【doc】电子陶瓷材料发展现状、展望与思考

【doc】电子陶瓷材料发展现状、展望与思考 电子陶瓷材料发展现状、展望与思考 第2期 2005年2月 电子元件与材料 ELEmoNlCCoMf.0NENTS&MATERLS ,,01.24N0.2 Feb.2o05 电子陶瓷材料发展现状,展望与思考 范福康,吴红忠 (南京工业大学材料学院,江苏南京210009) 摘要:综述了电子陶瓷的现状及发展趋势.重点介绍了基板材料,电阻基体材料,电容器陶瓷介质材料,压电陶 瓷材料,微波陶瓷介质材料,热敏陶瓷材料,并对未来发展进行了展望与思考. 关键词:无机非金属材料;电子陶瓷;综述;现状:思考 中图分类号:TM28文献标识码:A文章编号:1001—2028(2005)02—0058—03 CurrentStatusandProspectofElectronicCeramicMaterials FANFu-kang.WUHong-zhong (CollegeofMaterialsScienceandEngineering,NanjinUniversityofTechnology,Nanjing210009,China) Abstract:Currentstatusandtendencyofelectronicceramicsarereviewed.Mainlyintroducedaresubstratematerial, resistancebodymaterial,ceramicdielectricofcapacitor,piezoelectricceramicmaterial,microwaveceramicdielectricmaterial, thermosensitiveceramicmateria1.Inaddition,somesuggestionsareproposed. Keywords:inorganicnon—metallicmaterials;electronicceramic;review;currentstatus;thinking 电子陶瓷材料是特种陶瓷材料领域中最具活力, 最有发展前途的重要组成部分.它是以电,磁,光, 热和力学等性能及其相互转换为主要特征,在电子, 通讯,自动控制,信息计算机,激光,医疗,机械, 汽车,航空,航天,核技术和生物技术等众多高技术 领域中为关键材料,其产值约占整个特种陶瓷总产值 的70%,有着显着的社会效益和可观的经济效益.各 经济发达国家,地区都把它列为优先发展的领域,研 究,开发十分活跃. 当前电子信息正向着集成化,微型化和智能化方 向发展,相应地要求电子元器件逐步向微型化,薄膜 化,多功能,高效能,高可靠性和高稳定性方向发展. 电子陶瓷材料种类繁多,本文仅就某些电子陶瓷 材料的国内外现状及其发展趋势以及引起的若干问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的思考,提出某些见解进行商榷,以期促进我国电子 陶瓷材料与器件的迅速发展. 1基础研究和应用基础研究 电子陶瓷材料的开发应用首先依赖于新材料的发 现和人工合成.由于现代科学技术的发展,化学与材料 科学的发展与有机结合,产生了材料化学,物理与材料 科学紧密结合形成了材料物理.近百年来,新化合物, 固溶体,多晶型等不断涌现.电子陶瓷领域中,合成化 合物及材料特性方面取得了某些重大进展( 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1). 表1典型电子陶瓷材料重大发现历程表 Tab.1rypicalelectronicceramicmaterials 材料名称发现者年份材料特性 ZIO2(Y2o3)能纳斯特1900氧化物导电体 A12O3(MgO,CaO)伦琴l9l6固体电解质 Na2o斯提威尔1926固体电解质 BaTio坦曼1925铁电体 ZrO2(CaO)鲁夫1929氧气传感器 LiNbo修义1937压电,非线光学 BaFel20l9艾多斯科尔德1938铁氧体,记忆材料 非晶硅康尼格1944太阳能电池 合成沸石巴勒1948催化剂 PTC陶瓷海曼1950热敏材料 半透明Al2o3陶瓷科布尔1957透明 B4|La5CU50513.v1贝德洛茨等1986高温氧化物超导体 伴随着电子陶瓷元器件向轻,薄,短,小,多功能, 高性能,高可靠性,高密度表面组装的发展需要,以及 日益激烈的市场竞争要求高合格率和低成本化,必须加 强基础研究和应用基础研究.