鈦酸鋇陶瓷的案例
玩轉陶瓷材料_精細陶瓷之電子陶瓷篇
圖 2: 左為陶瓷電阻器，右為壓敏 ( 電壓 ) 電阻器
■ 電容：材料的電容與介電、電阻三者是合體的電氣 特性，每一種材料都有這些特性，但是陶瓷材料有特 別明顯的功能和低成本的優勢，除了不耐機械撞擊與 沖擊 ( 脆性使然 ) 之外，因為陶瓷元器件是一種固體 的物質，非常的耐用且安定，以鈦酸鋇 (TiBO2) 為基 礎的陶瓷電容器至少已經應用有上百年的歷史，也推 進了人類設計電路板的技術，各種各樣的陶瓷電容器 讓電路安定，有效的發揮各種電子功能；此外，由于 陶瓷的介電特性很好，利用其介電特性作為觸控開關 的氧化鋯、觸控屏材質的玻璃，都是陶瓷材料的強項， 如圖 (3) 所示。
圖 3: 左為電路板常用的貼片電容、中為插件電容、右側手機的觸控面板為玻璃，也是陶瓷材料，中間的起始鍵 (Home key 或稱本位鍵 ) 上的氧化鋯陶瓷片，厚度僅 0.08mm，作為與玻璃面板相比有較高的介電系數，可以作為更明確的信號觸發和感測。
■ 感測：利用陶瓷的電子和電洞受到氣體物質的滲透而發生移動產生電位差，就可以當成傳感器，最普遍的例子就是氧濃度偵測器，利用氧化鋯對氧氣分子的敏感特性，是一種常見用于工作場所、居家環境的氧濃度偵測，成為火警的輔助報警之用。
■ 電感與磁性：又稱磁性陶瓷，由于陶瓷材料可以控制其不同的氧化價數使其并不全然的絕緣，透過與金屬線圈的牽制作用可形成電感，如圖 (4) 所示，以鐵氧體為主要角色添加許多氧化物經過燒結得到鐵粉芯，在鐵粉芯上纏繞各種線圈，把鐵氧陶瓷的功能發揮出來形成電感，是近代無線電技術以及電磁屏蔽技術重要的一環，用以過濾電波穩定系統以及改善電磁放射對設備的干擾、對人體的傷害。
展開 2026上海國際精密陶瓷暨IGBT產業鏈展覽會
█展品范圍：
1、陶瓷器件及材料：MLCC、LTCC、HTCC、微波介質陶瓷、壓電陶瓷、鈦酸鋇、碳酸鋇、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、玻璃粉、氮化鋁、LTCC介質陶瓷粉體、稀土氧化物、生瓷帶等；
2、精密陶瓷：氧化鋯、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化釔、結構陶瓷、高溫陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷軸承、陶瓷球、半導體陶瓷（搬運臂、陶瓷劈刀、靜電卡盤、蝕刻環……）、3D打印陶瓷、燃料電池（SOFC）隔膜片、穿戴陶瓷、光纖陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
展開 MLCC陶瓷電容詳解
6.2 嘯叫
一般溫度特性為X5R/B，X7R/R的高介電常數陶瓷電容器中，電介質材料使用強介電性的鈦酸鋇系的陶瓷，具有壓電效應。
在施加交流電壓時，獨石陶瓷電容器貼片會發生疊層方向伸縮。因此電路板也會平行方向伸縮，而因電路板的振動而產生了噪聲。貼片及電路板的振幅僅為1pm～1nm左右，但發出的聲響卻十分大。
其實幾乎無法聽到電容器本身發出的噪聲，但將其安裝于電路板后振動會隨之增強，振幅的周期也達到了人耳能夠聽到的頻率帶(20Hz～20kHz)，所以聲音可通過人耳進行識別。例如可聽到"ji----"、"ki----""pi----"等聲響。
陶瓷電容器的"嘯叫"現象，其振動變化僅為1pm～1nm左右，為壓電應用產品的1/10至幾十分之一，非常之小，因此我們可以判斷這種現象對獨石陶瓷電容器本身及周圍元器件產生的影響，不存在可靠性問題。
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展開 侵蝕 陶瓷（FEM-SPH）以及陶瓷SHPD試驗 ￥20
侵蝕 陶瓷（FEM-SPH）以及陶瓷SHPD試驗
壓力傳感器的簡述
在現在壓力效應也應用在多晶體上，比如現在的壓力陶瓷，包括鈦酸鋇壓力陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓力陶瓷、鈮鎂酸鉛壓力陶瓷等等。
壓力效應是壓力傳感器的主要工作原理，壓力傳感器不能用于靜態測量，因為經過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓力傳感器只能夠測量動態的應力。
