引言：电子元件的小型化、高集成度发展，离不开电子陶瓷的支持。氧化铝陶瓷不仅具有陶瓷材料的高强度、耐热、耐热冲击、耐腐蚀等性能，其还具有高绝缘、低介电损耗、电性能稳定等优异的电学性能，且氧化铝原料资源丰富来源广泛，价格适中，制造工艺成熟，因此在多层布线陶瓷基板、电子封装及高密度封装基板中有着极为广泛应用。

氧化铝有许多同质异晶体，其中三种α-AI₂O₃、β-AI₂O₃，γ-AI₂O₃较为常见。以α-AI₂O₃主晶相的陶瓷材料具有很高的机械强度，良好的热导性，耐电强度和绝缘电阻高，介质损耗小，电性能随温度和频率的变化较稳定等优良性能，且制造方便，表面均匀平整，被广泛用作电绝缘材料。常见的氧化铝或相对纯净的氧化铝陶瓷一般为白色，整成黑色意义何在呢？下文我们来简单探索。

日本精密陶瓷展台展品：黑色氧化铝陶瓷及其他

半导体具有五大特性之一，掺杂性，热敏性，光敏性，负电阻率温度特性，整流特性，因此半导体集成电路往往具有明显的光敏性，所以我们需要把好好的白色氧化铝基材给正常黑色氧化铝陶瓷以达到降低光对集成电路造成不利的影响的目的。由于我们的目的是降低它的透光性，因此黑色最适合不过了（类比一下，如果想房间暗无天日，你可以考虑整个黑色窗帘，大部分光都被吸收了就进不来了）。

值得我们注意的是，由于“黑色氧化铝”用于电子技术用途（这里的黑色氧化铝陶瓷有区别于磨料界的黑色氧化铝--Al₂O₃含量为70%～80%，含较多的氧化硅和氧化钛等杂质的黑刚玉），因此整成黑色的氧化铝陶瓷，除了应具有基本的物理机械性能外及化学稳定行为，其电学特性的控制，例如电阻率，介电常数作为电子器件该具备的什么性能也是一定要在考虑范围之内的。

备注：CenterlineTechnologies网页机翻截图，少许中文错乱

在此补充一下上图黑色氧化的特殊应用：适用于气密性强、透光性好、可靠性高的军用集成电路的封装，可以用来做石英晶体振荡器、光学器件等产品的基板及封装外壳。

黑色氧化铝陶瓷的制取方法

目前国内外制备黑色氧化铝一般采用一次合成法与二次合成法，一次合成法是将氧化铝、着色氧化物、助溶剂直接按一定的配比和工艺来制备黑色氧化铝；而二次合成法是先利用一些金属氧化物合成黑色色料，再把黑色色料、助溶剂、氧化铝按一定配比和工艺来制备黑色氧化铝。

一次合成工艺示例：按照一定的配比称取Al₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、MnO₂、滑石，釆用球磨湿磨、过筛、干燥、造粒、压片、烧结、被银。

二次合成工艺示例：按照一定的配比称取Al₂O₃、CoO、NiO、MnO₂，煅烧，合成Fo-Co-Ni-Mn系黑色色料，然后将氧化铝、滑石、黑色色料按照一定的配比混合湿磨、过筛、干燥、造粒、压片、烧结、被银。

黑色氧化铝陶瓷呈色机理

物质呈现出特定的颜色是由于物质对可见光选择性吸收引起的，若物质对可见光范围内所有波长的光全部吸收，则物质呈现黑色。

Al₂O₃陶瓷主要是采用过渡金属氧化物作为其着色剂。过渡金属元素的离子最外层为d轨道，是非球形对称轨道，在晶体场作用下，过渡金属元素离子的d轨道发生能级分裂，形成不同的能级，电子在不同能级的d轨道之间跃迁，跃迁能在1-4eV之间，对应着吸收一定波长的光，波长范围正好落在可见光区，使物质呈色，物质呈现的颜色为其所吸收的光波的补色。调整AI₂O₃陶瓷配方中着色氧化物的比例，在一定条件下制得的陶瓷样品，能吸收极大比例的可见光从而呈现黑色。

氧化物离子的呈色不仅与它本身的价态有关，还与它所处的配位环境有关。着色氧化物在黑色氧化铝陶瓷中可能以三种方式存在：一是固溶于α- Al₂O₃的晶格中。二是溶解于晶界玻璃相中。三是各种着色氧化物相互作用形成尖晶石相。其中尖晶石粉体具有结构稳定性高，化学稳定性好的特点，着色氧化物离子存在于尖晶石结构中时，其价态和配位环境最稳定，呈色的稳定性也最好。

粉体圈 作者：小白