电子陶瓷第1章第二讲.ppt

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1、第一章 电子陶瓷概述,1.3 现代电子陶瓷 在先进陶瓷阶段出现的电子陶瓷是电子工业、航天、航空和核工业的基础之一，在其他高技术领域也异常活跃。某种火箭，其中采用陶瓷材料制造的零部件占80%，一台彩电接收机，用陶瓷制造的元器件约占75%。,第一章 电子陶瓷概述,电子陶瓷是应用于电子技术中的各种陶瓷，主要可分两大类：结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷指用于制造电子元件、器件、部件等的基体、外壳、固定件、绝缘零件等的陶瓷材料，又称装置瓷。(力学、热学性能)功能陶瓷指用于制造电容器、电阻器、电感器、换能器、滤波器、振荡器、传感器等的陶瓷材料（电、磁、光性能）,第一章 电子陶瓷概述,电子陶瓷,电子结构陶 瓷,

2、电子功能陶 瓷,基板陶瓷,电气绝缘陶瓷,电气真空陶瓷,电容器陶瓷,电阻陶瓷,电感陶瓷,压电铁电陶瓷,微波陶瓷,超导陶瓷,磁性陶瓷,第一章 电子陶瓷概述,电子陶瓷在电子工业中的重要地位还在于它在整机中的关键性作用。一块集成电路的稳定性和使用寿命，在很大程度上取决于它的基片或管壳的性能；一个自动控制系统的调节范围、精度和灵敏度等主要指标，都取决于传感器的性能，而制造传感器的主要材料是功能陶瓷；一台大型计算机的运算速度主要取决于磁性瓷记忆元件。,第一章 电子陶瓷概述,目前已经形成产业化的电子陶瓷大致有以下几类：1、高频绝缘零件瓷 主要用作高频绝缘支柱、板、管等各种绝缘子及紧固件。如滑石瓷、低碱莫来石

3、瓷、刚玉莫来石瓷、各种氧化铝瓷等。,第一章 电子陶瓷概述,2、电阻基体和电感基体瓷 主要用作电阻器和电感器的基体。有低碱莫来石瓷、刚玉莫来石瓷和氧化铝瓷等。3、电真空瓷 主要用于真空电子器件中的绝缘、耐热、支承件、密封件、集成电路管壳和基片等，有镁橄榄石瓷、刚玉瓷、氧化铍瓷、氮化铝瓷等。,第一章 电子陶瓷概述,4、电容器瓷 用于高频电路的温度稳定的电容器瓷，如四钛钡瓷、镁镧钛瓷、钙钛硅瓷等；用于高频电路起温度补偿作用的电容器瓷，如金红石瓷、钛酸钙瓷、钛锶铋瓷、锡酸盐和锆酸盐等。,第一章 电子陶瓷概述,具有高介电常数的铁电陶瓷，它可以制造体积小、电容量大的电容器，用于低频、高频、脉冲储能电路；介

4、电常数很高，且对温度相当稳定的半导体陶瓷电容器，亦称晶界层电容器，它具有高的可靠性，用于要求稳定性和可靠性高的电路。,第一章 电子陶瓷概述,在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊的电容器，称独石电容器。它也可以用于上述各种电路，其特点是体积小，容量大。这类电容器，每立方厘米体积电容量可达数十微法拉。,第一章 电子陶瓷概述,4、电容器瓷 用于高频电路的温度稳定的电容器瓷，如四钛钡瓷、镁镧钛瓷、钙钛硅瓷等；用于高频电路起温度补偿作用的电容器瓷，如金红石瓷、钛酸钙瓷、钛锶铋瓷、锡酸盐和锆酸盐等。,第一章 电子陶瓷概述,具有高介电常数的铁电陶瓷，它可以制造体积小、电容量大的电容器，用于低频、高频、脉冲储能电

