中國粉體網(wǎng)訊 上世紀80年代,，隨著我國電子工業(yè)的發(fā)展和民品需要，家用電器中對陶瓷濾波器及陶瓷諧振器的需求量迅猛增多,，江西景德鎮(zhèn)999廠和上海無線電一廠同時引進日本村田壓電陶瓷頻率元件生產(chǎn)線,，從此拉開了我國壓電陶瓷產(chǎn)品由軍品轉(zhuǎn)為民品的大批生產(chǎn)序幕。通過摸索和消化日本引進線的先進材料和工藝,，國內(nèi)很多中小型的壓電陶瓷生產(chǎn)廠家得到了迅速發(fā)展,，如浙江嘉康電子（原嘉興電陶廠）、江蘇江佳電子,、無錫寶通電子,、蘇州捷嘉電子等。嘉康電子當時的主打產(chǎn)品是壓電陶瓷蜂鳴器,，每月的產(chǎn)量在上千萬只,，通過先進工藝線的引進、消化,、吸收和提高,，很快成為國內(nèi)產(chǎn)量最大,、品種最全的高頻器件制造商，到2007年壓電陶瓷器件已達7.15億只,。江蘇江佳電子開始生產(chǎn)小量的多片陶瓷濾波器,，現(xiàn)在已發(fā)展成為國內(nèi)中頻陶瓷濾波器最大制造商，到2007年年產(chǎn)量就已經(jīng)達到4.67億只,。
陶瓷材料 取得巨大發(fā)展
回顧我國壓電陶瓷行業(yè)的發(fā)展,，20年前只有山東大學、清華大學,、華南工學院,、天津大學、四川大學,、上�,？拼蟮葞姿髮W設有壓電材料及應用的專業(yè)，上海硅酸鹽研究所,、中電科技集團第7研究所和第26研究所等建有壓電陶瓷材料和應用研究室,，生產(chǎn)廠家只有山東淄博無線電陶瓷廠，主要開展的項目大多與軍用產(chǎn)品有關,。涉及民用的產(chǎn)品只有大量生產(chǎn)的壓電陶瓷蜂鳴器和點火器,，小量用于郵電通信的多片陶瓷濾波器、機械濾波器,、用于水聲和超聲的壓電陶瓷換能器等,。
電子陶瓷
為了適應各類壓電器件對材料性能的不同要求，材料研究人員廣泛進行了改性添加劑的研究,，開發(fā)出了大量高性能壓電陶瓷材料,。
鈦酸鉛陶瓷（PT）
上世紀90年代末，為了滿足制造10MHz以上高頻陶瓷濾波器和陶瓷諧振器的需要,，材料研究人員通過對鈦酸鉛陶瓷材料用少量氧化鑭取代,，并適量添加錳、鈮,、鈰離子,，得到了高頻響應好、溫度穩(wěn)定性優(yōu)良的改性鈦酸鉛陶瓷材料,，其電性能與日本村田同期同類材料相當,。同時還研究出了適合用于高溫超聲換能器的鈦酸鉛壓電陶瓷材料，成功用于高溫使用環(huán)境的石油深井探測和流量計等,。
鋯鈦酸鉛陶瓷（PZT）
上世紀80年代,，江西景德鎮(zhèn)999廠和上海無線電一廠同時引進日本村田壓電陶瓷頻率元件生產(chǎn)線，主要原材料靠日本提供，這給國內(nèi)的大批量生產(chǎn)和降低成本造成了較大的困難,，為了打破外國封鎖,，通過對PZT材料進行研發(fā)和改進，很快實現(xiàn)了材料配方的國產(chǎn)化,，自主開發(fā)的PZT壓電陶瓷材料電性能指標完全達到要求,。接著又研究出多種適合不同帶寬的PZT壓電陶瓷材料。
三元系陶瓷
近20年來,，我國在三元系壓電陶瓷材料的改性研究方面做了大量的繼續(xù)研究工作,，試驗了多種元素的組合取代和添加，拓展出許多改性三元系,、四元系和多元系材料,，如：PCM-PZT、PMS-PZT,、PNZ-PNS—PZT,、PMS-PNZ-PNS—PZT等，這些材料具有不同的性能,，能滿足各種需要,，使壓電陶瓷的應用面得到快速擴展。
無鉛壓電陶瓷
