电子导电陶瓷

导电性能不仅与自由电子激发的难易有关，而且也与晶粒表面及界面特性、晶粒大小、形状和取向有关。

电子导电陶瓷的高温稳定性好、抗氧化能力强、电导率高，可用作氧化气氛中的高温发热体、高温燃料电池(HTFC)的阴极、磁流体发电(MHD)通道用的电板材料等 。

电子导电陶瓷是指由自由电子(或空穴在电场作用下作定向运动而产生高电导率的陶瓷。

传统的陶瓷材料，虽然是不导电的绝缘体，但通过掺杂加热或其它激发方法，外层价电子获得足够能量，摆脱原子核对它的束缚和控制，成为自由电子(或空穴)即可参与导电 。

构成电子导电的主要氧化物有掺杂的ZrO₂ThO₂和LaCrO₂等。掺杂ZrO₂(如CeO₂掺杂)和ThO₂最高使用温度分别为2000℃和2500℃但室温电导率较低，800℃以上电阻率下降,所以作为发热体使用，应先用其他热源进行预热。LaCrO₃陶瓷是一种新型电子导电材料，高温下Cr离子的挥发限制了它的应用，用Sr等掺杂可改善挥发性和提高电导率。ZrCrO₃组成的层叠型复合材料可作为磁流体发电通道用的电极材料。

属于电子导电的陶瓷还有LaNi0₂、LaMnO₃(sr)、CoCrO₄、 LaCoO₃(sr)、InO₂/SnO₂、SiC、MoSi₂等 。

材料的总电导率由电子电导率δ_e和离子电导率δ_i两部分组成，即δ=δ_e δ_i。当电流通过材料时，电子可以有两种方式通过晶格运动来完成电荷输运过程：①电子脱离原子成为自由电子，在晶格中运动，形成所谓的电子导电；②电子与原子核一起移动产生所谓的离子导电。对金属来说，电子导电是其导电的主要方式，相比之下，离子导电几乎可忽略不计。但对多晶陶瓷或非晶态玻璃等材料来说，由于离子电导活化能比较低(一般在0.5eV以下)，离子导电已不容忽视，甚至是这些材料中的主要导电方式。

导电材料是电子元器件和集成电路中应用最广泛的一种材料，用来制造传输电能的电线、电缆，传导电信息的导线、引线和布线。导电材料最主要的性质是良好的导电性能，希望其电阻率尽可能的小（≤10Ω·m）。根据使用目的不同，除了导电性外，有时还要求有足够的机械强度、耐磨、弹性、耐高温、抗氧化、耐蚀、耐电弧、高的热导率等。导电材料主要包括金属、电极、厚膜导电材料、薄膜导电材料等。

电子导电金属

金属导电材料，用得最多的是铜，其次是铝、铁等。

1）铜及铜合金

铜的密度为8.92g/cm³，熔点为1083.4℃，沸点为2567℃，气化温度为1132℃，再结晶温度为200～300℃，电阻率为1.67μΩ·cm，电阻温度系数（TCR）为4300×10^-6/℃：铜的晶体结构为面心立方体，晶格常数为0.3617nm。为了保证铜合金既具有高导电性、高导热性能，又具有高强度、良好的断后伸长率等加工性能，可以采用粉末冶金法生产弥散强化铜和采用时效热处理法生产高导电性、高强度铜合金。

用作导电材料的铜由电解法制得，即所谓电解铜，其纯度在99.90%以上，含有极少量的Au、Ag、Ce、Pb、Sb等杂质。电解铜铸造后加工退火成为制品，在常温下压延或拉伸处理后质地较硬。

2）铝及铝合金

铝是具有仅次于铜的电导率的金属，近年来由于铜产量的不足而作为铜的代用材料而得到广泛应用。

铝的物理性质根据其纯度的不同而相差较大。一般纯度越高，电导率和电阻温度系数越高，抗拉强度和硬度越小，耐腐性越强。作为导电材料用的铝线一般为硬引线。

电子导电电极

电极是电容器的重要组成部分，它在电容器中起着形成电场、聚集电荷的作用。尽管电极的形式随着电容器的结构不同而有变化，但作用是相同的。

铝的导电性能仅次于金、银和铜，是一种良好的导电材料。由于铝的面心立方晶格结构而富于延展性，具有优良的加工性。其力学强度良好，密度又小，因此，在电子元器件中，广泛用作电板和引线材料。

电子导电厚膜导电材料

在厚膜混合集成电路中，厚膜导电材料的作用是固定分立的有源器件和无源元件，作为元件之间的互连线，厚膜电容的上、下电板及外引线的焊区等。厚膜导电材料浆料是厚膜工艺中使用的一种浆料，现在常用的浆料是含贵金属的厚膜导电材料浆料，所用的贵金属主要为金，银-金合金以及银、铂、钯的二元或三元合金。这些厚膜导电材料的导电性能很好，并且铂-金导体具有非常好的抗焊料溶解性。

由于贵金属价格上涨．需要寻求价格低廉而性能优良的新导体材料，因此出现了一起贱金属厚膜导电材料，常见的有铜、镍-硼合金、铝-硼合金。其中铜导体是比较成熟的。

电子导电薄膜导电材料

薄膜导电材料的电阻率高于同种的块状材料，这是由于薄膜的厚度较薄从内产生表面散射效应，以及薄膜具有较高的杂质和缺陷浓度所造成的结果。连续金属薄膜的电阻率为声子、杂质、缺陷、晶界和表面对电子散射所产生的电阻率之和。

薄膜导电材料分为两类：单元素薄膜和多层薄膜。前者系指用单一金属形成的薄膜导电材料，其主要材料是铝膜；后者系指不同的金属膜构成的薄膜导电材料，有二元系统（如铬-金）三元系统（如钛-钯-金）；四元系统（如钛-铜-镍-金）等。薄膜混合集成电路中，应用最为广泛的薄膜导电材料是多层薄膜。这是因为多层薄膜能较好地满足对薄膜导电材料的要求。

原理

电子电导类陶瓷是由于电子或空穴的运动产生导电现象的陶瓷。离子电导类陶瓷又称“快离子导体”或“固体电解质”，是离子在通过晶体点阵缺陷或玻璃网状结构中的隧道和通路，按一定方向运动而产生导电性的陶瓷。可制作吲体电解质电池，离子选择电极，压敏、气敏、湿敏等敏感元件，高温发热体、高温电极和导电材料等。