当前国内虽然有一批知名 企业,单位,正从事这方面相关的研究工作,并已取得 了长足的进步.但另一方面大都为跟踪研究,很少或缺 乏独立自主的基础研究和应用基础研究.例如,有人对 纳米材料基本特性尚缺乏应有的认识,就提出许多纳米 产品进行误导;又如陶瓷相图研究国外十分重视,它是 一 项长期艰苦的复杂工作,国内已很少见到这方面的报 收稿日期:2004.12.10修回日期:2004—12.25 作者简介:范福康(1935一)t男.教授.在南京工业大学材料科学与工程学院从事教学和科研工作.E-mail:fanfukang@njut,exlu,cn. 第2期范福康等:电子陶瓷材料发展现状,展望与思考59 道;界面物理化学及陶瓷材料设计等方面的工作,由于 对仪器设备,计算技术要求高,费用大,国内至今这方 面的工作少见报道;机械装备设计,加工制造与工艺人 员的脱节,表现在现代化,高性能,高可靠方面和国外 相比还有不小差距,以至进口装备的价格仍较国产同类 或相近产品要高5,10倍. 2粉料制备技术 高纯度,粒径分布窄,无团聚,确定晶型的粉体 是获得高性能陶瓷材料的物质基础.因此,高性能, 亚微米,纳米粉料有着宽广的市场和良好的经济效益. 当前粉料制备技术中比较突出的问题是如何实现高性 能,大批量,系列化,低成本化,如何解决废水,废 气,粉尘对环境的污染,实现可持续发展,替代进口, 参与国际竞争. 3电子陶瓷元器件 (1)基板材料 目前国内外主要采用2O3陶瓷作为集成电路基板 材料,然而随着电子元器件向高性能,高密度,大功率, 小型化,低成本方向发展,迫切希望采用高导热系数陶 瓷基板,理论上最适宜的候选材料有金刚石(C),立方 氮化硼(BN),氧化铍(BeO),碳化硅(SiC)和氮化 铝(AlN)等.由于A1N导热系数高达250W?rn-?K-, 虽比SiC及BeO略低,但比2o3略高8,1O倍,其体 积电阻率,击穿强度,介质损耗等电气性能可与A1203 瓷媲美,且相对介电常数较低,力学强度也较高,热膨 胀系数为4.4xl0-6??,,接近于Si可进行多层布线. 可以认为是最佳候选材料之一.目前日本德山曹达,东 芝及美国一些公司已开始相当规模的应用,AIN陶瓷年 总产量已逾千吨.国内目前A1N基板尚处于起步阶段, 主要基本指标热导率大都在130,180W?rn-I.K-.一 些研究单位科技攻关产品性能已接近国际水平,但高性 能,批量化,产品一致性和低成本化等方面的问题尚有 待进一步解决. (2)电阻基体材料 电阻是电路的基本元件,应用面广,需求量大. 一 般碳膜,金属膜电阻技术含量较低,产品价值不高, 单件产品为微利,由于原材料,劳动力,能源等因素, 目前国际市场有一定销路,但国内市场,价格竞争激 烈.另一方面,高性能,超小型,大功率,高稳定性 新型片式,无感电阻国内外市场广阔,具有良好的社 会经济效益,由于技术和装备方面的问题,目前我国 尚处于起步阶段. (3)电容器陶瓷介质材料 近年来主要发展趋势是寻求大容量,小尺寸,高可 靠,低价格的陶瓷电容器.与传统BaTiO3基介质材料 相比,为提高介电常数和改善性能,出现了复合钙钛矿 型材料.值得指出的是利用半导体p-n结的原理发展起 来的晶界层电容器(GBLC)的出现,其视在介电常数 较常规瓷介电容器的介电常数提高数倍至数十倍.以 SrTiO3为基的晶界层电容器具有高介电常数,低介质损 耗,低温度系数以及色散频率较高等优点,是最有发展 前途的瓷料之一.目前,国内少数厂家已进入批量生产, 然而在高性能,高合格率方面尚存在一定差距.可以相 信,晶界层多层电容器(GBMLC)瓷料的出现将使电 容器向小型化方向发展取得重大突破. (4)压电陶瓷材料 压电陶瓷是实现机械能与电能相互转换的重要功 能材料,广泛应用于音响设备,传感器,报警器,超 声清洗,医疗诊断及通讯等许多领域.一般压电陶瓷 材料为锆钛酸铅(PZT)系,有的瓷料中氧化铅含量 高达60%,70%,由于生产过程中产生的粉尘及烧结过 程中的铅挥发,这不仅给工艺和产品质量稳定带来诸 多问题,而且给生态环境和人类的健康带来危害,研 究新型无铅压电陶瓷以减少对环境的污染己成为一项 十分紧迫的任务. 1961年前苏联学者Smolensky等人发现钛酸铋钠 (Bil,2Nal,2)TiO3,简称BNT为钙钛矿型(ABO3) 铁电体.