功能陶瓷發(fā)展前景

功能陶瓷是指在應(yīng)用時主要利用其非力學(xué)性能的材料，這類材料通常具有一種或多種功能。如電、磁、光、熱、化學(xué)、生物等功能，以及耦合功能，如壓電、壓磁、熱電、電光、聲光、磁光等功能。功能陶瓷已在能源開發(fā)、空間技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1.電子陶瓷

電子陶瓷包括絕緣陶瓷、介電陶瓷、鐵電陶瓷、壓電陶瓷、熱釋電陶瓷、敏感陶瓷、磁性材料及導(dǎo)電、超導(dǎo)陶瓷。根據(jù)電容器陶瓷的介電特性將其分為６類：高頻溫度補償型介電陶瓷、高頻溫度穩(wěn)定型介電陶瓷、低頻高介電系數(shù)型介電陶瓷、半導(dǎo)體型介電陶瓷、疊層電容器陶瓷、微波介電陶瓷。其中微波介電陶瓷具有高介電常數(shù)、低介電損耗、諧振頻率系數(shù)小等特點，廣泛應(yīng)用于微波通信、移動通信、衛(wèi)星通信、廣播電視、雷達等領(lǐng)域。

2.熱、光學(xué)功能陶瓷

耐熱陶瓷、隔熱陶瓷、導(dǎo)熱陶瓷是陶瓷在熱學(xué)方面的主要應(yīng)用。其中，耐熱陶瓷主要有Al2O3、MgO、SiC等，由于它們具有高溫穩(wěn)定性好，可作為耐火材料應(yīng)用到冶金行業(yè)及其他行業(yè)。隔熱陶瓷具有很好的隔熱效果，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

陶瓷材料在光學(xué)方面包括吸收陶瓷、陶瓷光信號發(fā)生器和光導(dǎo)纖維，利用陶瓷光系數(shù)特性在生活中隨處可見，如涂料、陶瓷釉。核工業(yè)中，利用含鉛、鋇等重離子陶瓷吸收和固定核輻射波在核廢料處理方面廣泛應(yīng)用。陶瓷還是固體激光發(fā)生器的重要材料，有紅寶石激光器和釔榴石激光器。光導(dǎo)纖維是現(xiàn)代通信信號的主要傳輸媒介，具有信號損耗低、高保真性、容量大等特性優(yōu)于金屬信號運輸線。

透明氧化鋁陶瓷是光學(xué)陶瓷的典型代表，在透明氧化鋁的制造過程中，關(guān)鍵是氧化鋁的體積擴散為燒結(jié)機制的晶粒長大過程，在原料中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┤缪趸�鎂，可抑制晶粒的長大。其可用作熔制玻璃的坩堝，紅外檢測窗材料，照明燈具，還可用于制造電子工業(yè)中的集成電路基片等。

3.生物、抗菌陶瓷

生物陶瓷材料可分為生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷，生物陶瓷除了用于測量、診斷、治療外，主要是用作生物硬質(zhì)組織的代用品，可應(yīng)用于骨科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼科及普通外科等方面�？咕�材料主要應(yīng)用于家庭用品、家用電器、玩具及其他領(lǐng)域，

家用電器是目前應(yīng)用最廣泛、使用量最大的行業(yè)之一。近幾年來我國的抗菌材料行業(yè)發(fā)展很快，在無機抗菌劑、有機抗菌劑、光催化型抗菌劑的產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用開發(fā)等領(lǐng)域得到迅速發(fā)展。

4.多孔陶瓷

多孔陶瓷具有透光率高、比表面積大、密度低、傳導(dǎo)率低、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點，被應(yīng)用于汽車尾氣處理、工業(yè)污水處理、熔融金屬過濾、催化劑載體、隔熱、隔音材料等。近幾年，多孔陶瓷的應(yīng)用擴展到了航空領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、醫(yī)用材料領(lǐng)域及生物領(lǐng)域等，已引起全球材料界的高度重視，并得到迅速發(fā)展。為了得到不同的多孔陶瓷，各種制備方法相繼提出，如添加造孔劑法、溶膠凝膠法、熱壓法、離子交換法等。

近幾十年來，陶瓷材料的應(yīng)用及發(fā)展是非常迅速的，陶瓷材料作為繼金屬材料、高分子材料后最有潛力的發(fā)展材料之一，它在各方面的綜合性能明顯優(yōu)于目前使用的金屬材料和高分子材料。陶瓷材料的應(yīng)用前景還是相當(dāng)廣闊的，尤其是能源、信息、空間技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，更加拉動了具有特殊性能材料的應(yīng)用。先進陶瓷材料的制備技術(shù)日新月異，世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展令人矚目，納米陶瓷材料的發(fā)展已經(jīng)取得驚人的成績，有了重大突破。相信在不久的將來，陶瓷材料會有更好、更快的發(fā)展，展示出其重要的應(yīng)用價值。

