一、稀(xī)土與功(gōng)能陶瓷(ci)
稀土,是(shì)包括15個(gè)镧系元(yuan)素和钪(kàng)、钇共17個(gè)金屬元(yuan)素的總(zǒng)稱。稀👌土(tu)元素自(zì)18世紀末(mo)相繼被(bei)人們發(fā)現以來(lai),已在冶(yě)金、陶🈲瓷(ci)、玻璃、石(shí)化、印染(ran)、農林等(děng)行業得(dé)到廣泛(fàn)應用。随(suí)着科學(xue)☁️技術的(de)🏃🏻進步,稀(xī)土的應(yīng)🈲用範圍(wéi)不斷🈲擴(kuò)大。特别(bié)⁉️是近20餘(yu)年來,稀(xi)土在高(gāo)新技術(shu)領域的(de)應♋用得(de)到了迅(xun)💋猛發展(zhan)。稀土在(zài)功能陶(tao)瓷中的(de)應用,就(jiu)是其中(zhōng)的一個(gè)重要方(fang)面。
功能(neng)陶瓷,是(shi)20世紀特(tè)别是第(di)二次世(shì)界大戰(zhàn)以後随(suí)着電子(zi)信息♊、自(zì)動控制(zhi)、傳感技(jì)術、生物(wu)工程、環(huán)境科🚩學(xue)等領域(yù)的發展(zhǎn)而開發(fā)形成的(de)新型陶(tao)瓷材料(liao),它可利(li)用電、磁(ci)、聲、光、熱(rè)、力等直(zhí)接效應(yīng)及耦合(he)效應所(suǒ)提供的(de)一種或(huò)多種性(xìng)質來實(shi)現某種(zhong)使用功(gōng)能。因功(gōng)能陶瓷(cí)的品種(zhǒng)類型繁(fan)多,性能(néng)特點豐(feng)富且适(shi)用面廣(guǎng),現已在(zài)電器裝(zhuāng)置、信号(hào)處理、傳(chuán)感計測(ce)、半導體(ti)元件、超(chao)導材料(liào)等方面(miàn)得🔞到廣(guang)泛應用(yòng),倍受相(xiàng)關材料(liào)⭕研究人(ren)員和生(shēng)産者們(men)的普遍(biàn)關注。
稀(xi)土與功(gong)能陶瓷(ci)有着密(mi)切的關(guān)系。衆所(suo)周知的(de)超導陶(táo)瓷中大(dà)部分都(dōu)含有稀(xi)土,如钇(yǐ)鋇銅氧(yǎng)(YBCO)就是一(yī)種具有(yǒu)優良高(gao)溫超導(dǎo)性的氧(yang)化物陶(táo)瓷,它可(kě)将所❗需(xu)的環境(jìng)工作溫(wēn)度由🏒低(di)溫超😄導(dǎo)材料的(de)液氦區(qu)(Tc=4.2K)提高到(dào)液氮區(qu)(Tc=77K)以上,極(jí)🌈大地提(tí)升了超(chao)導材🈲料(liao)的實用(yong)💜價值。同(tong)時,在許(xu)多功能(neng)陶瓷的(de)原料中(zhong)摻加一(yī)定的稀(xi)土元素(sù),不但可(ke)改善陶(táo)瓷的燒(shāo)結性、緻(zhì)密度、強(qiáng)度等,更(geng)重要☀️的(de)是可使(shi)其特⛹🏻♀️有(yǒu)的功能(néng)效應得(dé)到顯著(zhe)❓提高。
二(èr)、稀土在(zai)功能陶(táo)瓷中的(de)應用
1.在(zài)超導陶(tao)瓷中的(de)應用
自(zi)1987年中、日(rì)、美等國(guó)材料科(ke)學家發(fa)現氧化(huà)物陶瓷(ci)钇鋇銅(tong)氧(YBCO)具有(yǒu)優良的(de)高溫超(chao)導性(Tc高(gāo)達92K)以來(lái),人們在(zai)稀土🚶♀️高(gāo)溫超導(dǎo)陶瓷的(de)性能研(yan)究及應(yīng)用開發(fa)方面做(zuo)了大量(liàng)工作,并(bìng)取得了(le)許多重(zhong)大進展(zhan),日本已(yi)有⛱️研究(jiu)表明,用(yòng)Nd、Sm、Eu、Gd等輕稀(xi)土(Ln)取代(dai)YBCO中的Y後(hou),所得🐪超(chāo)導陶瓷(ci)材料LnBCO的(de)臨界磁(cí)場強度(dù)顯♊著提(tí)高,磁通(tōng)釘紮力(lì)也大爲(wei)增強,在(zai)電力、儲(chǔ)能和運(yùn)輸等方(fang)面極具(ju)實用價(jià)值。如經(jing)一定生(sheng)産工藝(yi)所制得(de)的LnBCO塊材(cai),能在77K捕(bǔ)集大于(yú)10T的磁場(chang),可代替(ti)Nd-Ti用作磁(cí)懸浮列(liè)車的磁(ci)體♉。
