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180西部探矿工程2007年第12期

新型功能陶瓷材料研究及发展

徐梅花
(镇江新区建设局,江苏镇江212013)

摘要:功能材料是一门研究无机功能材料的合成与制备、组成与结构、性能与使用效能之间的关系
和规律的学科,是具有电、磁、光、声、热等不同性能及通过相互耦合产生各种作用特性的一大类材料。
主要介绍了新型功能陶瓷材料的最新研究动态及发展趋势,对新型功能陶瓷材料的优点进行了具体
的分析,为新型功能陶瓷材料的推广应用具有一定的指导意义。
关键词:功能陶瓷;新型材料;材料研究
中图分类号:TU5文献标识码:B文章编号:10045716(2007)12018004

新型功能陶瓷材料是以电、磁、光、声、热、力学、化具有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件,特别适
学和生物等信息的检测、转换、耦合、传输、处理和存储用于作为敏感材料。除半导体晶界层陶瓷电容器外,目
等功能为其特征的新型材料,已成为微电子技术、激光前已使用的敏感材料,主要有热敏材料、电压敏材料、光
技术、光纤技术、传感技术以及空间技术等现代高级技敏材料、气敏材料、湿敏材料等。尤其是近10年来,如
术发展不可替代的重要支撑性材料,在通信电子、自动PTC(positivetemperaturecoefficient的缩写)材料在
控制、集成电路、计算机、信息处理等方面的应用日益普国内无论是基础理论研究还是工业生产规模都得到长
及。功能陶瓷材料是电子材料中最重要的一个分支,其足进步,其应用范围,已渗透到航天、航空、航海、无线通
产值约占整个新型陶瓷产业产值的70%。随着现代新讯、有线通讯、电子工业和民用电器等各个领域。有一
技术的发展,功能陶瓷及其应用正向着高可靠、微型化、种高性能PTC材料,采用了一种施主为液相、另一种施
薄膜化、精细化、多功能、智能化、集成化、高性能、高功主为固相的双施主掺杂方法,利用国产原料并同时考虑
能和复合结构方向发展。到成型压力和烧成制度等因素的影响,制备出了性能较
功能陶瓷与传统的陶瓷相比在原料及工艺等方面优的PTC材料,这对于促进生产高性能PTC材料和原
有很大的区别,是知识和技术密集型产品。功能材料之料的国产化,有一定的理论和实际意义。而铬酸镧(La
所以具有卓越的功能及特性,不仅与材料的化学组成有CrO3)是一种钙钛矿型(ABO3)复合氧化物,具有很高
关,而且很大程度上决定于其微观结构。功能材料的开的熔点(2490),它在掺杂Ca、Sr和Mg等二价碱土金
发首先依赖于新材料的发现和人工合成。在功能陶瓷属后具有很多特殊的性质。在高温发热材料、固体氧化
材料重大发现中,人们先后发现了氧化物导体、固体电物燃料电池连接材料、催化剂、NTC热敏电阻等方面都
解质、压电、非线性光学材料、铁氧体、记忆材料、太阳能得到广泛的应用,是一种很有前途的功能陶瓷材料。在
电池、高温氧化物超导体等。随着电子产品向轻薄短NTC热敏电阻方面应用NiMn2O4与LaCrO3以适当
小、多功能、高可靠性和高密度表面、高集成化的发展,的比例进行复合,利用不同特性材料间的复合效应制备
功能材料也有着不断的发展。功能陶瓷的品种繁多,这低B高阻热敏材料,该复合材料对化学成分偏离不敏
类材料具有微波介电性能、气敏性能、超导性能、电阻梯感,电阻易于调整和控制,并具有良好的耐高温性,是很
度性能、铁电性能及其相变行为、多层驱动性、弛豫性能有展前途的一类新型热敏材料。
等多种优良的功能,应用十分广泛。高温超导陶瓷指相对金属而言具有较高超导温度
1功能陶瓷材料分类的功能陶瓷材料。从20世纪80年代对超导陶瓷的研
导电陶瓷具有良好的导电性能,而且能耐高温,是究有重大突破以来,对高温超导陶瓷材料的研究及应用
磁流体发电装置中集电极的关键材料。就倍受关注。近十几年以来,我国在这方面的研究一直
半导体陶瓷:指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材处于世界先进水平。目前高温超导材料的应用正朝着
料。与单晶半导体不同的是,半导体陶瓷存在大量晶大电流应用、电子学应用、抗磁性等方面发展。
界,晶粒的半导体化是在烧结工艺过程中完成的,因此介电陶瓷:具有绝缘电阻高、耐压高、介电常数小、
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介电损耗低、机械强度高以及化学稳定性好的特点,被加以消除。(3)光催化抗菌功能:在波长小于400nm的
广泛用做集成电路的绝缘基板。介电陶瓷包括氧化铝、光照射下,价带电子被激发到导带,形成了电子和空穴,

氧化铍、碳化硅、氮化铝等,以氧化铝的应用最为普遍。与吸附于其表面的O2和H2O作用,生成超氧化物阴

目前国内外常用的电子