《陶瓷材料》课程教学资源（PPT课件）第六章 功能陶瓷 6.8 功能陶瓷薄膜

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 概述 。以金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物或 金属间化合物等无机化合物为原料，采用特 殊工艺在一定材料（衬底、基片或底材）的 表面上涂覆厚度约0.01至数微米的一层或 多层涂层材料，称为陶瓷薄膜

6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷 一 概述 ⚫ 以金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物或 金属间化合物等无机化合物为原料，采用特 殊工艺在一定材料（衬底、基片或底材）的 表面上涂覆厚度约0.01至数微米的一层或 多层涂层材料，称为陶瓷薄膜

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 ●对薄膜的“厚度”，不同研究者定义不一。 ●有的将厚度0.01~1μm的涂层材料称为薄膜， 将厚度5~20μm的称为厚膜。 ●有的则将厚度小于25ym的涂层材料称为薄 膜，将厚度大于25m的称为厚膜

6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷 ⚫ 对薄膜的“厚度”，不同研究者定义不一。 ⚫ 有的将厚度0.01~1μm的涂层材料称为薄膜， 将厚度5~20μm的称为厚膜。 ⚫ 有的则将厚度小于25μm的涂层材料称为薄 膜，将厚度大于25μm的称为厚膜

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 。陶瓷薄膜种类繁多，表6-10列出了主要陶 瓷薄膜应用分类。 ●按照用途分，可将陶瓷薄膜分为功能陶瓷薄 膜和结构陶瓷薄膜，前者是利用薄膜材料本 身作成元器件，后者主要是增加底材（或衬 底)的使用功能

6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷 ⚫ 陶瓷薄膜种类繁多，表6-10列出了主要陶 瓷薄膜应用分类。 ⚫ 按照用途分，可将陶瓷薄膜分为功能陶瓷薄 膜和结构陶瓷薄膜，前者是利用薄膜材料本 身作成元器件，后者主要是增加底材（或衬 底）的使用功能

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 ●功能陶瓷薄膜是近年迅速发展的一个新的技 术动向。 ●它适应集成化、智能化、微型化和多功能等 技术发展趋势。 ●对高性能光电、铁电、压电、超导和铁磁等 薄膜器件有着重要意义

6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷 ⚫ 功能陶瓷薄膜是近年迅速发展的一个新的技 术动向。 ⚫ 它适应集成化、智能化、微型化和多功能等 技术发展趋势。 ⚫ 对高性能光电、铁电、压电、超导和铁磁等 薄膜器件有着重要意义

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 400mm 400g 纳米AgTO2光催化剂薄膜

纳米Ag/TiO2光催化剂薄膜 6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 表6-11陶瓷薄膜的应用分类（续1） 应用分类 应用示例 薄膜材料示例 反射膜 增反膜 Al2Og、SiO2 Sio、 光学薄膜 减反膜 TiO2Ti0、Cr203 Ta,O5、Ni-Al、金刚石和 选择性反射膜 类金刚石薄膜 窗口薄膜 探测器 光电子学薄 光敏电阻 PbO、PbTiO3(Pb,La) 膜 Ti03、LiTa03 光导摄像靶

表6-11 陶瓷薄膜的应用分类(续1) 应用分类 应用示例 薄膜材料示例 光学薄膜 反射膜 Al2O3、SiO2、SiO、 TiO2、TiO、Cr2O3、 Ta2O5、Ni-Al、金刚石和 类金刚石薄膜 增反膜 减反膜 选择性反射膜 窗口薄膜 光电子学薄 膜 探测器 PbO、PbTiO3、(Pb,La) TiO3、LiTaO3 光敏电阻 光导摄像靶 6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 表6-11陶瓷薄膜的应用分类（续2） 应用分类 应用示例 薄膜材料示例 电子学薄膜 电极膜 In203、Sn02 绝缘膜 A0g、 Ta2O5 电阻器 Fe203、 Sb203 Si02、Si0、 电容器 TiO2、ZnO、AIN, 电感器 TaN、 SigN4 传感器 SiC、YBaCuO, BiSrCaCuo、 记忆元件（铁电性记忆、铁磁性记 PbTiO3 忆)超导元件 Pb(Zr,Ti)O3. 微波声学器件（声波导、耦合器、 (Pb,La)(Zr,Ti)O3. 卷积器、滤波器、延迟线等) BaTiO3、金刚石 薄膜晶体管 和类金刚石薄膜 集成电路基片 热沉或散热片