北京(jīng)大學以(yi)ZrO2爲襯底(dǐ)并加熱(re)至約200℃,分(fèn)别将Y(或(huò)其它稀(xī)土)、Ba的氧(yang)✏️化物和(he)Cu分層蒸(zheng)發在襯(chen)底上進(jìn)行擴散(sàn)處理,并(bing)于800~900℃溫度(dù)區間熱(re)處理,所(suo)制得的(de)超導陶(tao)瓷在100K以(yǐ)上表現(xian)出具有(yǒu)良好的(de)金屬性(xing)電阻溫(wēn)度🍓系數(shù)。日本鹿(lù)兒島大(da)學将稀(xi)土La摻加(jia)到Sr、Nb氧化(hua)📧物中所(suo)制🛀🏻成的(de)陶瓷薄(bao)膜,在255K即(jí)發🔆生超(chao)導現象(xiang)。
2. 在壓電(diàn)陶瓷中(zhōng)的應用(yong)
钛酸鉛(qian)(PbTiO3)是一種(zhong)典型的(de)具備機(ji)械能-電(dian)能耦合(hé)效應的(de)壓💋電🏃♂️陶(tao)瓷,其居(ju)裏溫度(du)高(490℃)、介電(diàn)常數低(di),适于高(gāo)溫👌和高(gāo)頻條件(jian)下👈應用(yong)⚽。但在其(qi)制備冷(lěng)卻過程(chéng)中,因産(chǎn)生立方(fang)-四方相(xiàng)變而易(yì)出現顯(xiǎn)微裂紋(wén)。爲了解(jiě)決這一(yī)問題,采(cai)用稀土(tu)對其進(jin)行改性(xìng),經1150℃溫度(dù)燒結後(hou)可獲得(dé)相對密(mì)度爲99%的(de)RE-PbTiO3陶瓷,顯(xian)微組織(zhi)得到明(míng)顯改善(shan),可用于(yu)制造在(zai)75MHZ的高頻(pín)條件下(xià)工作的(de)換能器(qì)陣列👈。分(fèn)析認爲(wèi),由于稀(xī)土離子(zi)RE3+的置換(huàn)作用,使(shi)PbTiO3陶瓷介(jiè)電常數(shu)減小及(jí)壓電各(ge)向異性(xìng)(kt/kp)增強,特(tè)别适用(yòng)于電子(zi)掃描醫(yi)用超聲(sheng)系統中(zhōng)的換能(neng)器。并且(qiě)因陶瓷(ci)的介電(diàn)常數和(he)徑向機(ji)電耦合(hé)系數減(jian)小,其高(gāo)頻諧振(zhèn)峰🐅變得(dé)單純,利(li)于制造(zào)高靈敏(mǐn)度、高分(fèn)辨率的(de)超聲換(huàn)能器。
在(zai)具有高(gāo)壓電系(xì)數的锆(gào)钛酸鉛(qian)(PZT)壓電陶(tao)瓷中,通(tong)過添加(jiā)La2O3、Sm2O3、Nd2O3等稀土(tu)❗氧化物(wu),可明顯(xiǎn)改善PZT陶(tao)瓷的燒(shao)結性能(neng)并利于(yu)獲得穩(wěn)定的電(diàn)學性能(néng)和壓電(dian)性能,這(zhe)是因爲(wei)用三價(jià)的La3+、Sm3+、Nd3+等稀(xī)土離子(zǐ)取代👅了(le)PZT中A位的(de)Pb2+後,使PZT陶(tao)瓷的電(dian)物理特(tè)性發生(shēng)了一系(xì)列變化(hua)。此外🏃♀️,還(hái)可通過(guo)添加少(shao)量稀土(tu)氧化物(wù)CeO2來改善(shan)PZT陶瓷的(de)性能,且(qiě)CeO2的添加(jiā)量以0.2%~0.5%爲(wei)宜。摻🌐加(jia)CeO2後PZT陶瓷(cí)的體積(ji)電阻率(lǜ)升高,利(li)于工藝(yi)上實現(xian)高溫和(he)高電場(chang)下極化(hua)㊙️,其抗時(shí)間老化(hua)和抗溫(wen)度老化(huà)等性能(néng)也均得(dé)到改善(shàn)。經稀土(tǔ)改性的(de)PZT陶瓷,現(xiàn)🤟已在高(gāo)壓發生(sheng)器、超🙇♀️聲(shēng)發生器(qì)、水聲換(huan)能器等(děng)裝置中(zhōng)得到廣(guang)泛應用(yòng)。
