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几种电介质陶瓷材料的发展现状

电介质陶瓷材料的发展始于20世纪初 ， 是电子工业中制备基础元件的关键材料 ， 被广泛应用于人们生产生活的各个领域 。 近十年来 ， 随着通信、家电、汽车、军事等相关领域电子元器件产品飞速发展 ， 电介质陶瓷材料市场需求不断增加 ， 日益显示出广阔的市场前景 。
电绝缘陶瓷
电绝缘陶瓷又称为装置陶瓷 ， 具有一系列优良的特性：
（1）高的体积电阻率（室温下大于1012Ω·m）和高介电强度（大于104kV/m） 。 以减少漏导损耗和承受高压 。
（2）介电常数小（常小于9） 。 可减少不必要的分布电容值 ， 避免在线路中产生恶劣的影响；此外介电常数越小 ， 使用过程中所产生的节电损耗越小 ， 这对保持整机的正常运转也是有利的 。
（3）高频电场下的介电损耗要小 。
（4）机械强度要高 ， 通常抗弯曲强度在45~300MPa ， 抗压强度为400~2000MPa ， 具有耐机械冲击和热冲击的性能 。
（5）良好的化学稳定性 ， 能耐风化 ， 耐水 ， 耐化学腐蚀等 。
电绝缘陶瓷被广泛应用于金属溶液的浴槽、熔融盐类容器、封装材料、集成电路基板、电解槽衬里、金属基复合材料增强体、主动装甲材料、散热片以及高温炉的发热件中 。 在电子、电力工业中 ， 绝缘陶瓷比如电力设备的绝缘子、绝缘衬套、电阻基体、线圈框架、电子管功率管的管座及集成电路基片等主要是用于电器件的安装、保护、支撑、绝缘、连接和隔离 。
陶瓷电容器
陶瓷电容器以其体积小、容量大、结构简单、高频特性优良、品种繁多、价格低廉、便于大批量生产的特点而广泛应用于家用电器、通信设备、工业仪器仪表等领域 ， 是目前飞速发展的电子技术的基础之一 。
目前 ， 陶瓷电容器在整个电容器产业中的出货份额已超过80% ， 并且有不断扩大的趋势 。 根据结构的不同 ， 陶瓷电容器可分为单层陶瓷电容器（圆片电容器）和MLCC 。 随着电子设备及元器件向微型、薄层、混合集成及表面贴装技术方向的迅速发展 ， 对MLCC的需求与日俱增 ， MLCC不断向薄介质、高层数、小尺寸、大容量、高可靠性发展 。
几种电介质陶瓷材料的发展现状
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柔性端子多层片式陶瓷电容器（图片来源：风华高科）
据统计 ， 2018年 ， 全球MLCC市场规模约为105亿美元 ， 预计到2021年市场规模将超过120亿美元 ， 年复合增长率将达到5% 。 中国作为全球主要的消费性电子产品生产基地 ， 已成为全球陶瓷电容器生产大国和消费大国 ， 产销量位居全球前列 。 随着下游用户消费的回升 ， MLCC的市场规模逐年扩大 ， 预计2021年中国MLCC市场规模约630亿人民币 。
压电陶瓷
压电陶瓷是一种具有压电性能的多晶体 ， 具有机电耦合系数高、价格便宜、易于批量生产等优点 ， 是信息功能陶瓷的重要组成部分 ， 已被广泛应用于超声、电子技术等领域 。 压电陶瓷最大的特性是具有正压电性和逆压电性 。
几种电介质陶瓷材料的发展现状
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压电陶瓷（图片来源：淄博宇海电子）
从晶体结构来看 ， 属于钙钛矿型、钨青铜型、焦绿石型、铋层状结构的陶瓷都具有压电性能 。 目前应用较广泛的主要是钙钛矿型结构 ， 如钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅等 。 从化学成分来看 ， 可以分为铅基压电陶瓷和无铅压电陶瓷 ， 由于铅在生产和使用过程中容易对人的身体产生危害 ， 因此目前世界各国均大力发展无铅压电陶瓷 。 目前国内压电陶瓷材料及器件的生产商达上百家 ， 竞争非常激烈 。
微波介质陶瓷
微波介质陶瓷是一种应用于微波频段（主要是300MHz~30GHz频段）电路中作为现代通信的一种关键材料 ， 因微波信号的频率极高、波长极短、信息容量大、有强方向性、穿透力和吸收能力强的特点 ， 国际上已将其列为现代通讯广泛使用的谐振器、滤波器、介质导波回路等其它微波元器件的核心部件材料 。
几种电介质陶瓷材料的发展现状
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介质滤波器（图片来源：日本村田制作所）
随着移动通信领域由4G向5G网络的发展 ， 对微波介质陶瓷提出了更高的要求 ， 即寻求相对高介电常数 ， 以便于器件小型化；高品质因数以保证优良的选频特性和接近于零的谐振频率温度系数 ， 以保证高热稳定性 。
随着国内电子消费品的普及化程度大幅提升 ， 消费电子行业发展迅速 ， 对于微波介质陶瓷需求稳定增长 ， 行业市场规模不断扩大 。 2015-2017年中国微波介质陶瓷行业市场规模年均增速达6% ， 2017年市场规模达到7.84亿元 。
参考资料：
司留启、应红等.中国先进电介质陶瓷材料技术发展及应用
杨雪蛟.电介质陶瓷的微波烧成研究
高晶霞、王二萍等.几种典型的微波介质陶瓷材料的研究现状
中研网、华经情报网
【几种电介质陶瓷材料的发展现状】注：图片非商业用途 ， 存在侵权告知删除


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