壓力傳感器主要用于加速度和力等的測量中。壓力式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓力式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位，壓力傳感器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業，例如用它來測量qiang炮子 彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
壓力式傳感器也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓力傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓力傳感器的應用就非常廣。
除了壓力傳感器之外，還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器，利用應變效應的應變式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料，在不同的場合能夠發揮它們獨特的用途。
壓力傳感器也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電 傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應用就非常廣泛。除了壓電傳感器之外，還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器，利用應變效應的應變 式傳感器等，這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料，在不同的場合能夠 發揮它們獨特的用途。
展開 陶瓷革命！3D打印介電陶瓷部件不用再燒結
我國很早就制作陶瓷了，其中燒制是不可缺少的一環，但一組研究人員描述了他們如何通過3D打印創建介電陶瓷部件，同時避開了通常必要的燒結階段。
粉末床熔合是陶瓷添加劑制造的唯一單步工藝。研究人員專注于材料擠出。他們通過將水溶性材料鉬酸鋰（Li2MoO4）與水混合來制造3D可印刷漿料。“鉬酸鋰（Li2MoO4）是一種無毒的介電陶瓷材料，已經研究用于抑制腐蝕和濕度傳感應用，和用于改進形式的鋰離子電池的陽極材料，以及甲烷氧化催化劑。“研究人員解釋說。“
在這種稱為室溫制造或RTF的方法中，鉬酸鋰粉末用水潤濕，并且材料的部分溶解形成水相，這有助于在壓縮過程中顆粒堆積和致密化并避免收縮。溶解的鉬酸鋰在干燥過程中由于水分蒸發而重結晶，可通過熱處理加速。因為不需要燒結，所以不會形成額外的變相或熱膨脹不均導致模型變形。
“由于擠出壓力，毛細管力和溶解的Li 2 MoO 4的重結晶，在印刷和干燥漿料期間發生印刷部件的固結和致密化。研究人員表示，通過在120°C加熱可確保完全干燥后。 “微觀結構顯示印刷層沒有分層。獲得了相對高的密度和良好的介電性能，特別是當考慮不使用燒結和僅來自擠出的壓力時。預計這種方法對于類似的陶瓷和陶瓷復合材料是可行的。“
來源：中國3D打印網
展開 納米氧化鋯相變增韌結構陶瓷和功能陶瓷
一般工業上用的氧化鋯陶瓷結構件、含氧化鋯的結構陶瓷都是用的部分穩定氧化鋯，主要利用其相變特性，相變增韌。全穩定的一般用作熱電偶套管，固體電解質，燃料電池等。相變增韌納米氧化鋯陶瓷是一種極有發展前途的新型結構陶瓷,其主要是利用氧化鋯相變特性來提高陶瓷材料的斷裂韌性和抗彎強度,使其具有優良的力學性能,低的導熱系數和良好的抗熱震性。它還可以用來顯著提高脆性材料的韌性和強度,是復合材料和復合陶瓷中重要的增韌劑。近十年來,具有各種性能的氧化鋯陶瓷和以氧化鋯為相變增韌物質的復合陶瓷迅速發展,在工業和科學技術的許多領域獲得了日益廣泛的應用。與此同時,有關氧化鋯相變的研究也受到了學術界的普遍重視,在固態相變研究領域中占據了僅次于金屬的重要地位。
展開 【科普系列】金屬與陶瓷“強強聯合”---金屬陶瓷層狀復合材料
圖1 貝殼微觀結構形貌及疊層復合結構簡圖 (a) 珍珠層截面形貌；(b) 表面納米有機蛋白顆粒；(c)，(d) 珍珠層俯視形貌；(e)珍珠層結構簡圖