3.在導電(dian)陶瓷中(zhōng)的應用(yòng)
以稀土(tu)氧化物(wù)Y2O3作添加(jia)劑的钇(yǐ)穩定化(hua)氧化锆(gào)(YSZ)陶瓷,高(gāo)👄溫下具(jù)有良好(hǎo)的熱穩(wěn)定性和(hé)化學穩(wen)定性,是(shì)較好的(de)氧離子(zǐ)導體,在(zài)離子導(dao)電陶瓷(cí)中具有(yǒu)突出地(di)位。YSZ陶瓷(cí)傳感器(qi),已成功(gong)用于測(cè)⁉️量汽車(che)尾氣中(zhōng)的氧✉️分(fèn)壓,有效(xiào)控制空(kong)氣/燃料(liào)比,節能(néng)效果顯(xian)著,在工(gōng)業鍋爐(lú)、熔煉爐(lú)、焚化爐(lú)等以燃(ran)燒爲主(zhu)的設備(bèi)中得到(dao)🌂了廣泛(fàn)應用🚶。YSZ陶(tao)瓷還可(kě)用作高(gao)溫固體(tǐ)氧化物(wù)燃料電(diàn)池(SOFC)中的(de)電解質(zhì)材料,使(shi)🛀🏻用較多(duō)的❌爲Zr0.9Y0.1O1.95。因(yin)SOFC采用固(gu)體電解(jie)質,故不(bú)存在其(qí)他燃料(liào)電池所(suǒ)涉及的(de)電解質(zhì)處理問(wen)題,并且(qie)轉換效(xiào)率接近(jin)60%。此外,摻(chan)加有稀(xi)🎯土的⛹🏻♀️LaCr0.9Mg0.1O3、La0.85Sr0.15MnO3陶(tao)瓷及Ni-Zr(Y)O2-X金(jīn)屬陶瓷(ci)薄層,還(hái)可分别(bié)用作SOFC電(dian)池中的(de)雙極性(xìng)極闆、多(duo)✉️孔陰極(ji)和多孔(kong)陽極材(cái)料。
然而(er),YSZ陶瓷隻(zhi)有在高(gao)于900℃時才(cái)表現出(chu)較高的(de)離子導(dao)電率,故(gu)其應🌈用(yong)仍受到(dào)一定限(xian)制。現有(yǒu)研究發(fā)現,在具(ju)有☂️更高(gāo)🔴離子導(dao)電率的(de)Bi2O3陶瓷中(zhōng),摻加适(shi)量的Y2O3或(huo)Gd2O3,可使Bi2O3面(mian)心立方(fang)相穩定(dìng)到室溫(wen),同時X射(she)線衍射(she)圖譜也(yě)已表明(míng),(Bi2O3)0.75·(Y2O3)0.25和☎️(Bi2O3)0.65·(Gd2O3)0.35均爲(wèi)穩定的(de)面心立(lì)方結構(gòu)的🏃🏻高氧(yang)離子導(dao)電相。在(zài)這♍種陶(tao)瓷的側(ce)面再鍍(du)上(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08的保(bǎo)護膜後(hou),即🔞可制(zhi)備組裝(zhuang)成離子(zi)導電性(xìng)高、穩定(ding)性好且(qie)能在中(zhōng)溫條件(jiàn)下(500 ~800℃)工作(zuò)的燃料(liào)電池和(hé)氧傳✂️感(gan)器,利于(yu)解決高(gāo)溫技術(shu)所帶來(lái)的困難(nán)。
4.在介電(diàn)陶瓷中(zhong)的應用(yong)
