电子陶瓷材料的“灵魂”——半导体陶瓷

新型陶瓷材料是指采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料，这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。

新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性

• 在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；
  

• 在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；
  

• 在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能；
  

• 在生物方面，具有一定生物相容性能，可作为生物结构材料等。
  

• 但也有它的缺点，如脆性。

按化学成分划分

• 主要分为两类：一类是纯氧化物陶瓷，如氧化铝、氧化钇、氧化镁陶瓷等；

• 另一类是非氧化物系陶瓷，如碳化物、硼化物、氮化物和硅化物等。

按性能与特征划分

• 高温陶瓷

• 超硬质陶瓷

• 高韧陶瓷

• 半导体陶瓷

• 电解质陶瓷

• 磁性陶瓷

• 导电性陶瓷

按其应用不同划分

• 结构陶瓷

• 功能陶瓷

高温结构陶瓷

一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物（如氧化铝）等在高温下烧结而成,具有时高温、抗氧化、时磨蚀等优良性能。与金属材料相比，更能适应严酷的环境，可用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。

碳化硅（SiC）俗名金刚砂或耐火砂，碳原子与硅原子间通过共价键链接，结构与金刚石类似，所以具有硬度大、耐高温的特点，还具有高温抗氧化性。

碳化硅砂轮

碳化硅轴承

碳化硅在大自然也存在罕见的矿物——莫桑石，外观与天然钻石极为相似，肉眼很难分辨，也是物理特性最接近天然钻石的一种宝石，摩氏硬度9.25，远高于其它宝石。

莫桑石的火彩强过钻石

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（Al₂O₃）为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。

氧化铝双面覆铜电路基板

刚玉坩埚，学名氧化铝坩埚，通常我们把氧化铝含量超过95%以上的坩埚称为刚玉坩埚。特性：不耐酸碱、耐高温、耐急冷急热、耐化学腐蚀。

氧化铝坩埚

压电陶瓷

主要有钛酸盐和锆酸盐等能实现机械能与电能的相互转化。可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。

入耳式压电陶瓷耳机

淘气的孩子总喜欢玩这个东西

一次性打火机中的压电陶瓷点火器

压电陶瓷点火器结构示意图

透明陶瓷

主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和复化铝、氯化钙等非氧化物透明胸瓷，具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好。可用于商压钠灯、激光器和高温探测窗等。

半透明氧化铝钠灯 

红外成像导弹头及导弹引头氮氧化铝透明罩子

透明陶瓷用于装甲车窗

超导陶瓷

在某一临界温度下电阻为零，具有超导性，可用于电力、交通、医疗等领域。超导网瓷可应用于磁悬浮技术。

磁悬浮机车结构对比高温超导磁浮

第三代半导体氮化镓

分子式GaN，是一种直接能隙的半导体，GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，具有超强的导热效率、耐高温和耐酸碱等优点。

2020年2月小米公司发布了旗下第一款采用GaN氮化镓材料的充电器，功率同样65W，但更加小巧。氮化镓用在充电器中更是具有高效率低发热、高功率小体积的优点，充电功率转换也比传统充电器更具优势。据外媒Wccftech和DigiTimes消息，苹果公司（Apple）将在今年下半年推出氮化镓充电器。

小米GaN充电器Type-C 65W

蓝光LED包含数种不同的氮化镓（GaN）层，中村修二在其中掺入了铟（In）和铝（Al），使得其照明效率大幅提高。2014年，日本名古屋大学和名城大学教授赤崎勇、名古屋大学教授天野浩和美国加州大学圣塔芭芭拉分校教授中村修二因发明蓝光LED而获的当年的诺贝尔物理奖。

蓝光LED

值得关注的是，“第十八届中国国际先进陶瓷展览会”将于2026年3月24-26日在国家会展中心（上海）隆重举办！

历经十七载精耕细作，已发展成为全球规模最高、产业链覆盖最全的行业期间盛会。展会以55,000㎡的宏大规模，汇聚多个国家及地区的1000余家中外知名企业，打造全球先进陶瓷领域的“创新策源地”与“商贸枢纽站”，专业观众预计突破80,000人次，将打开万亿级市场的战略窗口。展会将搭建起供需精准匹配的高效平台，助力企业链接优质资源，拓展全球市场，推进先进陶瓷产业向高端化、智能化、国际化迈进，书写全球先进陶瓷产业发展的新篇章！

同期举办的第七届先进陶瓷前沿与产业发展论坛与2026第四届电子陶瓷及元器件产业发展论坛围绕先进陶瓷与电子陶瓷材料创新、制备工艺、器件设计、应用开发及产业链协同等前沿议题展开深入探讨，助力行业实现升级创新与可持续发展。

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