陶瓷材料發(fā)展前景2017-04-07 09:56 | #2樓

MLCC(多層陶瓷電容器)是各種電子、通訊、信息、軍事及航天等消費或工業(yè)用電子產(chǎn)品的重要組件。MLCC由于其小體積、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高及適于SMT技術(shù)等優(yōu)點而發(fā)展迅速。目前，電容器市場無論從數(shù)量上還是市場潛力上來看都以陶瓷電容器份額最大。

全球MLCC產(chǎn)量隨著IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而不斷增長，國內(nèi)產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比例近年來也有較大的增長，我國已經(jīng)逐漸成為世界MLCC的制造大國。

目前MLCC的國際上的發(fā)展趨勢是微型化、高比容、低成本、高頻化、集成復(fù)合化、高可靠性的產(chǎn)品及工藝技術(shù)。

當(dāng)前MLCC需求的熱點主要集中在手機、P4主板、DVD、數(shù)碼相機和PS2游戲機等。手機對MLCC的要求特點是：數(shù)量大、尺寸小、質(zhì)量高。在手機應(yīng)用領(lǐng)域里，日商憑借技術(shù)上的絕對優(yōu)勢基本壟斷市場。國內(nèi)企業(yè)在手機配套實力明顯不足。

片式陶瓷電感器：

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電感元件發(fā)展方向

多層片式電感類元件包括了一大類具有疊層式介質(zhì)/線圈結(jié)構(gòu)的新型電子元件，是電感類元件發(fā)展的方向，也是三大類無源片式元件中技術(shù)含量最高的一大類。目前，這類元件已形成了規(guī)模相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)和近百億美元的國際市場。片式電感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括移動通信、計算機、音像產(chǎn)品、家電、辦公自動化等。大屏幕彩電等新型家電產(chǎn)品也是片式電感器的重要應(yīng)用領(lǐng)域。預(yù)計在今后若干年中，隨著第三代移動通信技術(shù)、數(shù)字電視、高速計算機、藍牙產(chǎn)品等新一代數(shù)字化電子產(chǎn)品的推出和世界各國EMI控制標(biāo)準(zhǔn)的相繼制定，對各種片式電感類元件，特別是抗EMI類片式電感元件的需求將急劇上升。因此從整體上看，片式電感器的市場前景將十分看好。

片式電感器的生產(chǎn)企業(yè)主要分布在日本、美國、歐洲、韓國、我國的臺灣和珠江三角洲地區(qū)。日本是生產(chǎn)片式電感器最早的國家，TDK、村田、Tokin和太陽誘電都是具有大規(guī)模生產(chǎn)能力的廠商。其中TDK占全球片式電感市場的32%，村田的市場占有率是18%，太陽誘電為16%。

目前片式電感器元件發(fā)展的主要趨勢是：抗電磁干擾成為片式電感類材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域；高感量和大功率；高頻化；集成化。

片式微波電容器：

快速滲透通信領(lǐng)域

陶瓷電容器除在技術(shù)上繼續(xù)向小尺寸、大容量、介質(zhì)薄層化方向發(fā)展外，高頻化也是一個重要的發(fā)展方向。為了滿足通信設(shè)備的高頻化對電子元器件的強勁需求，高電流承載能力的高Q微波陶瓷電容器得到了快速發(fā)展，并已成為片式陶瓷電容器的重要的組成部分，廣泛應(yīng)用于包括移動通信、WLAN、衛(wèi)星廣播設(shè)備、醫(yī)療電子、導(dǎo)彈系統(tǒng)、飛機雷達及導(dǎo)航系統(tǒng)等的射頻/微波電路中，已成為通信終端設(shè)備向輕、薄、短、小和高頻化趨勢發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)元器件。

片式化微波電容是先進多層陶瓷技術(shù)和高品質(zhì)微波介質(zhì)材料相結(jié)合的產(chǎn)物，是一類新型的表面貼裝無源陶瓷元件，它具有高載流能力、高品質(zhì)因數(shù)(Q)、超低等效串聯(lián)電阻(ESR)、高的串聯(lián)諧振頻率(SRF)等特點，可廣泛應(yīng)用于光通信電路、微波通信電路中。