介電陶(táo)瓷主要(yào)用于制(zhi)作陶瓷(cí)電容器(qi)和微波(bo)介質⁉️元(yuan)件。在🔴TiO2、MgTiO3、BaTiO3等(děng)介電陶(tao)瓷及其(qí)複合介(jie)電陶瓷(cí)中,添加(jiā)La、Nd、Dy等稀土(tu)🔴能顯著(zhe)改善其(qí)介電性(xìng)能。
如在(zai)具有高(gao)介電常(chang)數的BaTiO3陶(táo)瓷中,添(tiān)加介電(dian)常數值(zhí)ε=30~60的La、Nd稀土(tǔ)化合😍物(wù),可使其(qi)介電常(chang)數在寬(kuan)溫度範(fan)圍内保(bǎo)持穩定(ding),器件的(de)使用壽(shòu)命顯著(zhe)提高。在(zai)熱補償(chang)電❤️容器(qì)用💁介電(dian)陶瓷中(zhōng),還可根(gen)據需要(yào)适當地(di)摻加稀(xi)土,實現(xiàn)對陶瓷(ci)介電常(cháng)數、溫度(dù)系數、品(pin)質因數(shù)的改善(shàn)或調節(jie),擴大其(qí)應用範(fan)圍。用La2O3對(duì)熱穩定(dìng)電容器(qì)钛酸鎂(měi)陶瓷進(jin)行改性(xing),所獲得(dé)的💁MgO·TiO2-La2O3-TiO2系陶(táo)瓷和CaTiO3-MgTiO3-La2TiO5系(xi)陶瓷,即(ji)保持了(le)原有的(de)介👅電損(sun)耗和溫(wēn)度系數(shu)小的特(te)點,其介(jie)電常數(shù)也得到(dào)了顯著(zhe)提高。
微(wēi)波介質(zhì)陶瓷的(de)品種繁(fan)多,摻加(jia)有稀土(tu)氧化物(wù)的BaO-RE2O3-TiO2系陶(tao)瓷就是(shi)🏃🏻♂️一種應(yīng)用較爲(wei)普遍的(de)介質材(cái)料,其介(jiè)電常數(shù)ε可超過(guò)✏️80。如MgTiO3-CaTiO3-La2O3陶瓷(ci)的品質(zhi)因數Qε值(zhí)可高達(da)8000,而Nd2Ti2O7-(BaPb)TiO3-TiO2陶瓷(ci)的介電(diàn)常數ε則(ze)可達到(dào)90。由于新(xin)技術的(de)應用,随(sui)着BaO-TiO2-SnO2-RE2O3系等(děng)新型陶(tao)瓷的開(kai)發,近年(nian)内🧡微波(bō)陶瓷✌️介(jie)質材料(liào)的主要(yào)技術指(zhǐ)标渴望(wàng)達到:Qε值(zhi)約比目(mu)🔞前提高(gao)一個數(shu)量級,即(ji)在微🚶♀️波(bō)頻率下(xia)爲10000;ε在2~2000範(fàn)圍内系(xì)列化👅,以(yǐ)适應多(duō)種用途(tú);溫度系(xi)數αε則在(zài)300~-100範圍内(nèi)系列化(hua),可更方(fang)🛀便地獲(huo)得零溫(wen)度系數(shù)的介質(zhi)諧振器(qì)和濾波(bō)器等微(wēi)波器件(jiàn)。
5.在敏感(gǎn)陶瓷中(zhōng)的應用(yòng)
敏感陶(táo)瓷是功(gōng)能陶瓷(cí)中的重(zhòng)要一種(zhong),其特征(zheng)是對某(mǒu)些外界(jiè)條件如(rú)電壓、氣(qi)體成分(fen)、溫度、濕(shī)度等反(fan)應敏感(gan),故可通(tong)過其相(xiang)關電☀️性(xing)能參數(shù)的反應(yīng)或變化(hua)來實現(xian)對電路(lu)、操作過(guò)程或環(huan)境的監(jian)控,廣泛(fan)用于控(kong)制電路(lù)💰的傳感(gan)元件,因(yīn)此又被(bèi)稱爲傳(chuan)♉感器陶(tao)瓷👨❤️👨。稀土(tu)與這類(lèi)陶瓷的(de)性能🔆之(zhī)間存在(zài)着💘密切(qie)關系。
(1)電(dian)光陶瓷(cí)