表6-11 陶瓷薄膜的应用分类(续2) 应用分类 应用示例 薄膜材料示例 电子学薄膜 电极膜 In2O3、SnO2、 Al2O3、Ta2O5、 Fe2O3、Sb2O3、 SiO2、SiO、 TiO2、ZnO、AlN、 TaN、Si3N4、 SiC、YBaCuO、 BiSrCaCuO、 PbTiO3、 Pb(Zr,Ti)O3、 (Pb,La)(Zr,Ti)O3、 BaTiO3、金刚石 和类金刚石薄膜 绝缘膜 电阻器 电容器 电感器 传感器 记忆元件（铁电性记忆、铁磁性记 忆）超导元件 微波声学器件（声波导、耦合器、 卷积器、滤波器、延迟线等） 薄膜晶体管 集成电路基片 热沉或散热片 6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 表611陶瓷薄膜的应用分类（续3） 应用分类 应用示例 薄膜材料示例巴 光波导 光开关 Al2O3、Nb2O5 光调制（调相、调幅、 调能) LiNbO3g、LiTaO3 集成光学薄膜 Pb(Zr,Ti)03、 光偏转 (Pb,La)(Zr,Ti)O3 二次谐波发生 BaTiO3 薄膜激光器 耐腐蚀、耐磨损、耐冲刷、耐 高温氧化 tiN、TaN、ZrN、TiC 防潮防热 taC、SiC、BN、 防护用薄膜 TiCN、金刚石和类金 高强度高硬度 刚石薄膜 装饰性

表6-11 陶瓷薄膜的应用分类(续3) 应用分类 应用示例 薄膜材料示例 集成光学薄膜 光波导 Al2O3、Nb2O5、 LiNbO3、LiTaO3、 Pb(Zr,Ti)O3、 (Pb,La)(Zr,Ti)O3、 BaTiO3 光开关 光调制（调相、调幅、调能） 光偏转 二次谐波发生 薄膜激光器 防护用薄膜 耐腐蚀、耐磨损、耐冲刷、耐 高温氧化 TiN、TaN、ZrN、TiC、 TaC、SiC、BN、 TiCN、金刚石和类金 刚石薄膜 防潮防热 高强度高硬度 装饰性 6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 随着薄膜技术发展及对 材料显微结构特征认识 的深化，将会研究开发 各种新型的功能性器件， 有利于从纳米级尺度上 来研究和设计材料，有 利于精细结构的复合， 有利于充分挖掘材料内 部结构的潜力，便于深 入研究材料显微结构与 能的相互关系

随着薄膜技术发展及对 材料显微结构特征认识 的深化，将会研究开发 各种新型的功能性器件， 有利于从纳米级尺度上 来研究和设计材料，有 利于精细结构的复合， 有利于充分挖掘材料内 部结构的潜力，便于深 入研究材料显微结构与 性能的相互关系。 6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷

6.8功能陶瓷薄膜 第六章功能陶瓷 二陶瓷薄膜的制备工艺 陶瓷薄膜的制备方法一般可分物理方法和化 学方法两大类。 ·物理方法包括：真空蒸发、磁控溅射、离子 束溅射、分子束外延等。 ●化学方法包括：化学气相沉积、溶胶-凝胶法、 液相外延法等

二 陶瓷薄膜的制备工艺 6.8 功能陶瓷薄膜 第六章 功能陶瓷 ⚫ 陶瓷薄膜的制备方法一般可分物理方法和化 学方法两大类。 ⚫ 物理方法包括：真空蒸发、磁控溅射、离子 束溅射、分子束外延等。 ⚫ 化学方法包括：化学气相沉积、溶胶-凝胶法、 液相外延法等