金屬陶瓷層狀復合材料(laminated metal/ceramics composites，LMCCs)正是在這種契機下應運而生，并在其誕生之后迅速成為復合材料研究領域的熱門課題之一。金屬陶瓷層狀復合材料是由至少一種金屬以片層形式與陶瓷交替排列而成，是將擁有不同化學、物理性能的兩種或多種材料按照不同的層間距、層厚比以及疊層數相互疊層制備的新型材料，通常是由基體材料和增強體復合制備而成，圖2是通過粉末冶金法制備金屬陶瓷層狀復合材料的工藝流程。微疊層復合材料中的強性層一般選用較高強度和彈性模量的結構陶瓷，該層主要起強化的作用，當受外界載荷時能保證材料具有較高的強度。陶瓷層通常選用SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2等材料。韌性層一般選用金屬或有機物質等韌性好的材料，保證材料具有良好的韌性。常見的韌性層材料有Ti、Ni、Fe等金屬材料，非金屬的石墨以及高分子材料的樹脂等。微疊層復合材料每個疊層的厚度通常要求為0.01~100 μm，而其性能是由每一個組分特性、體積分數、結構特點、層間距和各組分之間的互溶度共同決定的。由于材料結構的特殊性，金屬陶瓷層狀復合材料可以改善材料的斷裂韌度、疲勞性能、抗沖擊性能、抗磨損性能、抗腐蝕性能和阻尼性能等。
圖2 粉末冶金制備金屬陶瓷層狀復合材料工藝流程
最常見的金屬陶瓷層狀復合材料主要包括Ti基、Ni基、Al基、Mg基、Fe基、Cr基、耐熱金屬基、金屬間化物基等，其中以Al基、Ti基、Ni基復合材料發展較為成熟。
展開 高溫燒蝕——多相陶瓷向高熵陶瓷原位轉變的新途徑！
來源 | 材料科學與工程
超高溫陶瓷硼化物憑借高熔點、高硬度、高模量以及優異的化學惰性常被用做碳/碳復合材料（C/C）的抗燒蝕涂層以提高C/C復合材料在高溫含氧環境中的抗燒蝕性能。然而，單組元的超高溫陶瓷硼化物在燒蝕的過程中會形成一層疏松多孔的氧化層，氧化層受到高溫高速氣流的沖刷以及在服役溫度頻繁交變的情況下會發生開裂，不利于涂層的長時穩定服役。
如何改善氧化層的高溫穩定性是提高抗燒蝕涂層性能、延長服役壽命的關鍵因素。到目前為止，大量的研究表明，高熵陶瓷氧化物相比單組元的氧化物具有更加優異的力學性能、熱力學穩定性以及熱物理性能。若通過成分的設計使超高溫陶瓷涂層能夠在超高溫燒蝕的過程中原位形成高熵陶瓷氧化物層，將有效改善單組元氧化物層力學性能不足、易相變以及高溫服役穩定性差的問題，成為一種潛在的提高涂層抗燒蝕性能的有效途徑。
近日，西北工業大學孫佳副教授團隊通過成分調控設計出一種由(Hf
0.5Zr
0.5)B
2-SmB
6-ErB
4-YB
6組成的多元復相硼化物（HZRB），利用超音速等離子噴涂技術在C/C復合材料表面制備HZRB陶瓷涂層。通過研究HZRB涂層的高溫燒蝕過程發現，利用硼化物高溫燒蝕過程中的自發氧化反應，HZRB涂層存在高溫燒蝕服役過程中高熵氧化物(Hf
0.2Zr
0.2Sm
0.2Er
0.2Y
0.2)O
2-δ的原位合成現象，并通過第一性原理計算揭示出高熵氧化物的形成機理。
展開 打造中國氮化硅陶瓷結構件定制生產領軍品牌，威海圓環快速響應氮化硅陶瓷結構件特殊定制
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展開 3DCERAM將攜陶瓷+多材料3D打印以及陶瓷3D打印流程解決方案亮相Formnext
3Dceram展臺：9號館C66
作為陶瓷3D打印領域的技術領先者 ，3DCERAM將攜最新的陶瓷+多材料3D打印以及陶瓷3D打印（新材料研發-后處理）全流程解決方案重磅亮相，超多精彩看點等您來。
3DCERAM源自法國，作為陶瓷增材制造的領先者，經過20年的積累，將自身在材料領域的技術經驗與3D打印完美的結合在一起，形成了一套快速制備復雜結構陶瓷的獨特技術，并且由于光固化技術的廣泛通用性，打印材料的種類可從非金屬延申到部分金屬材質。
△SLA光固化+直寫式（Hybrid）多材料3D打印系統
基于3DCERAM設備高度開放的軟件系統和光固化打印技術廣泛的適用性，目前可打印的材質已不限于常規的氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷，山東大學等相關單位開始利用光固化技術制備鐵氧體材料、高熵合金、高溫合金等，當然也包括在參與的3D打印制備燃料電池項目計劃中的陶瓷/金屬復合光固化3D打印。
據南極熊了解，3DCERAM從2021起推出了“打印材料開放計劃”，旨在通過與相關材料研發單位合作，推動打印材料本土化，同時推進光固化陶瓷打印材料、光固化金屬打印材料、光固化復合打印材料的研發及在相關領域的應用.
