中國粉體網(wǎng)訊 電子陶瓷是廣泛應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域中的具有獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué),、磁學(xué)等性質(zhì)的新型陶瓷材料,,是一種燒結(jié)體材料。它是光電子工業(yè),、微電子及電子工業(yè)中的基礎(chǔ)元件,是國際上競爭激烈的高技術(shù)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(fēng)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(zhì)材料,、微波介質(zhì)材料、鐵氧體磁性材料、二氧化鈦,、消費(fèi)電子外殼材料,、氧化鋁粉體、勃姆石粉體,、電子元器件漿料等,。可被廣泛應(yīng)用于電容,、電阻,、電感、微波器件,、傳感器件,、印刷電路、消費(fèi)電子外殼,、高檔穿戴產(chǎn)品,、指紋識別片等。
表1 電子陶瓷分類
2 電子陶瓷的應(yīng)用
2.1 航空航天
耐高溫,、耐磨損,、耐腐蝕、質(zhì)量輕等優(yōu)異性能使其可替代金屬材料,,用作航空航天領(lǐng)域的熱機(jī)部件,。
2.2 機(jī)械工程
石油、化學(xué),、輕紡,、食品、高速機(jī)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(jī)床軸承材料要求特別嚴(yán)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(nèi)燃機(jī)中的氧傳感器、氣門加熱器等,。
2.4 軍事
由于具有輕質(zhì),、耐熱,、耐沖擊等優(yōu)良性能,,使其在防彈裝甲、導(dǎo)彈控制系統(tǒng),、火箭和雷達(dá)等多方面得到應(yīng)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(diǎn),使其非常適合用于修補(bǔ)骨關(guān)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(yīng)較少,。
3 國際電子陶瓷產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
從全球電子陶瓷產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平看,,日本和美國處于世界的領(lǐng)先地位。其中,,日本憑借其超大規(guī)模的生產(chǎn)和先進(jìn)制備技術(shù),,在世界電子陶瓷市場中具有主導(dǎo)地位,占有世界電子陶瓷市場 50% 以上的份額,。美國在基礎(chǔ)研究和新材料開發(fā)方面力量雄厚,,其注重產(chǎn)品的前沿技術(shù)和在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,如在水聲,、電光,、光電子、紅外技術(shù)和半導(dǎo)體封裝等方面處于優(yōu)勢地位,。此外,,韓國在電子陶瓷領(lǐng)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(chǎn)品的產(chǎn)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(chǎn)品生產(chǎn)基地,,同時擁有全球最大的應(yīng)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(nèi)生產(chǎn)的材料少部分用于高端元器件產(chǎn)品,,大部分用于中低端元器件產(chǎn)品;國內(nèi)高水平科研成果在轉(zhuǎn)化過程中遭遇來自原材料,、生產(chǎn)裝備,、穩(wěn)定性等方面的瓶頸,所占市場份額相對較低,。
在產(chǎn)業(yè)技術(shù)方面,,我國的電子陶瓷及其元器件產(chǎn)品生產(chǎn)基地已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)囊?guī)模,并擁有國際先進(jìn)的生產(chǎn)水平,。
當(dāng)前我國在電子陶瓷及其元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的主要問題是:社會重視程度嚴(yán)重不足,、研究成果轉(zhuǎn)化機(jī)制有待完善、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈對自主創(chuàng)新的支撐不完善,、規(guī)�,;a(chǎn)工藝裝備水平有待提高。
5 電子陶瓷材料技術(shù)未來趨勢和戰(zhàn)略目標(biāo)
隨著電子信息產(chǎn)品進(jìn)一步向?qū)拵Щ�,、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(jié)構(gòu)細(xì)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(shù)等領(lǐng)域的迫切需求,,進(jìn)一步加大電子陶瓷技術(shù)的研究開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)升級的扶植力度,,突破困擾該產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù),使我國在該領(lǐng)域的技術(shù)水平走進(jìn)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(xué))
6 小結(jié)
品種繁多的電子陶瓷因性能各異,,在光學(xué)、微電子,、能源,、生物、環(huán)保與節(jié)能,、超導(dǎo)等很多領(lǐng)域得到應(yīng)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(jì)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(yīng)用.研究與研發(fā).2020.
【2】李婷.工業(yè)電子陶瓷材料的分類,、應(yīng)用及發(fā)展趨勢.佛山陶瓷.2015.
【3】周濟(jì),等.我國電子陶瓷技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考.中國工程科學(xué).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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