上述壓電陶瓷均含有大量的鉛,，制造過程會導致環(huán)境污染,，為了減少污染，國內(nèi)外科研人員開展了無鉛系壓電陶瓷的研究,，與含鉛系壓電陶瓷材料相比,、無鉛系壓電陶瓷的性能明顯不同于含鉛壓電陶瓷，如無鉛系壓電陶瓷的居里點約高出200℃～300℃,，介電常數(shù)僅140～150,，機械品質(zhì)因數(shù)高達4000～7000。但是,，無鉛壓電陶瓷的機電耦合系數(shù)等性能遠不如含鉛陶瓷,，加之制造工藝難以控制，故無鉛壓電陶瓷僅在一些特定領域應用,，其研究工作仍在進行中,。
應用快速滲透
經(jīng)過20年的發(fā)展,，當今,，壓電陶瓷產(chǎn)品門類齊全，不僅廣泛用于軍事和工業(yè)領域,，還滲透到了人們?nèi)粘Ｉ畹拿總�角落,。其應用領域主要涉及以下5個方面：
第一，頻率控制器件。近幾年發(fā)展較快的有陶瓷諧振器 ,、陶瓷濾波器,，還有調(diào)諧音叉濾波器、機械濾波器,、陶瓷鑒頻器,、陷波器和延遲線。其中陶瓷諧振器,、陶瓷濾波器產(chǎn)量已經(jīng)占我國壓電陶瓷產(chǎn)品的65%以上,，相當引人注目。特別是陶瓷諧振器具有高穩(wěn)定,、無需調(diào)節(jié),、尺寸小和成本低等特點。典型的應用有：電視機,、攝錄像機,、計算機、CD-ROM驅(qū)動器,、汽車電器,、VCD、電話機,、復印機,、語音合成器、遙控器和玩具等,。
第二,，壓電超聲換能器。壓電超聲換能器是發(fā)射和接收超聲波的聲學器件,，在水和空氣介質(zhì)中廣泛應用,。在水聲通信中起雷達的作用，被稱為聲吶,，是各類艦船必不可少的重要傳感器,。在工業(yè)中，超聲換能器已被用于超聲清洗,、超聲精密加工,、超聲加濕、超聲乳化,、超聲種子處理,、超聲探傷和超聲診斷等。當今,，壓電超聲換能器的另一廣泛應用領域是遙測,、遙控系統(tǒng)和報警系統(tǒng),。
第三，壓電發(fā)聲器,。壓電發(fā)聲器的典型產(chǎn)品是壓電蜂鳴器和壓電送,、受話器、手表,、計算器,、電子鬧鐘、小型警鈴以及電話,、手機的振鈴都離不開蜂鳴器,。帶有晶體管振蕩電路和直流電源的蜂鳴器可發(fā)出連續(xù)聲音，帶有開關電路的蜂鳴器可發(fā)出斷續(xù)聲音,，屬于聲換能器的水下微音器和揚聲器還可用來驅(qū)趕或引誘魚群,。
第四，計測和控制用壓電器件,。計測和控制用壓電器件主要有壓力,、加速度、角速度傳感器以及超聲測深,、超聲測厚,、超聲測流速、超聲診斷等,。
第五,，壓電點火器和壓電變壓器。1965年開始批量生產(chǎn)壓電點火器,，近20年來得到了更快的發(fā)展,，我國目前幾乎所有煤氣灶、浴室煤氣鍋爐,、煤氣房間加熱器,、煤氣熱水器和香煙打火機都用壓電點火器。壓電變壓器具有結(jié)構(gòu)簡單,、尺寸小,、變壓比高、機電轉(zhuǎn)換效率高,、無電磁干擾和安全等優(yōu)點,，故用于靜電除煙器、負離子發(fā)生器,、靜電涂覆設備,、靜電復印機、電場治療儀和液晶背光源等,。
聲表面波形成完整體系
聲表面波器件是電子陶瓷領域一個熱門產(chǎn)品,。聲表面波（SAW）是沿物體表面?zhèn)鞑サ囊环N彈性波，我國聲表面技術的開發(fā)從1970年開始,，經(jīng)過了37年的研究和發(fā)展,，已基本形成了從理論研究、晶體材料生長加工,、器件設計和生產(chǎn)以及系統(tǒng)應用的完整體系,。
我國聲表面波技術的發(fā)展大致可以分為3個階段：第一階段，聲表面波技術應用于軍事領域開發(fā)與應用,。聲表面波技術開發(fā)的最初動力各國都來源于國防軍事領域,，我國也不例外;雷達、通信,、導航和電子對抗等均采用了各種各樣的SAW信號處理器件,。第二階段，聲表波技術應用于廣播電視領域,。第三階段,，聲表面波技術應用于現(xiàn)代通信。