展開 
佳能也開始做陶瓷3D打印機了，高分辨率氧化鋁基陶瓷材料
秉持“行勝于言”的作風，研發創造性的高性能產品來改變世界，專注于高性能陶瓷3D打印這一新興技術，2018年3月宣布完成千萬級天使輪融資，投資方包括啟迪之星、清控銀杏、上海翼豐勝因。
十維科技總經理萬力表示，十維開發高性能陶瓷3D打印技術時，國內對這一技術了解還非常少。很高興看到，這兩年有更多的科研單位和企業加入到這一行業，陶瓷3D打印逐漸迎來上升期。3D打印骨科植入物的陶瓷件收縮率控制在20％以內，在陶瓷領域的3D打印算是比較低的。目前陶瓷產品主要用于醫療植入物、高端工業以及科研幾個領域
△十維科技3D打印0.1毫米孔徑的陶瓷樣件結構
△十維科技的3D打印陶瓷樣件
法國3DCERAM
3DCeram是一家致力于陶瓷3D打印技術及打印材料的研究開發公司，目前成功研發出專業的工業級陶瓷3D打印機CERAMAKER，以及與之配套的陶瓷打印多種材料，已經將陶瓷3D打印技術成功的應用于工業、航空航天、珠寶奢侈品以及醫療植入物等行業,屬于全球范圍內陶瓷3D打印領先者。
展開 電子陶瓷外殼生產工藝流程
電子陶瓷外殼主要產品包括通信器件用電子陶瓷外殼、工業激光器用電子陶瓷外殼、消費電子陶瓷外殼及基板、汽車電子件等。
1、通信器件用電子陶瓷外殼
通信器件用電子陶瓷外殼產品主要包括光通信器件外殼、無線功率器件外殼、紅外探測器外殼， 各產品的特點及應用領域如下：
通信器件用電子陶瓷外殼生產工藝流程
上圖每步工序中的投料情況基本如下：
氧化鋁、氮化鋁等陶瓷粉料在流延環節投料，墻體、墻體組件、底盤、支架、焊料（部分）、光纖管、熱沉、引線、封口環等管殼零件在組裝釬焊環節投料，氰化亞金鉀電鍍液在鍍金環節投料，光窗、焊料（部分）在鍍金后焊光窗環節投料。
2、工業激光器用電子陶瓷外殼
該產品主要是大功率激光器外殼，其產品的特點及應用領域如下：
工業激光器用電子陶瓷外殼生產工藝流程
上圖每步工序中的投料情況基本如下：
氧化鋁、氮化鋁等陶瓷粉料在流延環節投料，墻體、墻體組件、底盤、焊料、熱沉、引線、封口環等管殼零件在組裝釬焊環節投料，氰化亞金鉀電鍍液在鍍金環節投料。
3、消費電子陶瓷外殼及基板
該系列產品主要包括聲表晶振類外殼、3D 光傳感器模塊外殼、5G 通信終端模塊外殼、氮化鋁陶瓷基板，各產品的特點及應用領域如下：
消費電子陶瓷外殼及基板生產工藝流程
上圖每步工序中的投料情況基本如下：
氧化鋁、氮化鋁等陶瓷粉料在流延環節投料，封口環、引線、焊料等管殼零件在釬焊環節投料，氰化亞金鉀電鍍液在鍍金環節投料。
展開 深入分析電子陶瓷技術發展歷程
MLCC 的主流發展趨勢是小型化、大容量、薄層化、賤金屬化、高可靠性，其中內電極賤金屬化相關技術在近年來發展最為迅速，采用賤金屬內電極是降低 MLCC 成本的最有效途徑，而實現賤金屬化的關鍵技術是發展高性能抗還原鈦酸鋇瓷料。日本在21世紀初就已經完成了此項技術的開發，并一直保持世界領先，目前其大容量MLCC 全部實現了賤金屬化。尺寸的小型化一直是MLCC 發展的主要趨勢，隨著電子設備日益向小型化和便攜式方向發展，產品更新換代迅速，小型化產品需求強烈，如圖1所示。