Keramični dielektriki predstavljajo vitalno vejo elektronske keramike, ki se uporablja predvsem pri izdelavi dielektričnih materialov za različne vrste kondenzatorjev. Njihove glavne značilnosti vključujejo visoko dielektrično konstanto, nizko dielektrično izgubo in stabilne temperaturne značilnosti.
Tip z visoko dielektrično konstanto (razred I)
Z uporabo barijevega titanata (BaTiO₃) kot materiala jedra nastanejo trdne raztopine z dopiranjem elementov, kot sta stroncij (Sr) in kalcij (Ca), kar omogoča nenadno spremembo dielektrične konstante blizu Curiejeve temperature. Tipični materiali, kot je sistem BaTiO₃-SrTiO₃, lahko dosežejo dielektrične konstante v razponu od 1000 do 3000; vendar je njihova temperaturna stabilnost razmeroma slaba.
Ti materiali se široko uporabljajo v večplastnih keramičnih kondenzatorjih (MLCC) in so še posebej-primerni za aplikacije potrošniške elektronike, ki zahtevajo visoko gostoto kapacitivnosti-, kot so vezja za filtriranje moči v pametnih telefonih in tabličnih računalnikih.
Tip temperaturne kompenzacije (razred II)
Ti materiali, ki temeljijo na magnezijevem titanatu (MgTiO₃) ali stroncijevem titanatu (SrTiO₃), dosegajo linearno spremembo dielektrične konstante s temperaturo z nadzorovanjem velikosti zrn in dopirnih razmerij. Tipični materiali, kot je sistem MgTiO₃-CaTiO₃, imajo območje dielektrične konstante od 15 do 200 in temperaturni koeficient do ±220 ppm/stopino.
V primerjavi s tipom z visoko dielektrično konstanto imajo ti materiali nižjo dielektrično izgubo (manj kot ali enako 0,001), zaradi česar so primerni za visoko{1}}aplikacije obdelave signalov.
Vrsta polprevodnika (razred III)
Z vnosom akceptorskih nečistoč (kot sta Mn ali Nb) v matriko barijevega titanata se oblikuje polprevodna zrnata mejna plast; to izkorišča učinek bariere zrnate meje za doseganje nelinearnih tokovnih-napetostnih karakteristik. Tipični materiali, kot je sistem BaTiO₃-MnO₂, lahko dosežejo koeficient nelinearnosti v razponu od 1000 do 5000.
Vrsta mikrovalovnega dielektrika
Na osnovi cirkonatov (npr. ZrTiO₄) ali stanatov (npr. SnTiO₄) ti materiali dosegajo nizko dielektrično izgubo (manj kot ali enako 0,0001) in visok faktor kakovosti (vrednost Q×f > 10.000) z optimizacijo njihove strukture kristalne faze.
Vrsta nanokompozita
Z uporabo metod, kot je obdelava s sol-gelom ali hidrotermalna sinteza, se keramični delci v nanometrskem merilu (npr. nanoprah BaTiO₃) sestavijo s polimerno matriko, da ustvarijo prožne materiale z nastavljivo dielektrično konstanto (v razponu od 10 do 1000). Zaradi vse večjega povpraševanja po miniaturizaciji in integraciji v naprave 5G in IoT se bo tržni delež nanokompozitne keramike predvidoma povečal z 12 % leta 2023 na 25 % leta 2028.
