陶瓷材料学：先进陶瓷材料-功能陶瓷.ppt

2.1电功能陶瓷2.1.5热敏陶瓷2）陶瓷热敏电阻材料②负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)一般陶瓷材料都有负的电阻温度系数，但温度系数的绝对值小，稳定性差，不能应用于高温和低温场合。NTC热敏电阻材料是用特定组分合成，其电阻率随温度升高按指数关系减小的一类材料，分低温型、中温型和高温型三大类。先进陶瓷材料二.功能陶瓷功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶瓷(现代陶瓷)。二功能陶瓷电功能陶瓷1磁功能陶瓷2光功能陶瓷3生物与化学功能陶瓷4二功能陶瓷功能陶瓷电功能陶瓷绝缘陶瓷,介电陶瓷,铁电陶瓷,压电陶瓷,半导体陶瓷磁功能陶瓷铁氧体光功能陶瓷透明陶瓷、透明铁电陶瓷生物与化学功能陶瓷湿敏陶瓷,气敏陶瓷,载体用陶瓷,生物陶瓷2.1电功能陶瓷2.1.1导电陶瓷一般氧化物陶瓷是不导电的，但如果把某些氧化物加热，或者用其它的方法激发，使外层电子获得足够的能量，足以克服原子核对它的吸引力而成为自由电子，这种氧化物陶瓷就成为电子导体或半导体。导电陶瓷陶瓷加热器2.1电功能陶瓷2.1.1导电陶瓷氧化锆陶瓷、氧化钍陶瓷及由复合氧化物组成的铬酸镧陶瓷都是新型电子导电材料，可作为高温设备电热材料。其最大的优点是更耐高温和良好的抗氧化能力.稳定氧化锆陶瓷的最高使用温度2000℃，氧化钍陶瓷可达2500℃，但它们低温时的导电性能需进一步改进.铬酸镧导电陶瓷是新型电热材料，其使用温度可达1800℃，空气中的使用寿命在1700小时以上，用于1500~1800℃的高温电炉，是最好的电热材料。导电陶瓷2.1电功能陶瓷2.1.2介电陶瓷介电陶瓷主要用于制造电容器，要求具有电阻率高、介电常数大、介质损耗小等特点。金红石(TiO2)、钛酸钙瓷(CaTiO3)、钛酸镁瓷(2MgO-TiO2)、钛锶铋瓷(Bi2O3?nTiO2溶于SrTiO3的固溶体)用于高频电容器。钛酸钡(BaTiO3)用于铁电电容器、半导体电容器等。BaTiO3结构多层BaTiO3陶瓷电容器2.1电功能陶瓷2.1.2介电陶瓷晶体中具有相同自发极化方向的小区称为电畴，BaTiO3是具有电畴结构的铁电晶体，通过加入物可使其居里温度(使电畴结构消失的温度，BaTiO3的居里温度为120℃)调整至室温附近，介电常数可由单成分的1700提高到30000以上。由以上材料制成的电容器已广泛用于收音机、电视机、无线电收发报机等方面。2.1电功能陶瓷2.1.2介电陶瓷未加电场电场E方向电场E方向电畴2.1电功能陶瓷2.1.3压电陶瓷当晶体受到外力作用产生变形时，其两端面出现正负电荷，显示极化现象，反之，在晶体上施加电场引起极化时，晶体产生变形，这种现象称作压电效应。具有压电效应的陶瓷即压电陶瓷。利用压电效应可把机械能转变为电能，或把电能转变为机械能。压电效应2.1电功能陶瓷2.1.3压电陶瓷压电效应压电式传感器大多是利用正压电效应制成的。电致伸缩2.1电功能陶瓷2.1.3压电陶瓷压电陶瓷种类很多，且多为ABO3型化合物或多种ABO3型化合物的固溶体，应用最广的有钛酸钡系、钛酸铅系和锆钛酸铅系。目前压电陶瓷已成为压电材料中产量最大和用途最广的一种。锆钛酸铅压电陶瓷压电变压器压电马达高温压电陶瓷压电马达芯片2.1电功能陶瓷2.1.3压电陶瓷压电陶瓷主要用于动力装置和信息处理器件。例如，利用压电效应产生的高电压可以爆发火花，制成各种点火栓。利用压电体在交流电压作用下伸缩的原理，可制成压电振子，用于超声和水声换能器。利用压电陶瓷的谐振特性还可制作滤波器和电声器件等。压力转换器超声探头压力传感器2.1电功能陶瓷2.1.4气敏陶瓷和湿敏陶瓷1)气敏陶瓷在现代社会，人们在生活和工作中使用和接触的气体越来越多，其中某些易燃、易爆、有毒气体及其混合物一旦泄露到大气中，会造成大气污染，甚至引起爆炸和火灾。气敏陶瓷是一种对气体敏感的陶瓷材料，陶瓷气敏元件(或称陶瓷气敏传感器)由于其具有灵敏度高、性能稳定、结构简单、体积小、价格低廉、使用方便等优点，得到迅速发展。2.1电功能陶瓷2.1.4气敏陶瓷和湿敏陶瓷1)气敏陶瓷①气敏陶瓷的定义：吸收某种气体后电阻率发生变化的一种功能陶瓷。②气敏陶瓷的分类：气敏陶瓷大致可分为半导体式、固体电解质式及接触燃烧式三种。2.1电功能陶瓷2.1.4气敏陶瓷和湿敏陶瓷1)气敏陶瓷半导体式气敏陶瓷：按照主要原料成分来分类，如Sn