5、路；介电常数很高，且对温度相当稳定的半导体陶瓷电容器，亦称晶界层电容器，它具有高的可靠性，用于要求稳定性和可靠性高的电路。,第一章 电子陶瓷概述,在陶瓷电容器中还有一类结构上特殊的电容器，称为独石电容器或多层陶瓷电容器。特点是体积小，容量大。这类电容器，每立方厘米体积电容量可达数十微法拉。,第一章 电子陶瓷概述,5、铁电陶瓷 它是一种存在自发的带电小区域功能的陶瓷，具有许多特殊的功能，除有极高的介电常数外，还有介电常数随温度、电场变化的非线性，对光的各向异性，又折射特性，电致应变以及相变引起的各种特性变化和耦合等性能。它除用作大容量电容器外，还可制造各种敏感器件、光学器件、微粒移发生器等。,电

6、滞回线 hysteresis loop,第一章 电子陶瓷概述,6、半导体陶瓷 导电性介于金属和绝缘体之间的陶瓷，其电导率受控于外界条件。因此，它可用于制造敏感性元件和传感器，如热敏、电压敏、光敏、气敏、湿敏等。其主要组成有BaTiO3、SrTiO3、MgTiO3、SiC、ZnO、SnO2、CdS、MgCr2O4等一种或多种复合材料。,第一章 电子陶瓷概述,7、导电陶瓷 有SiC、石墨陶瓷等，可做高温发热体、微波吸收材料、大功率电阻器等。SnO2系列薄膜可做透明电极，用于各种显示器件。,第一章 电子陶瓷概述,8、压电陶瓷 它是一种将变化的力转换为电或将电转换为振动的功能陶瓷。如BaTiO3、Pb

7、TiO3等。9、磁性瓷 又称铁氧体或铁淦氧，这是一大类广泛应用的陶瓷。,第一章 电子陶瓷概述,二十世纪八十年代以来，电子信息技术的集成化，微型化和智能化发展趋势，推动电子技术产品日益向微型、轻量、薄型、多功能、高可靠和高稳定方向发展。表面组装技术（SMT）的兴起，使信息功能陶瓷元器件多层化，多层元件片式化、片式元件集成化、集成元件模块化和多功能化成为近年的发展总趋势。,表面组装元器件,表面组装元件（Surface Mounting Components，简称SMC）是20世纪70年代后期在国际上开始流行的一种新型电子元件，这种元件主要是供表面组装技术（Surface Mounting Tech

8、nology，简称SMT）使用的，通常指的是无引线或引线很短的适于表面组装的片式微小型电子元件、器件（Surface Mounting Device，简称SMD）。,SMT Introduce,什么是SMT？,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMT的特点：,SMT工艺流程,SMT Introduce,SMT Introduce,上板,贴片,焊接,SMT Introduce,SMT生产设备,常见表面组装元件,(1)矩形片式电阻 外形为扁平状，基片采用AL2O3陶瓷制成，电阻膜采用电阻浆料（RuO2或TaN-Ta）印制在基片上，经过烧结制成，保护层采用玻璃釉。电

9、极由三层材料构成：内层Ag-Pd合金与电阻膜接触；中层为Ni，主要作用是防止端头电极脱落；外层为可焊层，采用电镀Sn或Sn-Pb，Sn-Ce合金。,(2)圆柱形片式电阻 外形为一圆柱体，这种结构与原来传统的普通圆柱型长引线电阻器基本上是一样的，只不过把引线去掉，两端改为电极而已，其材料及制造工艺、标记都基本相同，只是外形尺寸小了许多。1-陶瓷基片;2-电阻膜;3-玻璃釉层;4-Ag-Pd电极;1-标志色环;2-电阻膜；3-耐热漆；4-端电极 5-镀Ni层；6-镀Sn或Sn-Pb层 5-螺纹槽,(3)片式陶瓷电容：结构和矩形片式电阻相似。(4)片式电解电容器：主要有片式钽电解电容器和片式铝电解电

