中國(guó)粉體網(wǎng)訊  新基建，在2020年徹底火了！據(jù)統(tǒng)計(jì)測(cè)算，以5G基建為首的七大核心產(chǎn)業(yè)新基建，2020年的投資規(guī)模約在2萬(wàn)億左右。新基建將帶來(lái)5G基站建設(shè)數(shù)目激增，5G基站關(guān)鍵部件-5G陶瓷介質(zhì)濾波器也將迎來(lái)大爆發(fā)。而介電陶瓷作為濾波器的關(guān)鍵材料，勢(shì)必會(huì)得到前所未有的重視。

什么是介電陶瓷

介電陶瓷又稱電介質(zhì)陶瓷。在電場(chǎng)作用下具有極化能力，且能在體內(nèi)長(zhǎng)期建立起電場(chǎng)的功能陶瓷。

電介質(zhì)陶瓷材料的發(fā)展始于20世紀(jì)初，是電子工業(yè)中制備基礎(chǔ)元件的關(guān)鍵材料，被廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。近十幾年來(lái)，隨著通信、家電、汽車、軍事等相關(guān)領(lǐng)域電子元器件產(chǎn)品飛速發(fā)展，電介質(zhì)陶瓷材料市場(chǎng)需求量不斷增加，日益顯示出廣闊的市場(chǎng)前景和強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)效益。

介電陶瓷的應(yīng)用

介電陶瓷憑借絕緣電阻率高、介電常數(shù)小、介電損耗小、導(dǎo)熱性能好、膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好等特性被應(yīng)用于陶瓷電容器和微波介質(zhì)陶瓷

1、陶瓷電容器

多層片式陶瓷電容器(MLCC)需求量的增加對(duì)電介質(zhì)陶瓷材料的增長(zhǎng)起到了關(guān)鍵作用。中國(guó)是世界制造業(yè)大國(guó)，MLCC使用量約占全球MLCC出貨量50%，為電介質(zhì)材料的發(fā)展提供了良好的土壤。MLCC產(chǎn)量的增長(zhǎng)，也為其關(guān)鍵原材料鈦酸鋇和電介質(zhì)陶瓷材料帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)前景。雖然近年來(lái)受市場(chǎng)外部環(huán)境的影響，一些傳統(tǒng)產(chǎn)品價(jià)格有所下降，但一些高端產(chǎn)品如300nm以下鈦酸鋇、中高壓電介質(zhì)陶瓷材料等的價(jià)格和市場(chǎng)均持續(xù)看好。

2、微波介質(zhì)陶瓷

微波介質(zhì)陶瓷（MWDC）是指應(yīng)用與微波頻段（主要是UHF、SHF頻段，300MHz-300GHz）電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷，廣泛應(yīng)用于5G通信中的微波器件。

微波介電陶瓷具有介電常數(shù)高、微波損耗低、溫度系數(shù)小等優(yōu)良性能，能滿足微波電路小型化、集成化、高可靠性和低成本的要求。我國(guó)微波介質(zhì)陶瓷研發(fā)起步較晚，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)只能生產(chǎn)較低介電常數(shù)、較低Q值等微波介質(zhì)陶瓷，長(zhǎng)期以來(lái)高品質(zhì)微波介質(zhì)陶瓷材料及元器件一直依賴進(jìn)口。近年來(lái)，隨著我國(guó)在微波介質(zhì)陶瓷領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)和制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，移動(dòng)通信領(lǐng)域急需的中介電常數(shù)、高Q值的微波介質(zhì)陶瓷基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。目前國(guó)內(nèi)微波介質(zhì)陶瓷的研發(fā)和生產(chǎn)水平與國(guó)際先進(jìn)水平基本持平。

介電陶瓷材料有哪些

原材料是電介質(zhì)陶瓷材料的前提和基礎(chǔ)，滿足產(chǎn)品特性要求是原材料選擇的首要因素，性價(jià)比高是產(chǎn)業(yè)化追逐的目標(biāo)。電介質(zhì)陶瓷材料使用的原材料主要包含：Ba，Sr，Ca，Ti，Zr，Pb和稀土等元素的碳酸鹽、氧化物、氫氧化物等。

介電陶瓷粉體的制備

目前介電陶瓷粉體合成工藝主要有固相法、水熱法、沉淀法、溶膠凝膠法、熔鹽法等。

溶膠凝膠法

溶膠凝膠法是以金屬有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物溶液為原料，經(jīng)水解、縮合反應(yīng)生成的溶液中顯示分散流動(dòng)性的亞微米級(jí)超微粒溶膠，再將其與超微粒結(jié)合，形成外表層固化凝膠，再經(jīng)過(guò)熱處理而制成氧化物或其它化合物固體的方法。20世紀(jì)80年代以來(lái)，溶膠凝膠技術(shù)在玻璃、微晶玻璃、納米材料、氧化涂層和功能陶瓷粉料，尤其是在傳統(tǒng)方法難以制備的復(fù)合氧化物材料的合成上取得了成功地應(yīng)用，已成為無(wú)機(jī)材料合成中的一種獨(dú)特的方法。

水熱法

水熱法是指在密封的壓力容器中，以水為溶劑，在溫度100℃~400℃，壓力從大于0.1MPa直至幾十到幾百兆帕的條件下，使前驅(qū)物（即原料）反應(yīng)和結(jié)晶。即提供一個(gè)在常壓條件下無(wú)法得到的特殊的物理化學(xué)環(huán)境，使前驅(qū)物在反應(yīng)系統(tǒng)中得到充分的溶解-形成原子或分子生長(zhǎng)基元-成核結(jié)晶。水熱法制備出的納米晶，晶粒發(fā)育完整，粒度分布均勻、顆粒之間少團(tuán)聚，原料較便宜，可以得到理想的化學(xué)計(jì)量組成材料，顆粒度可以控制，生產(chǎn)成本低。用水熱法制備的陶瓷粉體無(wú)需燒結(jié)，這就可以避免在燒結(jié)過(guò)程中晶粒會(huì)長(zhǎng)大而且雜質(zhì)容易混入等缺點(diǎn)。

熔鹽法

人們?cè)缙谑褂萌埯}法主要用于生長(zhǎng)晶體。其主要原理是：將晶體的原成分在高溫下溶解于低熔點(diǎn)助熔劑的溶液內(nèi)，形成均勻的飽和溶液，然后通過(guò)緩慢降溫或其它方法，形成過(guò)飽和溶液，從而使晶體析出。熔鹽法與其它合成方法相比，操作方法簡(jiǎn)單，不需要其它專用設(shè)備。

參考來(lái)源：

[1]楊雪蛟.電介質(zhì)陶瓷的微波燒成研究

[2]司留啟、應(yīng)紅等.中國(guó)先進(jìn)電介質(zhì)陶瓷材料技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

[3]申勝飛.5G通信技術(shù)關(guān)鍵材料發(fā)展研究

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