1 黑色氧化鋁陶瓷在電子領(lǐng)域應(yīng)用的必要性
選擇黑色氧化鋁陶瓷作為研究對(duì)象具有一定的必然性和可行性。由于半導(dǎo)體集成電路常具有明顯的光敏性，用于數(shù)碼管襯板的氧化鋁也要求呈黑色，以保證數(shù)碼顯示清晰，并且作封裝管殼的特種陶瓷材料應(yīng)需具有遮光性。
塑料封裝材料也可以被加工成黑色，但是黑色塑料封料在耐濕性、氣密性、化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱沖擊性能等方面較黑色氧化鋁陶瓷封裝材料差，難以滿足某些特種封裝的要求。
在陶瓷封裝材料中，AlN陶瓷燒成溫度太高且不易通過(guò)配方和工藝的調(diào)整使之降低，故難以制得黑色氮化鋁陶瓷。
BeO陶瓷燒成溫度高且有毒，限制了它的使用。
純的氧化鋁陶瓷本身的燒成溫度也是很高的，在助溶劑摻雜及特殊工藝條件下，氧化鋁陶瓷的燒成溫度大大降低，因而氧化鋁為主要原料可以得到黑色氧化鋁陶瓷。
黑色氧化鋁陶瓷作為特種陶瓷封裝材料，其密度較一般的金屬封裝材料小而氣密性較塑料封裝材料好，在要求電子封裝具有高可靠性、氣密性及耐熱沖擊性能的場(chǎng)合，黑色氧化鋁陶瓷具有其他種類封裝材料不可替代的優(yōu)點(diǎn)。瓷體呈黑色滿足了某些電子產(chǎn)品避光性的要求。和其他陶瓷材料相比，黑色氧化鋁陶瓷加工技術(shù)成熟，制作成本低，具有很大的實(shí)用價(jià)值。
2 黑色氧化鋁陶瓷的呈色機(jī)理
通常著色陶瓷的顏色與著色陶瓷的特征吸收頻段相應(yīng)顏色的補(bǔ)色（即反射頻譜所顯示的顏色）相當(dāng)。如果陶瓷的反射頻譜的反射強(qiáng)度或反射率很低，說(shuō)明陶瓷材料對(duì)可見(jiàn)光各頻段的電磁波有非常強(qiáng)烈的吸收，陶瓷就會(huì)呈現(xiàn)深色或黑色。因此黑色氧化鋁陶瓷是含有可見(jiàn)光范圍內(nèi)對(duì)各色光波均勻地、大幅度的吸收各種著色離子的氧化鋁陶瓷。
調(diào)整氧化鋁陶瓷配方中著色氧化物的比例，在一定條件下制得陶瓷樣品，能吸收全部可見(jiàn)光而呈現(xiàn)黑色。
著色氧化物離子的呈色不僅與它本身的價(jià)態(tài)有關(guān)，還與它所處的配位環(huán)境有關(guān)。著色氧化物在黑色氧化鋁陶瓷中可能以三種方式存在：
一是固溶于α-Al2O3的晶格中。
二是溶解于晶界玻璃相中。
三是各種著色氧化物相互作用形成尖晶石相。其中尖晶石結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，著色氧化物離子存在于尖晶石結(jié)構(gòu)中時(shí)，其價(jià)態(tài)和配位環(huán)境最穩(wěn)定，呈現(xiàn)的穩(wěn)定性也最好。在氧化鋁陶瓷的燒成過(guò)程中，晶界游離的著色氧化物很容易相互作用形成尖晶石結(jié)構(gòu)。
氧化鋁陶瓷的主要組成Al2O3是一種高溫下?lián)]發(fā)較弱的氧化物，而常用的著色氧化物在高溫下的揮發(fā)性都較強(qiáng)。著色氧化物形成尖晶石后，其高溫?fù)]發(fā)性一般會(huì)降低。因此，工藝條件能夠保證在較低的溫度（色素氧化物的揮發(fā)還不明顯的溫度）下，使色素氧化物結(jié)合成尖晶石，成為抑制色素?fù)]發(fā)的應(yīng)予重視的措施。
作為電子技術(shù)應(yīng)用的氧化鋁陶瓷，黑色著色劑或色料的選擇必須考慮陶瓷材料的其他性能。例如必須考慮到陶瓷材料具有較高的電阻率等。也就是說(shuō)氧化鋁黑瓷瓷料的選擇，從色料的選擇開始就要考慮到使用上的要求；不僅要保證瓷料顏色的黑度，質(zhì)地的致密，也必須保證瓷體的絕緣特性以及用作電子器件時(shí)所應(yīng)具備的其他性能。
3 黑色氧化鋁陶瓷的制備
目前國(guó)內(nèi)外制備黑色氧化鋁陶瓷一般采用一次合成法與二次合成法。
一次合成法是將氧化鋁、著色氧化物、助溶劑直接按一定的配比和工藝來(lái)制備黑色氧化鋁；而二次合成法是先利用一些金屬氧化物合成黑色色料，再將黑色色料、助溶劑、氧化鋁按一定的配比和工藝來(lái)制備黑色氧化鋁，此法工藝步驟相對(duì)復(fù)雜，能耗較高。到目前為止國(guó)內(nèi)學(xué)者在黑色色料的研制和應(yīng)用上做了大量的研究工作，發(fā)現(xiàn)了Fe-Cr-Co系和Fe-Cr-Co-Mn系，這些系統(tǒng)的色料通常以尖晶石（Me2+O·Me3+O3）的形態(tài)存在。
4 總結(jié)
目前，由于涉及到材料配方和生產(chǎn)工藝，國(guó)內(nèi)對(duì)黑色氧化鋁陶瓷的整體研究水平與國(guó)外相比還存在一定距離，針對(duì)電子領(lǐng)域應(yīng)用黑色氧化鋁陶瓷的專門研究報(bào)道較少。雖然國(guó)內(nèi)也有進(jìn)行黑色氧化鋁陶瓷的研究，但是燒結(jié)溫度高，無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，許多氧化鋁陶瓷封裝的電子產(chǎn)品還依賴進(jìn)口，在黑色氧化鋁陶瓷研究的專業(yè)化和實(shí)用化方面還有待加強(qiáng)。因此，研究低溫?zé)Y(jié)黑色氧化鋁陶瓷，打破國(guó)外在黑色氧化鋁陶瓷封裝電子產(chǎn)品上的壟斷，具有很大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。