10、容器。片式钽电解电容器面市早，质优价高。而片式铝电解电容器，需要具有可靠的密封结构，以防在焊装过程中因受热而导致电解液泄漏。,(5)叠层型片状电感器：由铁氧体浆料和导电浆料相间形成多层的叠层结构，然后经烧制而成，其特点是具有闭路磁路结构，没有漏磁，耐热性好，可靠性高。(6)薄膜型片状电感器：运用薄膜技术在玻璃基片上依次沉积Mo-Ni-Fe磁性膜、SiO2膜、Cr膜和Cu膜，然后光刻形成绕组，再依次沉积SiO2膜和Mo-Ni-Fe磁性膜而成。,(7)编织型片状电感器：是利用纺织技术，以80m非晶磁性纤维为经线、70m 铜线为纬线，“织”出的一种新型电感器。,常见表面组装器件,二端片式SMD 三端

11、片式SMD,双列扁平封装（SOP封装）方形扁平封装（QFP封装）,SMT Introduce,片状元器件可以用三种包装形式提供给用户：散装、管状料斗和盘状纸编带。,电 容,MOUNT,SMT Introduce,SMT Introduce,表面安装电容器,表面安装多层陶瓷电容器,SMT Introduce,表面安装钽电容器,表面安装钽电容器的外型都是矩形，按两头的焊端不同，分为非模压式和塑模式两种。,MOUNT,SMT Introduce,SMT Introduce,表面安装电阻器,二种封装外形,SMT Introduce,SMD分立器件的外形尺寸,SMT Introduce,二极管,无引线柱

12、形玻璃封装二极管,塑封二极管,SMT Introduce,三极管,三极管采用带有翼形短引线的塑料封装（SOT，Short Out-line Transistor），可分为SOT23、SOT89、SOT143几种尺寸结构。,MOSFET,SMT Introduce,Outline（表面粘贴类）,小型三极管类,SOT,SOP,QFP,SSOP,TQFP,TSSOP,PQFP,两边,四边,鸥翼型脚,SMT Introduce,Outline（表面粘贴类）,BGA,SOJ,LCC,PLCC,CLCC,两边,四边,J型脚,球形引脚,焊点在元件底部,MOUNT,SMT Introduce,MOUNT,SM

13、T Introduce,MOUNT,SMT Introduce,MOUNT,SMT Introduce,第一章 电子陶瓷概述,二十世纪八十年代初电子元件的片式化率占4-6%，到二十世纪九十年代初则达50%。现在已经达到70 国际上片式电容、片式电阻和片式电感已形成规模生产和新兴产业。,块状元件,片式元件,第一章 电子陶瓷概述,集成电路工作电压，由七十年代的几十伏特降低到现在的几伏特、要求片式多层陶瓷电容器（Multilayer Ceramic Capacitor-MLCC)的层厚由几十m降低至10m以下。日本村田制作所片式电容产品的层厚可达5-6 m，正在研制与开发层厚1-3 m的MLCC产品

14、。,第一章 电子陶瓷概述,MLCC的外型尺寸从0805(0.080.05inch)到研制开发出更小尺寸的0603、0504及0402型。MLCC 从20 世纪90年代初期开始规模化生产，每年以30%以上的速度增加，到2004 年已经成为电容器的主流。在全世界14 000 亿只电容器中，陶瓷电容器就达到了12 000亿只以上，而MLCC 达到6 000 亿只以上，大约占据了电容器市场的半壁江山。,MLCC 具有体积小、成本低、单位体积电容量大、温度等环境因素对性能影响小等优点，除在广播电视、通信、计算机、家用电器、测量仪器、自动控制、医疗设备等民用电子设备产品中得到广泛应用外，在航空航天电子设备

15、、坦克电子设备、军用移动通讯设备、警用袖珍式军用计算机、武器弹头控制和军事信号监控等军用电子设备上也有越来越广泛的用途。,在移动通讯设备中，MLCC 的质量与价格直接影响到现代通讯设施的水平和成本，也成为科技界人们关注的焦点。近几年来，国际市场对MLCC 的需求以年均15%20%的速度递增。根据信息产业部“十一五”规划，我国内地的新型电子元件将获得高速发展，片式电子元器件将由2005 年的5200亿只，发展到2010 年的15200 亿只，其中MLCC 将由2200亿只发展到6000 亿只。,MLCC的使用领域，增加最快的用户是手机(约30%)、计算机(15%)、汽车电子(10%)、AV 音像

