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源磊告訴你丨幾種電介質陶瓷材料的發展現狀

分類:
新聞資訊
發布時間:
2020-05-01
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源磊告訴你丨幾種電介質陶瓷材料的發展現狀

 

電介質陶瓷材料的發展始于20世紀初,是電子工業中制備基礎元件的關鍵材料,被廣泛應用于人們生產生活的各個領域。近十年來,隨著通信、家電、汽車、軍事等相關領域電子元器件產品飛速發展,電介質陶瓷材料市場需求不斷增加,日益顯示出廣闊的市場前景。

 




電絕緣陶瓷



 

電絕緣陶瓷又稱為裝置陶瓷,具有一系列優良的特性:


(1)高的體積電阻率(室溫下大于1012Ω·m)和高介電強度(大于104kV/m)。以減少漏導損耗和承受高壓。

(2)介電常數小(常小于9)。可減少不必要的分布電容值,避免在線路中產生惡劣的影響;此外介電常數越小,使用過程中所產生的節電損耗越小,這對保持整機的正常運轉也是有利的。

(3)高頻電場下的介電損耗要小。

(4)機械強度要高,通常抗彎曲強度在45~300MPa,抗壓強度為400~2000MPa,具有耐機械沖擊和熱沖擊的性能。

(5)良好的化學穩定性,能耐風化,耐水,耐化學腐蝕等。

 

電絕緣陶瓷被廣泛應用于金屬溶液的浴槽、熔融鹽類容器、封裝材料、集成電路基板、電解槽襯里、金屬基復合材料增強體、主動裝甲材料、散熱片以及高溫爐的發熱件中。在電子、電力工業中,絕緣陶瓷比如電力設備的絕緣子、絕緣襯套、電阻基體、線圈框架、電子管功率管的管座及集成電路基片等主要是用于電器件的安裝、保護、支撐、絕緣、連接和隔離。

 




陶瓷電容器



 

陶瓷電容器以其體積小、容量大、結構簡單、高頻特性優良、品種繁多、價格低廉、便于大批量生產的特點而廣泛應用于家用電器、通信設備、工業儀器儀表等領域,是目前飛速發展的電子技術的基礎之一。 

 

目前,陶瓷電容器在整個電容器產業中的出貨份額已超過80%,并且有不斷擴大的趨勢。根據結構的不同,陶瓷電容器可分為單層陶瓷電容器(圓片電容器)和MLCC。隨著電子設備及元器件向微型、薄層、混合集成及表面貼裝技術方向的迅速發展,對MLCC的需求與日俱增,MLCC不斷向薄介質、高層數、小尺寸、大容量、高可靠性發展。

 

柔性端子多層片式陶瓷電容器

(圖片來源:風華高科)

 

據統計,2018年,全球MLCC市場規模約為105億美元,預計到2021年市場規模將超過120億美元,年復合增長率將達到5%。中國作為全球主要的消費性電子產品生產基地,已成為全球陶瓷電容器生產大國和消費大國,產銷量位居全球前列。隨著下游用戶消費的回升,MLCC的市場規模逐年擴大,預計2021年中國MLCC市場規模約630億人民幣。

 




壓電陶瓷



 

壓電陶瓷是一種具有壓電性能的多晶體,具有機電耦合系數高、價格便宜、易于批量生產等優點,是信息功能陶瓷的重要組成部分,已被廣泛應用于超聲、電子技術等領域。壓電陶瓷最大的特性是具有正壓電性和逆壓電性。

 

壓電陶瓷

(圖片來源于網絡)

 

從晶體結構來看,屬于鈣鈦礦型、鎢青銅型、焦綠石型、鉍層狀結構的陶瓷都具有壓電性能。目前應用較廣泛的主要是鈣鈦礦型結構,如鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛等。從化學成分來看,可以分為鉛基壓電陶瓷和無鉛壓電陶瓷,由于鉛在生產和使用過程中容易對人的身體產生危害,因此目前世界各國均大力發展無鉛壓電陶瓷。目前國內壓電陶瓷材料及器件的生產商達上百家,競爭非常激烈。

 




微波介質陶瓷



 

微波介質陶瓷是一種應用于微波頻段(主要是300MHz~30GHz頻段)電路中作為現代通信的一種關鍵材料,因微波信號的頻率極高、波長極短、信息容量大、有強方向性、穿透力和吸收能力強的特點,國際上已將其列為現代通訊廣泛使用的諧振器、濾波器、介質導波回路等其它微波元器件的核心部件材料。

 

介質濾波器

(圖片來源:日本村田制作所)

 

隨著移動通信領域由4G向5G網絡的發展,對微波介質陶瓷提出了更高的要求,即尋求相對高介電常數,以便于器件小型化;高品質因數以保證優良的選頻特性和接近于零的諧振頻率溫度系數,以保證高熱穩定性。

 

隨著國內電子消費品的普及化程度大幅提升,消費電子行業發展迅速,對于微波介質陶瓷需求穩定增長,行業市場規模不斷擴大。2015-2017年中國微波介質陶瓷行業市場規模年均增速達6%,2017年市場規模達到7.84億元。

 

 

 

 

 

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