新型功能陶瓷材料研究进展-张秀娟

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1、佳木斯大学研究生课程报告陶瓷材料学报告题目新型功能陶瓷材料的研究进展学院材料科学与工程年级2009级专业材料加工工程研究方向生物医学材料学生姓名张秀娟学号09812012佳木斯大学1　功能陶瓷材料分类导电陶瓷具有良好的导电性能，而且能耐高温，是磁流体发电装置中集电极的关键材料。半导体陶瓷：指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料。与单晶半导体不同的是，半导体陶瓷存在大量晶界，晶粒的半导体化是在烧结工艺过程中完成的，因此具有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件，特别适用于作为敏感材料。除半导体晶界层陶瓷电容器外，目前已使用的敏感材料，主要有热敏材料、电压敏材料、光

2、敏材料、气敏材料、湿敏材料等。尤其是近10年来，如PTC(positivetemperaturecoefficient的缩写)材料在国内无论是基础理论研究还是工业生产规模都得到长足进步，其应用范围，已渗透到航天、航空、航海、无线通讯、有线通讯、电子工业和民用电器等各个领域。有一种高性能PTC材料，采用了一种施主为液相、另一种施主为固相的双施主掺杂方法，利用国产原料并同时考虑到成型压力和烧成制度等因素的影响，制备出了性能较优的PTC材料，这对于促进生产高性能PTC材料和原料的国产化，有一定的理论和实际意义。而铬酸镧(La-CrO3)是一种钙钛矿型(ABO3

3、)复合氧化物，具有很高的熔点(2490℃)，它在掺杂Ca、Sr和Mg等二价碱土金属后具有很多特殊的性质。在高温发热材料、固体氧化物燃料电池连接材料、催化剂、NTC热敏电阻等方面都得到广泛的应用，是一种很有前途的功能陶瓷材料。在NTC热敏电阻方面应用NiMn2O4与LaCrO3以适当的比例进行复合，利用不同特性材料间的复合效应制备低B高阻热敏材料，该复合材料对化学成分偏离不敏感，电阻易于调整和控制，并具有良好的耐高温性，是很有发展前途的一类新型热敏材料。高温超导陶瓷指相对金属而言具有较高超导温度的功能陶瓷材料。从20世纪80年代对超导陶瓷的研究有重大突破以

4、来，对高温超导陶瓷材料的研究及应用就倍受关注。近十几年以来，我国在这方面的研究一直处于世界先进水平。目前高温超导材料的应用正朝着大电流应用、电子学应用、抗磁性等方面发展。介电陶瓷：具有绝缘电阻高、耐压高、介电常数小、介电损耗低、机械强度高以及化学稳定性好的特点，被广泛用做集成电路的绝缘基板。介电陶瓷包括氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化铝等，以氧化铝的应用最为普遍。目前国内外常用的电子绝缘材料是Al2O3。近年来随着科技不断发展，又出现了新型的电子绝缘材料，如陶瓷，具有高强度、高绝缘性、低介电常数、高的热导率等优良的性能，且其热膨胀系数能够与单晶硅相匹配，主要

5、应用是作为大规模集成电路和电力模块电路的散热基板。压电陶瓷：压电陶瓷的晶体结构上没有对称中心，因而具有压电效应，即具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。压电陶瓷材料具有成本低、换能效率高、加工成型方便等优点，常用于制作压电器材、滤波器、谐振器和变压器等。常用的压电元件：传感器、气体点火器、报警器、音响设备、医疗诊断设备及通讯等。通常的压电材料是PZT，新型的压电陶瓷材料主要有：高灵敏、高稳定压电陶瓷材料，电致伸缩陶瓷材料，热释电陶瓷材料等。压电陶瓷作为电、力、热、光敏感材料，在超声换能、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用。近年来，虽然

6、我们在陶瓷驱动器的应用和开发方面给予了重视，参加研究的单位越来越多，并且取得了一定的成绩，有些产品的性能指标与国外产品已经很接近，但总的来说，与发达国家的差距仍然是很大的，尤其是在技术的实用化和产业化方面。磁性陶瓷材料：分为硬磁性和软磁性材料两类，前者易磁化，也不易失去磁性。代表性硬磁材料为铁氧体磁和稀土磁体，主要用于磁铁和磁存贮元件。磁性材料可磁化及去磁，磁场方向可以改变，主要用于交变磁场响的电子部件。纳米功能陶瓷：纳米功能陶瓷是应用于空气净化及水处理等具有抗菌、活化、吸附、过滤等功能的新型高科技陶瓷，具有以下功能：(1)远红外释放功能：普通水的pH值

7、为7，经过远红外作用后其pH变为呈弱碱性，弱碱性离子水有益健康；并能加速水分子运动，从而使水的渗透力、扩散力、溶解力、代谢力增强，并产生水保护膜，使普通水变成活性水。(2)负离子释放功能：负氧离子具有较高的活性，有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的。负离子在空气中移动是呈现“Z”字形的，而且输送负电荷给细菌、灰尘、烟雾微粒以及水滴等，电荷与这些微粒相结合聚成球而下沉，从而达到净化空气目的。在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及常生活中剩菜剩饭酸臭味，香烟等对人本有害的异

8、味，负离子都能有效地加以消除。(3)光催化抗菌功能：在波长小于400nm的光照射