16、设备(15%)及其模块上的应用。近年来，由于小型大容量USB 可移动硬盘的普及和蓝牙模块的使用，微型MLCC 的需求量迅速增加。假设每台个人电脑平均使用600 只MLCC，每部手机平均使用200 只MLCC。（全世界2007年大约生产个人电脑2亿台，手机10亿部）,近年来世界电子产品制造业加快了向中国转移的速度，中国电子制造业MLCC 的用量占到全球用量的1/4，已经成为世界上MLCC 的主要消费大国之一。目前国内MLCC 行业中最大的企业是风华集团、北京村田、上海京瓷、天津三星等四家，他们生产的产品占国内生产量的90%以上。,此外，天津松下、厦门TDK、东莞太阳诱电等日资企业；国巨电子、华新

17、科技、汇侨工业等台资企业，以及诺基亚、松下、富士通和摩托罗拉等也纷纷在中国设立研发与生产中心。集中在珠江三角洲、长江三角洲、环渤海京津地区的新型电子工业区域内，为以半导体、笔记本电脑、手机及零部件为主的企业提供配套的MLCC 产品。,不同型号MLCC 的市场变化,第一章 电子陶瓷概述,世界电子工业的高速发展，都是以先进的电子元件及其材料的发展为基础。近十年来，世界各发达工业国家竞相投入巨资和雄厚科技力量研究开发表面组装片式电子元件材料及应用技术。片式电子元件及材料产业的科研开发水平和产业化程度的高低已成为衡量一个国家微电子基础工业发展程度和科技水平高低的标志，成为国际高科技剧烈竞争的一个制高点

18、。,第一章 电子陶瓷概述,高性能片式电子元件是多种现代高技术的新型微电子基础元件的综合及集成。以它为代表的信息功能陶瓷材料及元件是集成电路，电子信息，计算机，汽车工业，精密仪器，航空，航天，能源技术，通讯技术，军事国防等领域中各种电子整机设备的基础。它的市场需求量与日俱增。,第一章 电子陶瓷概述,信息功能陶瓷的市场销售额一直占整个高技术陶瓷市场的80%左右，预计在今后相当长时间内仍将保持这一比例。片式元器件的需求年增长(1020)%，预计到2010年片式电子元器件的市场需求量、产业化规模和技术性能水平必将得到空前的扩展和提高。,第一章 电子陶瓷概述,我国的电子陶瓷产业发展很快。1999年或20

19、00年我国电子陶瓷及元器件（陶瓷电容器、热敏电阻器、压敏电阻器、压电陶瓷频率元件等）的生产量及2008年的产量预测如表1-1所示。许多产品如滤波器、谐振器、压电陶瓷点火瓷柱等已经稳居世界产量第一。,表1-1 我国电子陶瓷元件、材料产品,第一章 电子陶瓷概述,1.4 电子陶瓷未来的发展展望 进入21世纪以来，由于计算机硬件、通讯工程及传感技术的研究和发展，对电子陶瓷的数量、质量、品种、形态以及功能等方面不断提出了新的要求。目前，电子陶瓷及其应用正朝着高效能、高可靠性、高灵敏、高精度、微型化、多功能、智能化、集成化以及低成本的方向发展。,第一章 电子陶瓷概述,1.4.1 微波介质陶瓷与元器件微波介

20、质陶瓷是一类高频、低损耗、温度稳定型电介质陶瓷材料。广泛应用于微波谐振器、滤波器、振荡器、移相器、微波电器以及微波基板等，是移动通讯、卫星通讯、全球卫星定位系统（GPS）、蓝牙技术以及无线局域网（WLAN）等现代微波通讯的关键材料。,第一章 电子陶瓷概述,微波介质陶瓷可大致分为五类：（1）超低损耗（=2030，Q20000（10GHz），主要用于卫星通讯）；（2）低介电常数（10，主要用于微波基板及高端微波元件）；（3）中介电常数（=3040，主要用于卫星通讯及移动通讯基站）；（4）高介电常数（80，主要用于移动电话）；（5）高调谐率（=（E）-（0）/（0），主要用于可调谐振器、移动相器以及

