中國(guó)粉體網(wǎng)訊 上世紀(jì)80年代，隨著我國(guó)電子工業(yè)的發(fā)展和民品需要，家用電器中對(duì)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(wú)線電一廠同時(shí)引進(jìn)日本村田壓電陶瓷頻率元件生產(chǎn)線,，從此拉開(kāi)了我國(guó)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(guò)摸索和消化日本引進(jìn)線的先進(jìn)材料和工藝,，國(guó)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(wú)錫寶通電子,、蘇州捷嘉電子等。嘉康電子當(dāng)時(shí)的主打產(chǎn)品是壓電陶瓷蜂鳴器,，每月的產(chǎn)量在上千萬(wàn)只,，通過(guò)先進(jìn)工藝線的引進(jìn)、消化,、吸收和提高,，很快成為國(guó)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(dá)7.15億只,。江蘇江佳電子開(kāi)始生產(chǎn)小量的多片陶瓷濾波器，現(xiàn)在已發(fā)展成為國(guó)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(dá)到4.67億只,。
陶瓷材料 取得巨大發(fā)展
回顧我國(guó)壓電陶瓷行業(yè)的發(fā)展，20年前只有山東大學(xué),、清華大學(xué),、華南工學(xué)院、天津大學(xué),、四川大學(xué),、上海科大等幾所大學(xué)設(shè)有壓電材料及應(yīng)用的專(zhuān)業(yè),，上海硅酸鹽研究所,、中電科技集團(tuán)第7研究所和第26研究所等建有壓電陶瓷材料和應(yīng)用研究室，生產(chǎn)廠家只有山東淄博無(wú)線電陶瓷廠，主要開(kāi)展的項(xiàng)目大多與軍用產(chǎn)品有關(guān),。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(diǎn)火器,，小量用于郵電通信的多片陶瓷濾波器、機(jī)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(yīng)各類(lèi)壓電器件對(duì)材料性能的不同要求,，材料研究人員廣泛進(jìn)行了改性添加劑的研究,，開(kāi)發(fā)出了大量高性能壓電陶瓷材料。
鈦酸鉛陶瓷（PT）
上世紀(jì)90年代末,，為了滿(mǎn)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(guò)對(duì)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(yīng)好,、溫度穩(wěn)定性?xún)?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(lèi)材料相當(dāng)。同時(shí)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(cè)和流量計(jì)等,。
鋯鈦酸鉛陶瓷（PZT）
上世紀(jì)80年代，江西景德鎮(zhèn)999廠和上海無(wú)線電一廠同時(shí)引進(jìn)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(guó)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(guó)封鎖,，通過(guò)對(duì)PZT材料進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn),，很快實(shí)現(xiàn)了材料配方的國(guó)產(chǎn)化，自主開(kāi)發(fā)的PZT壓電陶瓷材料電性能指標(biāo)完全達(dá)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(lái)，我國(guó)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(yàn)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(mǎn)足各種需要，使壓電陶瓷的應(yīng)用面得到快速擴(kuò)展,。
無(wú)鉛壓電陶瓷
上述壓電陶瓷均含有大量的鉛,，制造過(guò)程會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，為了減少污染,，國(guó)內(nèi)外科研人員開(kāi)展了無(wú)鉛系壓電陶瓷的研究,，與含鉛系壓電陶瓷材料相比、無(wú)鉛系壓電陶瓷的性能明顯不同于含鉛壓電陶瓷,，如無(wú)鉛系壓電陶瓷的居里點(diǎn)約高出200℃～300℃,，介電常數(shù)僅140～150，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)高達(dá)4000～7000,。但是,，無(wú)鉛壓電陶瓷的機(jī)電耦合系數(shù)等性能遠(yuǎn)不如含鉛陶瓷，加之制造工藝難以控制,，故無(wú)鉛壓電陶瓷僅在一些特定領(lǐng)域應(yīng)用,，其研究工作仍在進(jìn)行中。
應(yīng)用快速滲透
經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展,，當(dāng)今,，壓電陶瓷產(chǎn)品門(mén)類(lèi)齊全，不僅廣泛用于軍事和工業(yè)領(lǐng)域,，還滲透到了人們?nèi)粘Ｉ畹拿總�(gè)角落,。其應(yīng)用領(lǐng)域主要涉及以下5個(gè)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(jī)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(guó)壓電陶瓷產(chǎn)品的65%以上，相當(dāng)引人注目,。特別是陶瓷諧振器具有高穩(wěn)定,、無(wú)需調(diào)節(jié)、尺寸小和成本低等特點(diǎn),。典型的應(yīng)用有：電視機(jī),、攝錄像機(jī)、計(jì)算機(jī),、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器,、汽車(chē)電器,、VCD、電話(huà)機(jī),、復(fù)印機(jī),、語(yǔ)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(xué)器件,，在水和空氣介質(zhì)中廣泛應(yīng)用,。在水聲通信中起雷達(dá)的作用，被稱(chēng)為聲吶,，是各類(lèi)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(dāng)今,，壓電超聲換能器的另一廣泛應(yīng)用領(lǐng)域是遙測(cè)、遙控系統(tǒng)和報(bào)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(huà)器,、手表、計(jì)算器,、電子鬧鐘,、小型警鈴以及電話(huà)、手機(jī)的振鈴都離不開(kāi)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(kāi)關(guān)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(yáng)聲器還可用來(lái)驅(qū)趕或引誘魚(yú)群,。