其居里点为320?.极化困难限制其实际应 用,直到2O世纪8O年代末,9O年代初日本学者 Takenaka等人用Ba2+对B,2Na1,2进行A位置换,出 现了BNT-BaTiO3系,即BNBT系压电陶瓷,解决了 BNT难以极化问题:获得频率常数高,介电常数较小, 具有很大各向异性的新体系.可望在超声领域中获得 应用,近年来国内外一些学者大都以BNBT系为基进 行改性研究,并已取得某些进展,然而寻求无铅高性 能压电陶瓷新系统取代传统的PZT系统决非易事,还 有许多工作要做. (5)微波陶瓷介质材料 自从1971年Masse等人首次提出采用四钛酸钡 (BaTi409)作为微波陶瓷介质材料以来,随着现代通 讯技术的不断发展,尤其是移动通讯向着高可靠,小 尺寸方向发展,对材料的要求越来越高.为满足不同 用途的要求,微波陶瓷介质材料种类有很多.主要有: ZiO2,2MgOi02,A1203,MgZiO3,BaTi409,BaTi902o, (Zr,Sn)TiOd,Ba(Zr,Ti)O3,MgTaO3,BaO—ZnO—NbEOs— Ta2O5,(Ca,Sr,Ba)O—ZIO2,BaO—TiO2一Sno2一Ln2o3等 系统.无论哪种系统,一般都希望微波陶瓷材料具有 适宜的相对介电常数,尽可能高品质因数Q0,尽可 60电子元件与材料20o5年 妻按苎苎分为:低介二加,欧,美,日等发达国家看到中国有丰皇:.. 三:,IV,’~:t’E-,_LLI,目塞鎏富的A材.料WT, O ,兰暑量塑妻:荐 ,耋苎蕃磊=J-.=o;几百兆毽三篓方发展, 二二,二二蠹GH z.际美煮2-忡25.0;手簧差艰_苫璺,德, .量曼塞竺能鎏:;:某耋磊_ :技粪璺,;,蔷元价灵满苎话 ,甘曩:主星:蒿 ,田,妻烹竺.篓,量等;雾手品垦要薹警耋篓譬日差增量重 :,;,.一.得兰量的 :一睾…kl.,JJ蓑-术从未来发展着手,了解新烹璧纛篓 :器,补丁天线等一代更新材-十姜,.微波要议事日程. 三’苫.种繁多,要确寒 .,蝴,…,,定自甚弄苎至 ,1”14 三/j:善薯至 ..婺:上,弄一…’一一一三竺:, . 一’;展壮大的思路企业如何做大,提高警塞呈生之, 麓妻差二市场莓荔:’要, .产苎釜璧主要与茬荔_可菱柔:星;曼平的盟, 譬妻譬譬;堇茹;,妻竺 ,垃:警等要方面,为克服高温’C1篓苎铅鬲高集_美某:曼oNiO- ZnO … - YiCh …~薹,,一霪29苎加及警J(荔 品牌尊重知识,尊重人才,加大要蒌譬=l.来,目竺进一步提高科 研,.,P1?性篁 ,. 蓑_;,南 邑 , !以尝警,性能各;銎,’.”“4异,用途广泛,进一步发展电子陶瓷意义 重..’. (编辑:傅成君) 我国认定高新技术企业具体 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 (一)从事一种或多种高新技术及具体产品的研 究开发,生产和技术服务.单纯的商业贸易除外. (二)具有企业法人资格,实行独立核算,自主 经营,自负盈亏. (三)企业的主要负责人应是熟悉本企业产品研 究,开发和经营,学历大专以上,并重视技术创新的 本企业专职人员. (四)具有大专以上学历的科技人员占企业职工 总数的30%以上,其中从事高新技术产品研究开发的 科技人员应占企业职工总数的10%以上. (五)有与其规模相适应的生产,经营场所和设施. (六)企业每年用于高新技术及其产品研究开发 的经费应占本企业当年总销售额的5%以上. (七)高新技术企业的技术性收入与高新技术产 品销售收入的总和应占本企业当年总收入的50%以 匕. 被认定的高新技术企业享受哪些优惠政策呢? 经认定的高新技术企业享受国家政策规定的优惠 待遇. (一)减免所得税.经认定的高新技术企业所得 税免二减三,然后按15%征收.高新区内高新技术企 业享受同等政策. (二)财政扶持专项资金.对列入享受财政专项 资金扶持的高新技术企业名单的高新技术企业,当年 实现并缴入地方国库的增值税,营业税,企业所得税 属于地方财政收入的税收比上年新增的部分,由财政 部门按规定程序审核安排专项资金予以扶持. (三)外商投资的高新技术企业享受15%的所得税. (四)出口信贷享受5,8年进出口银行优惠利率 3.5l%. (五)股权激励:国有高新技术经批准可实行股 权激励政策.