21、可调微波电容器等。）,第一章 电子陶瓷概述,1.4.2 片式陶瓷元器件 目前，电子陶瓷元件的市场需求巨大，发展迅速。以片式电容（MLCC）为例，需求量以每年20%30%迅速增长，2002年全世界总产量为7000多亿支。而国际市场每年对片式电感需求也超过100亿支。高性能、高比容、小型化、超薄层、高层数、低成本是多层片式无件的发展趋势。特别是中高压MLCC，在军事、航天、通讯领域应用广泛，对国防、航空事业关系重大。,第一章 电子陶瓷概述,1.4.3 高性能高温压电陶瓷材料 随着钢铁、化工、能源、航空航天等工业的发展，需要高精度驱动器、探测换能器和传感器等压电器件在高温（可达600800）恶劣环境

22、中工作。航空器引擎的振动控制、运载液态（蒸气）金属管道的无损探伤、钢铁和化工工业热网、电网以及核电工业的高温流量探测和控制、焊接管道的无损探伤、高精度传感驱动器件等领域，对压电材料的高温应用都提出了迫切的要求。,目前研制的高温压电材料普遍具有压电活性低、高温电阻小、“性能-温度”系数大、高温长期服役稳定性差等缺点。在实际应用中，必须使压电器件的测量和工作点都远离居里温度，大大降低了高温压电器件的实际应用价值。因此继续提高压电材料的使用温度，使之可以为我国能源、通信、航空、航天、航海、石油控测、冶金、导弹制导等重要领域的高温应用提供高性能高温压电陶瓷材料和新结构器件，其市场前景非常广阔。,第一章

23、 电子陶瓷概述,1.4.4 无铅压电陶瓷材料 目前大规模使用的压电陶瓷材料主要是铅基压陶瓷，其中PbO（或Pb3O4）约占原料总质量的60%70%左右。这些含铅压电陶瓷材料在生产、使用及废弃后处理过程中都会给人类和生态环境带来严重危害。为了保护地球和人类的生存空间，防止环境污染，研究和开发无铅压电陶瓷材料是一项具有重大社会和经济意义的课题。,第一章 电子陶瓷概述,无铅压电陶瓷主要有以下体系：BaTiO3基无铅压电陶瓷；（Na0.5Bi0.5）TiO3(K0.5Bi0.5)TiO3，Bi4Ti3O12系压电陶瓷；铌酸盐系无铅压电陶瓷铋层状结构无铅高温材料。铌酸盐系统压电陶瓷是频率器件候选材料，铋

24、系层状结构无铅压电陶瓷则主要应用于高温压电传感器。,第一章 电子陶瓷概述,1.4.5 热电转换材料 热电材料，可使热转化为电，不产生废物、无声、高可靠性、是一种新型清洁发电方式。热电制冷器件不使用转动部件，具有体积小、寿命长、无污染、容易实现精确控温等特点，作为局部高精度温控有着广泛的应用前景。热电转换技术的关键在于导求优良的热电材料。过去已发现的材料存在不稳定的缺点，如：易蒸发、表面氧化、高温下分解及熔融。而金属氧化物热电材料则较稳定。,热电材料以性能指数Z来评价 式中 S热电功率；电阻率；热传导率。好的热电材料应为：S大而及小，使Z大；ZT1,1997年人们发现金属氧化物NaCoO4具有很

25、好的热电性，甚至超过代表性的热电材料B2Te3，且较稳定。近35年内，发现多种金属氧化物热电材料如：NaCo2O4，CaCoO3xCoO2，Bi2Sr2O4xCoO2，Ni1-xLixO-Ba1-xSrxPbO3，Bi2.3-xPbxSr2.6Co2Oy等。除氧化物以外，还有CoSb3,ZnSb3等材料。,第一章 电子陶瓷概述,1.4.6 电子陶瓷膜材料 微机电系统（micro-electro-mechanical system MEMS）是把微机械传感器和驱动（执行）元件与传统的集成电路组合起来的核心技术，是21世纪前50年信息技术革命的核心。其中，传感器和驱动器是这一技术革命的心脏。MEM

