中國粉體網(wǎng)訊 電子陶瓷是廣泛應用于電子信息領域中的具有獨特的電學,、光學、磁學等性質的新型陶瓷材料,,是一種燒結體材料,。它是光電子工業(yè)、微電子及電子工業(yè)中的基礎元件,,是國際上競爭激烈的高技術新材料,。電子陶瓷又稱電子工業(yè)用陶瓷。電子陶瓷粉體是制造電子陶瓷元器件的主要原料,。
圖1 電子陶瓷粉體(圖片來源:風華高科)
1 常見的電子陶瓷及其分類
常見的電子陶瓷材料有:鈦酸鋇,、MLCC介質材料、微波介質材料,、鐵氧體磁性材料,、二氧化鈦、消費電子外殼材料,、氧化鋁粉體,、勃姆石粉體,、電子元器件漿料等,�,?杀粡V泛應用于電容、電阻、電感,、微波器件、傳感器件,、印刷電路,、消費電子外殼、高檔穿戴產品,、指紋識別片等。
表1 電子陶瓷分類
2 電子陶瓷的應用
2.1 航空航天
耐高溫,、耐磨損,、耐腐蝕、質量輕等優(yōu)異性能使其可替代金屬材料,,用作航空航天領域的熱機部件,。
2.2 機械工程
石油,、化學,、輕紡、食品,、高速機床及核工業(yè)等高溫,、高速、腐蝕,、真空特殊環(huán)境中,,對超高速、超精密的機床軸承材料要求特別嚴苛,,新型電子陶瓷材料可以很好地發(fā)揮作用,。
2.3 汽車零部件
用作減震裝置中的高靈敏元件,、內燃機中的氧傳感器,、氣門加熱器等。
2.4 軍事
由于具有輕質,、耐熱、耐沖擊等優(yōu)良性能,,使其在防彈裝甲、導彈控制系統(tǒng),、火箭和雷達等多方面得到應用,。
2.5 生物醫(yī)療
由于陶瓷材料的骨親和性、生物相容性,、耐磨性等特點,,使其非常適合用于修補骨關節(jié),、牙齒等組織,。這種材料與人體能較好相容,,移植后排異反應較少,。
3 國際電子陶瓷產業(yè)技術發(fā)展現(xiàn)狀
從全球電子陶瓷產業(yè)技術水平看,日本和美國處于世界的領先地位。其中,,日本憑借其超大規(guī)模的生產和先進制備技術,在世界電子陶瓷市場中具有主導地位,,占有世界電子陶瓷市場 50% 以上的份額,。美國在基礎研究和新材料開發(fā)方面力量雄厚,其注重產品的前沿技術和在軍事領域的應用,,如在水聲,、電光、光電子,、紅外技術和半導體封裝等方面處于優(yōu)勢地位,。此外,韓國在電子陶瓷領域發(fā)展迅速,,引人矚目,。
4 我國電子陶瓷材料與元器件的發(fā)展現(xiàn)狀
我國是電子元件大國,多種電子陶瓷產品的產量居世界首位,,已經(jīng)形成了一批在國際上擁有一定競爭力的元器件產品生產基地,,同時擁有全球最大的應用市場。然而,,目前高端電子陶瓷材料市場主要為日本企業(yè)所壟斷,,國內生產的材料少部分用于高端元器件產品,大部分用于中低端元器件產品,;國內高水平科研成果在轉化過程中遭遇來自原材料,、生產裝備,、穩(wěn)定性等方面的瓶頸,所占市場份額相對較低,。
在產業(yè)技術方面,,我國的電子陶瓷及其元器件產品生產基地已經(jīng)形成了相當?shù)囊?guī)模,并擁有國際先進的生產水平,。
當前我國在電子陶瓷及其元器件產業(yè)發(fā)展中面臨的主要問題是:社會重視程度嚴重不足,、研究成果轉化機制有待完善、國內產業(yè)鏈對自主創(chuàng)新的支撐不完善,、規(guī)�,;a工藝裝備水平有待提高。
5 電子陶瓷材料技術未來趨勢和戰(zhàn)略目標
隨著電子信息產品進一步向寬帶化,、小型化,、集成化、無線 / 移動化,、綠色化的方向發(fā)展,,電子陶瓷元器件的多功能化、多層化,、多層元件片式化和片式元件集成化成為發(fā)展的主流,,這些新的趨勢向電子陶瓷材料提出了一系列新的要求,如材料顯微結構細晶化,、材料功能的多樣化,、電磁特性的高頻化及低損耗化等。
面向信息技術等領域的迫切需求,,進一步加大電子陶瓷技術的研究開發(fā)及其產業(yè)升級的扶植力度,,突破困擾該產業(yè)技術進步的關鍵技術,使我國在該領域的技術水平走進世界前列,。力爭在2025 年大部分水平與美國,、日本接近,2035 年成為全球高端電子陶瓷材料和元器件的主要來源地(見圖 2),。
圖2 電子陶瓷發(fā)展線路圖(圖片來源:中國工程科學)
6 小結
品種繁多的電子陶瓷因性能各異,,在光學、微電子,、能源,、生物、環(huán)保與節(jié)能,、超導等很多領域得到應用,。隨著科技的發(fā)展,會對電子陶瓷材料的性能、形狀,、品種,、精密度等方面,提出更高的要求,,所以只有不斷地開發(fā)與采用新的制備工藝,,創(chuàng)造新的材料體系,才能更大的發(fā)揮電子陶瓷新材料在國民經(jīng)濟各個行業(yè)中的作用,。
參考來源:
【1】張文毓.電子陶瓷的研究與應用.研究與研發(fā).2020.
【2】李婷.工業(yè)電子陶瓷材料的分類,、應用及發(fā)展趨勢.佛山陶瓷.2015.
【3】周濟,等.我國電子陶瓷技術發(fā)展的戰(zhàn)略思考.中國工程科學.2020.
【4】王小芳.淺談電子陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢.佛山陶瓷.2017.
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)
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