實現小型化元器件的基本材料技術是陶瓷介質層的薄型化技術。當前日本企業處于國際領先地位，其生產的 MLCC單層厚度已達 1μm，其中，處于頂級地位的日本村田和太陽誘電株式會社的研發水平已達到 0.3μm。介質薄層化的基礎是介質材料的微細化。在大容量薄層化 MLCC 元件單層厚度逐漸減小的同時，為保證元件的可靠性，鈦酸鋇作為 MLCC 陶瓷介質的主晶相，其顆粒尺寸需要從 200～300 nm進一步細化到 80～150nm。未來的發展趨勢是制備出顆粒尺寸≤ 150nm的鈦酸鋇材料作為 MLCC介質層的主晶相材料。
（二）片式電感器產業
片式電感器是另一類用量較大的無源電子元件，是三大類無源片式元件中技術最復雜的一類，其核心材料是磁性陶瓷（鐵氧體）。目前世界片式電感器的總需求量在 10000 億只左右，年增長速度在10% 以上。在研制生產片式電感器方面，日本的生產產量約占世界總量的70%。其中 TDK-EPC、村田和太陽誘電株式會社一直掌握該領域的前沿技術。據產業情報網（IEK）統計，在全球電感市場中，TDK-EPC、太陽誘電株式會社及村田三家企業的產量合計約占全球市場的 60% 左右。片式電感器發展的主要趨勢包括小尺寸、高感量、大功率、高頻率以及高穩定、高精度。
展開 納米二氧化鈦在陶瓷中的應用前景
納米二氧化鈦在陶瓷中的應用前景
在眾多光催化劑中，TiO2半導體催化劑由于具有良好的化學穩定性、光催化活性高和制備成本低等特性而被廣泛應用，是一種理想的光催化自清潔陶瓷制備原料。
TiO2主要有三種晶型轉變形式，分別為銳鈦礦相、金紅石相和板鈦礦相，銳鈦礦相二氧化鈦和板鈦礦相TiO2均屬于亞穩定相，相對來說金紅石相TiO2是比較穩定的存在狀態，在實際應用中銳鈦礦相和金紅石相TiO2應用比較廣泛，而銳鈦礦相TiO2通常在610~915°C會轉變為金紅石相，金紅石相TiO2（VK-T25）的綜合性能優于銳鈦礦相。
TiO2的化學性質也很穩定，TiO2是一種兩性氧化物，它在一定的環境條件下既可以發生氧化反應也可以發生還原反應，這點對于光催化反應來說具有很大的潛在研究優勢，作為光催化劑（J25）它既可以氧化環境中的有機污染物，也可以還原重金屬，所以在光催化領域得到了廣泛的關注。
抗菌陶瓷近些年來迅速的占領市場并得到了人們的廣泛關注，一方面是由于社會的發展，人們生活水平的提高，對生活環境的要求隨之提高，另一方面更是由于材料科學技術方法的進步，很多學者投入到此項研究中，為抗菌陶瓷領域的發展作出了很大的貢獻。
通過這些研究，TiO2以其獨特的優勢脫穎而出，對TiO2進行大量改性研究發現納米級鈦系材料具有良好的抗菌特性，也因此代表了未來抗菌陶瓷的發展方向。不過雖然納米鈦系材料在抗菌應用方面表現突出，但是它也具有耐高溫性能差、光催化方面對光的要求高等缺點，因此還需要進一步的研究和強化性能，才能解決納米鈦系材料在抗菌陶瓷應用方面的不足，從而推動抗菌陶瓷領域的發展。
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