聲表面波在我國經(jīng)歷了30多年的發(fā)展,，涌現(xiàn)了30多家大大小小的生產(chǎn)企業(yè),，雖然廠家眾多，但技術水平和生產(chǎn)規(guī)模有限,，除中電科技的第26,、55研究所、德清華瑩電子有限公司,、無錫好達電子有限公司等在生產(chǎn)技術,、規(guī)模和產(chǎn)品種類上有一定的優(yōu)勢外，余者規(guī)模小,，主要以生產(chǎn)電視中頻濾波器,、諧振器以及對講機濾波器等工藝要求相對較低的產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價格低廉,。
從產(chǎn)品的封裝上看,，電視中頻聲表面波濾波器由金屬封裝朝塑殼封裝方向發(fā)展，由于塑殼封裝具有體積小,、重量輕的特點,，特別是在一體化高頻頭中可以體現(xiàn)其優(yōu)勢，國內(nèi)很多生產(chǎn)企業(yè)都開發(fā)了自己的塑封產(chǎn)品,，從規(guī)模上看,，無錫好達電子有限公司和中電科技德清華瑩電子有限公司在塑封產(chǎn)品上占據(jù)了較大的市場份額。
SMD產(chǎn)品目前國內(nèi)能批量化生產(chǎn)的最小尺寸是3mm×3mm,，主要生產(chǎn)單位有中電科技的55所,、德清華瑩,、26所和無錫好達電子有限公司等。現(xiàn)RF濾波器的主流產(chǎn)品封裝都是采用2.5mm×2.0mm以下的倒裝焊技術,，故國內(nèi)目前SAWRF濾波器生產(chǎn)受到了很大的限制,，由于成本、技術等因素,，國內(nèi)幾家有實力的研究所和生產(chǎn)企業(yè)都還無在縮小產(chǎn)品封裝上進一步投入的計劃,，南陽金冠集團曾投入了部分倒裝焊設備，但還不具生產(chǎn)能力,。
我國聲表面波產(chǎn)品的基礎研究特別是低損耗設計技術,，目前主要以中電科技第26研究所、南京大學以及中科院聲學所3家科研機構(gòu)為主力,，另外中電科技德清華瑩,、55所和無錫好達等單位也具備一定的產(chǎn)品開發(fā)能力。
我國的聲表面波行業(yè)和國外相比,，總體存在不小的差距,。產(chǎn)品研發(fā)沒有太多的科研機構(gòu)和大專院校作為技術支撐，缺乏一支基礎研究的隊伍,，由于市場競爭的因素,，各單位各自為政，缺乏學術交流,，很多小企業(yè)不具研發(fā)能力,。從生產(chǎn)技術和生產(chǎn)規(guī)模上看，和國際上的一些知名公司如EPCOS,、Murata,、Fujistu、SANYO等相比還存在著很大差距,，包括封裝技術,、自動化程度、工藝水平,、生產(chǎn)規(guī)模等,。
隨著市場競爭加劇，目前整個聲表產(chǎn)業(yè)的盈利普遍不高,，最大市場手機RF濾波器已經(jīng)在維持水平上生產(chǎn),，失去了投資機會。要想未來在行業(yè)里有一定生存地位,，必須通過自己的技術進步,，不斷提高產(chǎn)品成品率、降低生產(chǎn)成本,、提高產(chǎn)品質(zhì)量,，增強規(guī)�,；a(chǎn)能力。我們認為,，我國聲表面波行業(yè)在未來發(fā)展上,，可以做以下幾方面工作：第一，加強行業(yè)內(nèi)相互合作和資源整合,。第二，擴大國際技術合作,。第三,，積極探索新的應用領域。聲表面波技術除了目前的常規(guī)應用外,，還有在傳感器,、射頻設別（RFID）等方面的一些特殊用途。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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