介电陶瓷概念及特点

介电陶瓷是一类主要利用陶瓷的介电性能以制作电容器及微波介质器件的电子陶瓷。

介电陶瓷具有绝缘电阻率高、介电常数小、介电损耗小、导热性能好、膨胀系数小、热稳定性和化学稳定性好等特点。

介电陶瓷用于安装、固定、保护电子元件，作为载流导体的绝缘支撑及各种电路基片用的陶瓷材料。

介电陶瓷的分类

1.低介电常数的介电材料(low-K材料)

通常用于制作绝缘器件、基片、高频或大电流电容器。

这类陶瓷主要集中在MgO-Al2O3-SiO2三元系统内，另外还经常用到的有氧化铍(烧结添加剂：MgO、Al2O3、CaO和SiO2等)，六方氮化硼陶瓷。

2.中等介电常数介电陶瓷

(1)金红石瓷(TiO2)

(2)钛酸钙瓷(CaTiO3，烧结助熔剂，如ZrO2)

(3)钛酸镁瓷：正钛酸镁2MgO·TiO2、偏钛酸镁MgO·TiO2、二钛酸镁MgO·2TiO2、烧结常用ZnO、CaF2滑石等助熔剂

(4)锡酸钙瓷

(5)钛锆系瓷，主要成分：ZrO2和TiO2

(6)钛硅酸钙瓷：以钛硅酸钙(CaTiSiO5)为主晶相，引入适量的添加剂所得的一系列瓷料。

3.高介电常数介电陶瓷——铁电陶瓷

(1)铁电钛酸钡瓷

①BaTiO3一BaSnO3系陶瓷这类陶瓷中BaSnO3的含量在10％～15％左右，配方中在主成分BaCO3、TiO2、SnO2外还外加ZnO以抑制晶粒过分长大；加少量黏土可以提高泥料塑性，改善工艺性能；加过量BaCO3以防游离SnO2出现。

②BaTiO3-CaSnO3系陶瓷为防止SnO2游离，先将Bi2O3和SnO2做成烧块，再与其他原料混合烧结。这类陶瓷的介电常数为2000～3000，介电损耗约1％～4％。

③BaTiO3-BaZrO3系陶瓷这类陶瓷的介电常数为3000～4000，介电损耗小于3％，工艺性比较好。

④BaTiO3—SrZrO3－CaTiO3系陶瓷采用BaTiO3烧块、SrTiO3烧块和CaCO3、TiO2烧成。这类陶瓷的介电常数为4000～5000，介电损耗小于3％，工艺性能好，性能比较稳定。

(2)铌酸盐系陶瓷

该系统具有很高的介电常数，即使不加添加剂，甚至是单晶，也具有比较平坦的介电常数-温度曲线。比如在钨酸铜结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Ba(Zn1/3Nb2/3)O3系统中，就具有这类很宽的峰和高达25000的介电常数。

介电陶瓷的制备

常见的介电陶瓷的制备方法可分为固相法、液相法、气相法等不同方法。

试验中常用到的主要有固相烧结法、溶胶凝胶法、水热法和熔盐法，此外还有微波水热法，热压、等静压烧结等方法。