围内接近一致，可望在功率耗散较大的大规模集成电路中得到应用。

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