第四,，計(jì)測(cè)和控制用壓電器件。計(jì)測(cè)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(cè)深,、超聲測(cè)厚、超聲測(cè)流速,、超聲診斷等,。
第五，壓電點(diǎn)火器和壓電變壓器,。1965年開(kāi)始批量生產(chǎn)壓電點(diǎn)火器,，近20年來(lái)得到了更快的發(fā)展，我國(guó)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(jī)都用壓電點(diǎn)火器,。壓電變壓器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、尺寸小、變壓比高,、機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高,、無(wú)電磁干擾和安全等優(yōu)點(diǎn)，故用于靜電除煙器,、負(fù)離子發(fā)生器,、靜電涂覆設(shè)備、靜電復(fù)印機(jī),、電場(chǎng)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(lǐng)域一個(gè)熱門(mén)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(guó)聲表面技術(shù)的開(kāi)發(fā)從1970年開(kāi)始,，經(jīng)過(guò)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(zhǎng)加工,、器件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)以及系統(tǒng)應(yīng)用的完整體系。
我國(guó)聲表面波技術(shù)的發(fā)展大致可以分為3個(gè)階段：第一階段,，聲表面波技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,。聲表面波技術(shù)開(kāi)發(fā)的最初動(dòng)力各國(guó)都來(lái)源于國(guó)防軍事領(lǐng)域，我國(guó)也不例外;雷達(dá),、通信,、導(dǎo)航和電子對(duì)抗等均采用了各種各樣的SAW信號(hào)處理器件。第二階段,，聲表波技術(shù)應(yīng)用于廣播電視領(lǐng)域,。第三階段，聲表面波技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代通信,。
聲表面波在我國(guó)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(shù)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(wú)錫好達(dá)電子有限公司等在生產(chǎn)技術(shù),、規(guī)模和產(chǎn)品種類(lèi)上有一定的優(yōu)勢(shì)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(duì)講機(jī)濾波器等工藝要求相對(duì)較低的產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)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(diǎn),，特別是在一體化高頻頭中可以體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)很多生產(chǎn)企業(yè)都開(kāi)發(fā)了自己的塑封產(chǎn)品,，從規(guī)模上看，無(wú)錫好達(dá)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(chǎng)份額,。
SMD產(chǎn)品目前國(guó)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(wú)錫好達(dá)電子有限公司等�,，F(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(shù)，故國(guó)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(shù)等因素，國(guó)內(nèi)幾家有實(shí)力的研究所和生產(chǎn)企業(yè)都還無(wú)在縮小產(chǎn)品封裝上進(jìn)一步投入的計(jì)劃,，南陽(yáng)金冠集團(tuán)曾投入了部分倒裝焊設(shè)備,，但還不具生產(chǎn)能力。
我國(guó)聲表面波產(chǎn)品的基礎(chǔ)研究特別是低損耗設(shè)計(jì)技術(shù),，目前主要以中電科技第26研究所,、南京大學(xué)以及中科院聲學(xué)所3家科研機(jī)構(gòu)為主力，另外中電科技德清華瑩,、55所和無(wú)錫好達(dá)等單位也具備一定的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力,。
我國(guó)的聲表面波行業(yè)和國(guó)外相比，總體存在不小的差距,。產(chǎn)品研發(fā)沒(méi)有太多的科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校作為技術(shù)支撐,，缺乏一支基礎(chǔ)研究的隊(duì)伍,，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的因素，各單位各自為政,，缺乏學(xué)術(shù)交流,，很多小企業(yè)不具研發(fā)能力。從生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模上看,，和國(guó)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(shù)、自動(dòng)化程度,、工藝水平,、生產(chǎn)規(guī)模等。
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,，目前整個(gè)聲表產(chǎn)業(yè)的盈利普遍不高,，最大市場(chǎng)手機(jī)RF濾波器已經(jīng)在維持水平上生產(chǎn)，失去了投資機(jī)會(huì),。要想未來(lái)在行業(yè)里有一定生存地位,，必須通過(guò)自己的技術(shù)進(jìn)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(qiáng)規(guī)�,；a(chǎn)能力,。我們認(rèn)為，我國(guó)聲表面波行業(yè)在未來(lái)發(fā)展上,，可以做以下幾方面工作：第一,，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)相互合作和資源整合。第二,，擴(kuò)大國(guó)際技術(shù)合作,。第三，積極探索新的應(yīng)用領(lǐng)域,。聲表面波技術(shù)除了目前的常規(guī)應(yīng)用外,，還有在傳感器、射頻設(shè)別（RFID）等方面的一些特殊用途,。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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