功能陶瓷2.ppt

THE END! Thank you! 目录 01 02 03 简介 几类功能陶瓷材料及其研究进展 功能陶瓷发展的应用前景及趋势 近几十年来,随着宇航、原子能和电子工业的迅速发展，对陶瓷材料无论从性能、质量、品种等方面，均提出了越来越高的要求： 陶瓷材料的研究和发展已从传统陶瓷阶段跃入到先进陶瓷阶段 先进陶瓷是以化学方法制备的高纯度或纯度可控制的材料做原料，通过调整材料的成分和结构获得传统陶瓷无法比拟的卓越性能。先进陶瓷从性能上可分为结构陶瓷(Structural Ceramics)和功能陶瓷(Functional Ceramics)。 到20世纪90年代，陶瓷材料的研究又进入了第3阶段——纳米陶瓷阶段，它将促使陶瓷材科研究从工艺到理论，从性能到应用都提高到一个崭新的阶段。 结构陶瓷是指具有特殊力学或机械性能，以及部分热学或化学性能的先进陶瓷，特别适于高温下应用的则称为高温结构陶瓷; 功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、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。 功能陶瓷材料是指对电、磁、光、热、化学、生物等现象或物理量有很强反应，或能使上述某些现象或量值发生相互转化的陶瓷材料。功能陶瓷是一类颇具灵性的材料，它们或能感知光线，或能区分气味，或能储存信息,因此，说它们多才多能一点都不过分．它们在电、磁、声、光、热等方面具备的许多优异性能令其他材料难以企及，有的功能陶瓷材料还是一材多能呢！而这些性质的实现往往取决于其内部的电子状态或原子核结构，又称电子陶瓷。已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用。 新型陶瓷与传统陶瓷 1. 在原料上，传统陶瓷以粘土为主要原料，新型陶瓷一般以人工合成的氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物为原料； 2. 在制备工艺上，传统陶瓷以炉窑为主要生产手段，新型陶瓷广泛采用真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等手段； 3. 在性能上，特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有的特殊功能，从而使其在高温、机械、电子、宇航、医学工程各方面得到广泛的应用。 4. 在应用上，传统陶瓷主要应用于制造日用器皿、卫生洁具等生活用品，而新型陶瓷则主要用于工业技术，特别是高新技术方面。 几种常见功能陶瓷 半导体陶瓷 瓷绝缘陶瓷 介电陶瓷 发光陶瓷 感光陶瓷 吸波陶瓷 激光用陶瓷 核燃料陶瓷 推进剂陶瓷 太阳能光转换陶瓷 贮能陶瓷 陶瓷固体电池 阻尼陶瓷 生物技术陶瓷 催化陶瓷 特种功能薄膜 电子绝缘陶瓷 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ALN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，主要应用是作为大规模集成电路和电力模块电路的散热基板。 照明绝缘陶瓷套管 绝缘装置陶瓷 电介质陶瓷 用于调谐电路、保护逻辑及记忆单元的陶瓷电容器介质材料多数为BaTiO3基材料，此外还有高介的复合钙钛矿材料，以研制出频率为105Hz时，介电常数高达105的高介材料。目前晶界层电容器的出现，使常规瓷介电容器的介电常数提高数倍甚至数十倍。 电介质陶瓷 陶瓷贴片电容器 磁性陶瓷材料 磁性陶瓷材料可分为硬磁性和软磁性材料两类，前者不易失去磁性。代表性硬磁性材料为铁氧体磁铁和稀土磁铁，主要用于磁铁和磁存储元件。软磁性材料易磁化及去磁，磁场方向可以改变，主要用于交变磁场响应的电子部件。 超导陶瓷材料 20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧－钡－铜－氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年，中国、美国、日本等国科学家在钡－钇－铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。 01 ? 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、光敏材料、气敏材料、湿敏?材料等。如PTC(positive?temperatur