26、S器件用材料有Si、SiO2、Si3N4聚合物、铁电陶瓷、形状记忆合金和化学敏感材料等。,第一章 电子陶瓷概述,铁电陶瓷材料功耗低，噪声小，能量密度大；其优异的压电和热释电性能是MEMS系统中微传感器和微驱动器的理想材料 体块陶瓷尺寸大、工作电压高，其中，110m以至更厚的陶瓷膜材料是近年来研究的新热点。厚膜材料可以增加驱动器单位体积的输出力，降低传感器的噪声、工作电压低、重量轻、体积小、成本低、易于与VLSI工艺兼容。,第一章 电子陶瓷概述,目前广泛应用的制备技术为溅射、化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)及脉冲激光沉积(PLD)等，其中金属有机化学气相沉积（MOCVD）的遮盖性好，

27、为制造三维器件所不可缺的重要成膜工艺。膜材料和体材料差别很大，如薄膜BaTiO3中要获得半导化所需掺铌量为体材料中掺入量的10倍。又如在Ba0.5 Sr0.5TiO3在SrTiO3衬底上外延生长成膜，在膜平面内方向，有强的压应力，与它有相同组成的体材料，室温时为顺电体，而膜材料则显铁电性，这是因这衬底和介质之间有二维应力。,第一章 电子陶瓷概述,在衬底表面引入晶种，可降低薄膜的结晶温度。2004年11月美国科学杂志刊登美、德、中等13位科学家联名发表文章称：利用合适的衬底，控制膜的厚度，改变膜的应变，可使BaTiO3膜的居里温度T。从120提高到400540，剩余极化Pr达5070C/cm2。

28、此项成果为近10年来铁电膜材料的重大进展。,第一章 电子陶瓷概述,1.4.6 电子陶瓷膜材料 微机电系统（micro-electro-mechanical system MEMS）是把微机械传感器和驱动（执行）元件与传统的集成电路组合起来的核心技术，是21世纪前50年信息技术革命的核心。其中，传感器和驱动器是这一技术革命的心脏。MEMS器件用材料有Si、SiO2、Si3N4聚合物、铁电陶瓷、形状记忆合金和化学敏感材料等。,第一章 电子陶瓷概述,铁电陶瓷材料功耗低，噪声小，能量密度大；其优异的压电和热释电性能是MEMS系统中微传感器和微驱动器的理想材料 体块陶瓷尺寸大、工作电压高，其中，110m

29、以至更厚的陶瓷膜材料是近年来研究的新热点。厚膜材料可以增加驱动器单位体积的输出力，降低传感器的噪声、工作电压低、重量轻、体积小、成本低、易于与VLSI工艺兼容。,第一章 电子陶瓷概述,目前广泛应用的制备技术为溅射、化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)及脉冲激光沉积(PLD)等，其中金属有机化学气相沉积（MOCVD）的遮盖性好，为制造三维器件所不可缺的重要成膜工艺。膜材料和体材料差别很大，如薄膜BaTiO3中要获得半导化所需掺铌量为体材料中掺入量的10倍。又如在Ba0.5 Sr0.5TiO3在SrTiO3衬底上外延生长成膜，在膜平面内方向，有强的压应力，与它有相同组成的体材料，室温时为顺

30、电体，而膜材料则显铁电性，这是因这衬底和介质之间有二维应力。,第一章 电子陶瓷概述,在衬底表面引入晶种，可降低薄膜的结晶温度。2004年11月美国科学杂志刊登美、德、中等13位科学家联名发表文章称：利用合适的衬底，控制膜的厚度，改变膜的应变，可使BaTiO3膜的居里温度T，从120提高到400540，剩余极化Pr达5070C/cm2。此项成果为近10年来铁电膜材料的重大进展。,铁电薄膜的居里温度与应变的关系,K.J.Choi,M.Biegalski,Y.L.Li,et al.,Science 306,1005(2004),第一章 电子陶瓷概述,1.4.7 弛豫型铁电材料超声成像（B超）诊断技术

