何謂電子陶瓷材料：

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在材料的領域中，大致可以分成三個部份，即金屬、高分子、與陶瓷。陶瓷其實是一個廣泛的定義，泛指需高溫處理或緻密化的非金屬無機材料，包括矽酸鹽、氧化物、碳化物、氮化物、硫化物、硼化物等等。

說到陶瓷，一般人就很容易的聯想到磁磚、陶瓷器皿、浴缸、或是景德鎮美麗的陶瓷藝術品，其實這些日常所用的陶瓷加上玻璃與水泥等，通稱為『傳統陶瓷』，並不是陶瓷研究的全部，由於材料在工程應用上的條件日趨嚴苛，且隨著科技的突飛猛進，許多具有特殊功能的陶瓷產品陸續誕生，使得原以傳統工藝與藝術為主的傳統陶瓷漸漸演進成了今日科學且高科技的『精密陶瓷』( Fine Ceramics)。

所謂精密陶瓷，是採精製的高純度無機材料為原料，利用各種化學或物理方法精確控制組成及均勻度，再以乾式壓製、鑄漿、或射出成形等方法成形後，經過精確的反應及燒結步驟，使其顯微結構與物性、化性達到一定標準，再經過加工製成具有卓越機能的成品。它具有堅硬、耐磨、耐壓、耐高熱、耐酸、耐鹼等持久的特性，並具有相當優異的光、電磁、熱功能以及生物相容性。依據運用的範圍可將精密陶瓷分成三大類：(1)電子陶瓷，(2)結構陶瓷，(3)生醫陶瓷。

電子陶瓷是指具有電學、光學、磁性等特性的陶瓷；結構陶瓷主要應用其優良的機械特性，可用在汽車引擎、噴嘴、石油鑽頭等用途上；生醫陶瓷則可以應用在人工骨骼、人工齒等用途上。

電子陶瓷材料的特性：

在各種精密陶瓷中，以電子陶瓷的應用最多樣，市場也最大，由於其優異的特性，且具有一些特殊的性能，如壓電性、焦電性等，使它在電子工業上佔有一個非常重要的地位，到底是哪些特性呢？分述如下：

 

1. 具有範圍極為寬廣的電氣特性： 
金屬是導體，塑膠不導電是一般人耳熟能詳的，但是陶瓷卻具有極為寬廣的電氣特性，從一般的絕緣體，到半導體，導體、甚至超導體，都有不同的陶瓷具備此功能，且發展完整。例如朱經武博士所研究出的釔鋇銅氧高溫超導體就是陶瓷的一種。

2. 無窮盡的資源 
地表上蘊藏量最多的元素，除了氧之外就是矽和鋁，而這兩種元素均為陶瓷化合物中的重要成分。因此陶瓷的原料來源可說是取之不盡用之不竭，對工業的大量生產上佔一大優勢。

3. 特殊的物理性質

 

(a).電性方面：
部份的電子陶瓷具有壓電性（piezoelectricity），焦電性(pyroelectricity)，鐵電性(ferroelectricity)等特殊性質，所謂壓電性是在材料上加壓後，產生電流的效應，反之亦然，焦電性則是加溫後產生電流，具有鐵電性會在移去電場後，存在自發的極化量，這些特殊的物性使得電子陶瓷得以製作許多特殊用途的元件。

(b).光學方面：
現今的陶瓷不但可以透光，而且具有許多意想不到的特性，如光的倍頻效應，可以將入射光的頻率加倍，也可利用III-V族化合物製造雷射。

 

4.極佳的環境穩定性 
陶瓷具有相當優良的環境穩定性，比如抗酸抗鹼，耐高溫低溫，耐磨耐壓，因此可以應用在相當嚴苛的條件之下，擴大了應用的範圍。

 

電子陶瓷材料的應用：

由於電子陶瓷具有其獨特且優異的特性，因此在電子工業上被大量的應用，以下就應用的類別，一一的做介紹：

 

1. 絕緣陶瓷：
這可以說是電子陶瓷最早發展的一支，在電路中作為絕緣之用。例如高壓電塔上的絕緣礙子，在微電子系統中，主要是用來作為積體電路的基版的用途上，氧化鋁是最常用的材料，由於具有比高分子更高的熱傳係數及更強的機械強度，在IC基版中佔有重要地位。

2. 介電陶瓷：
介電陶瓷是電子陶瓷中產量最大的一支，主要用在製作電容器，傳統的電容器包括了溫度補償型，高K型與半導型。由於目前電子元件追求小型化，因此將多層的電容做積層的串連，成為積層電容器，大量的以SMT（表面黏著技術）使用在印刷電路版上。而利用陶瓷介電性製成的高頻共振元件，則運用在大哥大電話，衛星通訊等高頻通訊的領域，在講究個人通訊的今日，有無窮的潛力。介電陶瓷中的鐵電陶瓷具有極高的介電係數與自發性極化，利用其高介電性，可以應用在高容量DRAM（動態隨機記憶體）的製造中。例如1996年日本三菱公司發表以BST為基礎的4Gb容量DRAM，具有極高的商業潛力，利用自發性極化，可以作為非揮發性記憶體，未來可能取代硬碟，成為大容量IC記憶體的新寵兒。

3. 壓電陶瓷：
由於壓電陶瓷具有機電轉換的特性，利用它所製成的產品種類相當多，如瓦斯爐的點火器，揚聲器，超音波震盪器，驅動器，超音波馬達，都是運用機械能與電能的互換特性所製成。此外還可以製成壓電變壓器與濾波器，應用相當廣泛，主要應用的材料是PZT，PMN-PT等材料。

4. 焦電陶瓷：
利用陶瓷的焦電特性，可以製成紅外線偵測器，用以高溫計、輻射計、警報系統、與熱影像等用途上。

5. 磁性陶瓷：
簡單的說，磁性陶瓷就是可以具有磁性的陶瓷。有磁性的物質很多，但是由於陶瓷所具有的磁性強度是別的材料所難以比擬的，因此大量的被用在製作電感或變壓器的磁蕊，磁性記憶材料（如軟硬碟或磁帶上的塗膜），各種微波元件，與揚聲器、馬達等等。

6. 電光陶瓷：
電光陶瓷是指當改變加於其兩端的電壓時，可以控制通過他的光線的型態，例如PLZT，可以用來製作光調變器，或使光左右掃瞄的偏光器。

7. 半導性陶瓷：
雖然一般的陶瓷是絕緣體，但是經過適當的處理，也可以具有半導的性質，具有半導性的陶瓷可以有許多的用途，例如氧化鋅與數種適當的添加物可以製成變阻器，由於它具有吸收突波的特性，可以用來保護電子元件，防止突波的破壞。有些半導性陶瓷的導電性因溫度的不同變化很大，可以用來量測溫度，以PTC（正溫度係數）陶瓷做加熱器具有自動控溫的特能，如近來常見的陶瓷暖爐，就是一例。此外半導性陶瓷還可以做濕度或氣體感測器，具有元件簡單，但靈敏度高的特性。

8. 超導陶瓷：
所謂超導現象，是指在某一臨界溫度下物體電阻為零的現象。利用超導現象可以用來作為電力輸送與超導磁鐵之用，雖然許多物質在接近0K的溫度都具有超導性，但陶瓷超導體的臨界溫度極高，在液態氮冷卻的情況下就可以呈現超導現象，大幅降低冷卻成本，是最具明星像的超導材料。