在真空電子器件中主要用作管殼、輸能窗、支撐件、絕緣子、顯示幕等的高電阻率無機固體絕緣材料。真空電子器件對介質材料的一般要求是：真空氣密、低蒸氣壓、低介質損耗、低介電常數、高介電強度、高機械強度、高熱導率、適當的熱膨脹係數、良好的熱穩定性和化學穩定性等。作為器件內部的絕緣支撐件可以不要求氣密性。玻璃、陶瓷和晶體是真空電子器件中用得最多的介質材料。

　　玻璃　按熱膨脹係數可分為下列幾類：：石英玻璃、高矽氧玻璃、鎢組玻璃、鉬組玻璃、鉑組玻璃和鋼組玻璃。焊料玻璃的熱膨脹系數介於被封接的兩種材料之間。按玻璃組成又可分為鈉鈣矽系、鉛矽酸鹽系、硼矽酸鹽系和鋁矽酸鹽系等，但以硼矽酸鹽系為主。石英玻璃有極好的電性能和熱性能，常用於高真空和高熱負荷下工作的真空電子器件。鎢組、鉬組、鉑組和鋼組玻璃都是常用的封接玻璃，它們對高頻電場的介質損耗較小，可與相應的金屬封接成氣密和高強度的真空電子器件用部件。焊料玻璃大致可分為易熔和難熔兩類。由於某些顯像管和光電器件等對封接的特殊需要，一般采用封接溫度在500

以下的易熔焊料玻璃。對於封口要承受較高溫度的其他真空電子器件，則采用封接溫度在 500 以上的難熔焊料玻璃。微晶玻璃是由微晶體和玻璃相組成的特種材料。它具有密度小、軟化溫度高和電性能好等特點，常用作輸能窗和玻璃焊料。低熔點玻璃與雲母粉復合並熱壓成型，可制成電絕緣性能優良的雲母玻璃，也叫雲母陶瓷，特點是可進行機械加工。顯像管玻璃可分黑白和彩色顯像管玻璃。黑白顯像管頸管均采用高鉛 (30％PbO)玻璃，而屏和錐多采用鋇鋰玻璃。由於彩色顯像管工作電壓高（約25千伏）和各部位泄漏X射線的強度不同，因此通常其頸管用高鉛玻璃，錐體用中鉛玻璃，屏采用低鉛或無鉛玻璃。

　　陶瓷　陶瓷在電性能、機械強度、耐高溫和耐輻射等方面均優於玻璃，因而一些要求高和在惡劣環境下使用的真空電子器件往往采用陶瓷－金屬封接結構。真空電子器件用陶瓷主要是矽酸鹽系、氧化物系和氮化物系陶瓷。矽酸鹽系陶瓷主要包含滑石瓷、鎂橄欖石瓷和莫來石瓷等。矽酸鹽瓷的特點是介質損耗小、強度低。鎂橄欖石瓷應用較多，多用作小型器件的結構材料。氧化物瓷主要指以單一氧化物晶相為主，並含有少量玻璃相或其他晶相的陶瓷，以氧化鋁瓷和氧化鈹瓷應用較廣。95％氧化鋁瓷的綜合性能好，因而在真空電子器件中用得最多，可用作微波管的輸能窗、管殼、光電器件的絕緣零件、集成電路的基片等。99％氧化鈹瓷的熱導率接近於鋁而電性能又好，是一種極好的高導熱絕緣材料。常用作行波管螺旋線夾持桿，激光器件管殼和微波大功率管輸能窗。但由於氧化鈹粉有毒性，在生產和使用時應有安全防護措施。氮化物瓷中有實用價值的是氮化硼瓷，其特點是易於加工，介質損耗小，介電常數小。在高於530

時，其熱導率比氧化鈹瓷大，是一種無毒性高導熱絕緣材料，常用作行波管螺旋線夾持桿和降壓收集極絕緣瓷環等。衰減陶瓷用於微波電子管內部，是一種起體積衰減作用的高阻材料，可用於返波管中作終端負載、同軸磁控管中作抑制寄生模式的瓷環、耦合腔行波管中作集中衰減器。最常用的是金屬鎢衰減陶瓷、二氧化鈦衰減陶瓷和碳化矽衰減陶瓷。

　　晶體材料　真空電子器件用晶體材料有雲母、白寶石和金剛石。雲母具有介質損耗小、絕緣電阻高和擊穿電壓高等特點，是用作真空電子器件輸能窗和電極固定零件的優良絕緣材料。白寶石為α-Al2O3單晶，能耐高電壓，耐電子轟擊，次級電子發射系數非常小，是制作大功率輸能窗的良好材料，用提拉法可制成純度高(含Al2O399.99％)、位錯少（位錯密度小於103／厘米2）的桿、管和其他異形制品，可作為行波管螺旋線夾持桿、微波和紅外輸能窗以及高壓鈉燈用的電弧管等。金剛石是自然界中硬度最高、導熱最好和電絕緣性能優良的礦物介質材料。真空電子器件主要采用Ⅱa型金剛石，這是一種含氮量少 (小於0.001％)的金剛石，它的聲子散射小、熱導率高。在真空電子器件中可作支撐塊、散熱器和輸能窗等。天然金剛石體積都很小，加工困難，所以也常采用人造金剛石及其聚晶材料。

　　窗口材料　隨著光電器件的發展，窗口材料日益重要。窗口材料按透光性能可分為透紅外、透可見光和透紫外線等類；按材料性質可分為矽酸鹽玻璃、硫屬化合物玻璃和離子晶體等。矽酸鹽玻璃的透過截止波長較短（3微米以內），硫屬化合物玻璃截止波長較長（14微米以內），而離子晶體截止波長可達50～60微米。光纖面板也是一種重要的窗口材料，能將光線從入射端無失真、低損耗地傳到輸出端，它是由高折射率的玻璃作芯、低折射率的玻璃作塗層和吸收雜散光的黑色玻璃填料所組成。微通道板是在光纖面板基礎上發展起來的第二代光纖面板，由數十萬根空心管子所組成，不僅能傳遞、而且能增強光學信號和圖像。

　　

參考書目

　劉聯寶主編:《電真空器件的釬焊與陶瓷-金屬封接》，國防工業出版社，北京，1978。

　小西良弘、辻俊郎合編，王興斌譯：《電子陶瓷基礎和應用》，機械工業出版社，北京，1983。（小西良弘，辻俊郎:《ェレクトロ》セラミックスの基礎と応用》，オ-ム社，東京，1978。）