31、已成为防治人类心血管疾病及内脏器官肿瘤等的必不可少的技术。核心部件是宽频带、高灵敏度超声换能器。目前主要用压电陶瓷（锆钛酸铅PZT系列）材料，但陶瓷材料的机电耦合系数较小，限制了“B超”换能器的灵敏度和带宽。20世纪90年代以来，以铌锌酸铅-钛酸铅（PZN-PT）和铌镁酸铅（PMN-PT）固溶体单晶为代表的铁电晶体材料的优异性能将会大大促进“B超”类医用仪器设备更新换代的进程。,第一章 电子陶瓷概述,电池材料环境保护和能源问题，急迫需要能存贮并释放能量、容量大、功率密度高的二次电池。以单位重量或单位体积的能量密度排队:铅锌电池、镍镉电池、MHNi电池、锂离子电池锂离子电池最量最轻，尺寸也最小。

32、虽然它在1990年前后才商业化，但目前它在世界轻便电池的总销售量中，已占了63%。1999年后出现薄膜式电池，更有利于器件的小型化及薄膜化。,第一章 电子陶瓷概述,目前锂离子电池所用的正极材料主要为LiCoO2及LiNixCo1-xO2，还有资源丰富、价廉、安全性优的LiMn2O4为主体的材料。现在正在研究LiFePO4材料负极材料则以碳材料为主要，无定形碳材料在开发中还研究高能量密度的新材料，如Sn及Si的合系列。锂金属系统负极材料也在研究中。,第一章 电子陶瓷概述,未来Li离子电池的研究朝着高容量、高可靠性和低成本的方向发展，特别是充分利用我国西部丰富的锂、镍、锰等丰富的自然资源，研制具有

33、自主知识产权的非钴酸锂的新型正负极材料和电解质材料，使隔膜材料国产化，这对于锂离子电池在通讯、手提电脑以及摄像器材料等领域的广泛应用具有十分重要的意义。,第一章 电子陶瓷概述,燃料电池（Fuel Cell）可以高效地将化学能转化为电能，对环境的污染很小，是下一代重要的新能源。燃料电池按照其所使用的电解质来分类，有高分子质子交换膜型（PEFC）、磷酸盐型（PAFC）、熔融碳酸盐型（MCFC）和固体氧化物型（SOFC）等。在MCFC、SOFC中，使用NiO、(La,Sr)MnO3等材料。未来PEFC和SOFC将更为受人关注，其发展趋势是多层膜、堆垛结构和低成本。,第一章 电子陶瓷概述,1.4.9

34、高温超导陶瓷材料高温超导陶瓷材料是21世纪具有战略意义的高新材料，在能源、通讯、交通、国防军工业以及医用仪器等方面将有不可替代的作用。我国高温超导技术已奠定了较好的基础，其中，钇系块材料已成功地应用于世界首辆高温超导磁悬浮列车。虽然我国铋系和钇系超导材料实现了批量化生产，但针对不同的应用，其性能仍需进一步提高。,1.5 国内外主要电子陶瓷公司1、TDKTDK公司成立与1935年12月。1992年以来TDK先后在大连、厦门、苏州成立了子公司。在TDK公司先进核心技术的支持下，TDK公司具有领先的电子元件材料及其元器件的制备技术。TDK先进的材料及元器件制备技术为现代手机、PC的发展提供了重要的支

35、持。,TDK 公司的部分产品,2村田制造有限公司（Murata Manufacturing Co.Limited）是一家集成电子元件制造公司，是日本最大的电子陶瓷生产商。村田制造公司的产品可以分为普通应用以及特定模块应用。普通应用产品有电容器系列、电热调节器（电阻）系列、线圈/延迟线系列等；特定模块应用有移动通讯滤波器、微波元件、微波模块、音频视频设备滤波器等。,Ceramic Resonators(CERALOCKr)Murata Inc.,Dielectric Filters(GIGAFILr)Murata Inc.,DIELECTRIC RESONATORS(RESOMICSr)Mura