片式微波陶瓷電容器雖然應(yīng)用廣，前景好，發(fā)展空間廣闊，但由于技術(shù)含量高，目前系列化產(chǎn)品僅美國、日本等少數(shù)國家可以生產(chǎn)，基本形成壟斷，國內(nèi)僅有少數(shù)單位開始研發(fā)，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)能力。由于豐厚利潤的驅(qū)動，近年來許多國外企業(yè)也相繼加入到片式微波電容的研發(fā)行列中，其中最具代表性的有美國的AVX、ATC、Johanson Technology，日本的Murata等。

壓電陶瓷超聲波電機：

突破傳統(tǒng)電機概念

壓電陶瓷超聲波電機是近二十年發(fā)展起來的一種新型電機,其技術(shù)核心是采用功能陶瓷材料的電能-機械能的信號轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)對執(zhí)行部件的驅(qū)動和控制。它打破了由電磁效應(yīng)獲得轉(zhuǎn)速和扭矩的傳統(tǒng)電機的概念，是當(dāng)代國內(nèi)外熱門的高新技術(shù)之一。

在各類新型壓電器件中，壓電驅(qū)動器和壓電陶瓷超聲波電機是近年來發(fā)展速度最快、市場潛力巨大的一類高科技產(chǎn)品。目前，壓電陶瓷超聲波電機的發(fā)展，得到各國政府的高度重視，很多世界知名學(xué)府和研究機構(gòu)都獲得了各項政府基金和大量合作資金的資助，促進了壓電陶瓷超聲波電機朝著產(chǎn)業(yè)推廣和應(yīng)用大幅度邁進。

壓電陶瓷超聲波電機的技術(shù)特點是：(1)直接驅(qū)動，無需減速機構(gòu)，可實現(xiàn)低速下(＜400rpm)比同尺寸電磁電機更大的力矩輸出。(2)不采用磁性繞組：無電磁輻射，也不受電磁場干擾。(3)低噪音操作。傳統(tǒng)電磁電機，尤其是功率稍大一些的電機類型，在工作中會產(chǎn)生比較明顯的電機電磁輻射噪音。而壓電陶瓷超聲波電機在超聲頻(＞20kHz)范圍內(nèi)工作，對于超聲頻噪音人是沒有聽覺反應(yīng)的。(4)斷電自鎖定、靜態(tài)保持力矩大，有效避免了產(chǎn)品在正常工作中出現(xiàn)振顫、抖動等干擾現(xiàn)象。(5)響應(yīng)快(＜4ms)、步進精度高。(6)易小型化和薄型化，目前壓電陶瓷超聲波電機直徑最小可到1mm。(7)科技含量高。(8)結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活。

片式敏感陶瓷元件：

產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速

德國西門子、日本TDK、日本村田、日本石冢、日本芝浦、我國臺灣華星利華及興勤等公司的新型熱敏陶瓷元器件的年總產(chǎn)值約占世界總量的60%-80%，其中片式熱敏元件由于其高昂的價格，約占熱敏陶瓷元器件工業(yè)總產(chǎn)值的30%。敏感元件及傳感器片式化生產(chǎn)技術(shù)，近年來在世界各國得到迅速發(fā)展，美國、法國、德國、荷蘭、日本等國均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。由于該項目產(chǎn)品技術(shù)含量高，國外在此技術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ覀儑?yán)格保密。

集成陶瓷元件：

LTCC引領(lǐng)發(fā)展

近年來，由于強大的市場需求牽動和相關(guān)材料和工藝技術(shù)的研究突破，將龐大數(shù)量的無源電子元件整合于同一基板內(nèi)的夢想已成為可能，一次重大的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命已經(jīng)開始孕育，其重大意義和深遠影響足以和集成電路的發(fā)展相提并論。

目前開發(fā)出的無源集成技術(shù)包括LTCC(低溫共燒陶瓷)技術(shù)、薄膜集成技術(shù)、PCB集成技術(shù)，以及MCM多芯片組裝技術(shù)。每一種技術(shù)方案均有各自的優(yōu)勢。但從技術(shù)成熟程度、產(chǎn)業(yè)化程度以及應(yīng)用廣泛程度等角度來評價，目前，LTCC技術(shù)是無源集成的主流技術(shù)。該技術(shù)是將低溫?zé)�結(jié)陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導(dǎo)體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形，并將多個無源元件埋入其中，然后疊壓在一起，在900℃下燒結(jié)，制成三維電路網(wǎng)絡(luò)的無源集成組件，也可制成內(nèi)置無源元件的三維電路基板，在其表面可以貼裝IC和有源器件，制成無源/有源集成的功能模塊。

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