36、ta Inc.,CERAMIC FILTERS/CERAMIC DISCRIMINATORS FORCOMMUNICATIONSEQUIPMENT Murata Inc.,Murata 公司的部分产品,3、京都陶瓷制造公司 京都陶瓷制造公司（Kyocera Corporation）是日本著名的电子陶瓷制造公司。公司在2000财年的销售额达到1，258，053百万日元，折合10，363.33百万美元，较1999财年增长了58.1。,4、成都宏明电子股份有限公司成都宏明电子股份有限公司（原715厂）是以新型电子元器件为主业的大型综合性电子企业，属于国家一大型企业。公司于2002年成功实现转制设立为

37、股份有限公司。公司先后从美国、日本、瑞士、台湾等国家地区引进了高品质合成碳膜电位器生产线、瓷介圆片电容器生产线、军用金属化有机薄膜生产线、PTC消磁热敏电阻器生产线以及片式多层陶瓷电容器圈套生产线技术和部分关键设备、电子瓷料生产关键设备、精密模具制造和零件制造设备，并进行了消化吸收、开发创新。,公司主营各型新型电子元器件、电子陶瓷功能材料、精密模具于零件，拓展到电子应用产品、专用设备、仪器仪表、高低压成套开关设备和加工服务、技术咨询。,、浙江嘉康电子股份有限公司嘉康电子股份有限公司创立于1986年，是浙江省电子工业重点骨干企业，主要生产“嘉康”牌电子陶瓷元器件，是全国电子元器件百强企业。公司专

38、业生产压电陶瓷谐振器、滤波器等产品，主要供通信、计算机、家用电器等整机配套使用。,6、风华高科 公司创立于1982年，是广东省电子工业重点骨干企业，主要生产各种电子陶瓷元器件，是全国电子元器件百强企业。公司专业生产压电陶瓷谐振器、滤波器等产品，主要供通信、计算机、家用电器等整机配套使用。,7、广东汕头超声电子股份有限公司是我国最早研制和生产超声仪器和换能器的厂家。产品的技术水平、产销量居国内领先地位，是我国超声检测仪器制造行业的龙头企业。累计至今已有80多个型号的超声仪器投产，产销量达10多万台累计至今已有四大系列、三百多个型号的超声换能器产品投产，产销量约55万只。被誉为“中国超声第一家”。

39、,8、潮州三环（集团）股份有限公司 潮州三环（集团）股份有限公司是一家具有四十年历史的员工控股公司，全国最大的电子元件、先进技术陶瓷产业基地之一。集团的前身是创建于1970年的潮州市无线电元件一厂，1989年改为地方国营潮州市无线电瓷件厂，1992年实施股份制改造，1999年成立员工持股的三江电子有限公司控股三环集团。集团属下有8家专业生产厂，在香港、深圳、苏州、广州、四川等地设立分公司和办事处，三环工业城已建成环境优美的花园式工业区。,三环集团坚持技术创新，高技术陶瓷产品已扩大到电子、通讯、机械、电工、环保、新能源、时尚等应用领域。主要产品有多层片式陶瓷电容器、玻璃封装连接端子、晶体振荡用陶瓷基座、LED用陶瓷基座、氮化铝、氧化铝陶瓷基板、光通信陶瓷部件、电阻器用陶瓷基体、固定电阻器、金属化陶瓷部件、时尚陶瓷、燃料电池电极片等，形成以先进陶瓷为依托的多门类产业，产品进入全球采购链。,第一章 电子陶瓷概述,作业：一、简述陶瓷发展的几个重要的发展阶段及中国对陶瓷发展的主要贡献。二、电子陶瓷有哪些主要种类？请你举一例说明电子陶瓷在现代工业、国防或科技方面的应用。三、请查询资料后给出航天飞机用隔热瓦材料的组分、制备工艺与主要参数的报告。四、试分析一家著名电子陶瓷公司的21世纪电子陶瓷材料与产品发展战略。,