在PZT中添(tian)加稀土(tǔ)氧化物(wu)La2O3,即可獲(huò)得透明(ming)的锆钛(tai)酸鉛镧(lan)(PLZT)電光陶(táo)瓷。原母(mu)體材料(liao)PZT因存在(zai)孔隙、晶(jing)界相和(he)各向異(yi)性,一📧般(ban)不透明(míng),而La2O3的加(jia)入使其(qí)微觀結(jie)構趨于(yú)均勻一(yi)緻,在很(hen)大程度(dù)上消除(chu)了孔隙(xì),減弱了(le)其各向(xiang)異性,顯(xiǎn)著減少(shao)了晶界(jie)上多🧡次(ci)折射所(suo)引起的(de)光散射(she)和第二(er)相所引(yin)起的光(guang)散射,故(gù)PLZT具有良(liáng)好的透(tòu)光性能(néng)。PLZT電光陶(tao)瓷存在(zài)着一次(cì)電光效(xiao)應(波克(kè)爾效應(ying))、二次電(diàn)光效應(ying)(克爾效(xiao)應)以及(jí)光⭐散射(she)效應和(he)光學記(ji)憶效應(yīng),其中克(ke)☔爾效應(yīng)的應用(yòng)最爲普(pǔ)遍,如屏(píng)蔽核爆(bào)炸輻射(she)的護目(mù)鏡、重型(xíng)轟炸機(jī)的窗口(kou)、光通信(xin)調制器(qi)、全息記(ji)錄裝置(zhì)等。由于(yu)PLZT電光陶(tao)瓷具備(bei)利🛀🏻用電(diàn)場改變(bian)其光學(xué)性質的(de)特點,它(tā)的出現(xiàn)标志着(zhe)陶瓷材(cai)料真正(zhèng)進入功(gong)能光學(xue)領域。
(2)壓(ya)敏陶瓷(ci)
中南工(gōng)業大學(xué)研究了(le)稀土元(yuán)素對ZnO壓(yā)敏陶瓷(ci)電性能(neng)🐆的👣影🧡響(xiang)🔴,用🐆稀土(tǔ)氧化物(wu)La2O3對ZnO壓敏(mǐn)陶瓷進(jin)行摻雜(zá)後💰,其壓(ya)敏電㊙️壓(ya)VlmA值顯著(zhe)提高;而(ér)當摻雜(za)量從0.1%增(zeng)加到10%時(shí),陶瓷的(de)非線性(xing)系數α值(zhi)從20下降(jiàng)爲1,基本(ben)無壓敏(mǐn)性質🐕。故(gu)對于ZnO陶(táo)瓷,低濃(nóng)度😄稀土(tu)元素摻(chān)雜時可(ke)提高其(qi)壓敏電(diàn)壓值,但(dàn)對非線(xian)性系數(shù)影響不(bu)大;而高(gao)濃度摻(chan)雜時陶(táo)瓷則不(bu)呈現壓(yā)敏特征(zheng)。
(3)氣敏陶(tao)瓷
從20世(shì)紀70年代(dai)開始,人(ren)們就在(zai)将稀土(tu)氧化物(wu)摻加到(dao)ZnO、SnO2及Fe2O3等氣(qì)敏陶♉瓷(ci)材料中(zhong)的作用(yong)方面作(zuò)了許多(duo)研究,并(bing)制得了(le)ABO3型和🏃🏻♂️A2BO4型(xíng)稀🐆土複(fu)💘合氧化(hua)物材料(liao)。有研究(jiu)結果顯(xiǎn)示,在ZnO中(zhong)加♍入稀(xī)土氧化(huà)物,可明(míng)顯提高(gāo)其對丙(bǐng)🔴烯的靈(líng)敏度;在(zài)SnO2中摻加(jiā)CeO2,可得到(dao)對乙醇(chún)敏感的(de)燒結🈲型(xíng)元件。
大(da)連理工(gong)大學對(duì)在Fe2O3中摻(chān)加稀土(tǔ)氧化物(wu)RE2O3(RE=Nd、Sm、La)而獲得(de)的REFeO3系列(liè)材料的(de)性能進(jin)行了研(yan)究,指出(chu)材料的(de)超微粒(lì)化是提(tí)高氣敏(mǐn)💰元件靈(ling)敏度的(de)重要因(yīn)素,且稀(xi)土元素(su)不同,對(duì)材料微(wei)觀形貌(mao)的影響(xiang)也有所(suǒ)不同,其(qi)中🌏NdFeO3和SmFeO3的(de)粒度較(jiào)小,LaFeO3的粒(li)度稍大(dà)。将所測(cè)REFeO3系列氣(qì)敏元件(jiàn)在0.13%濃度(du)的不同(tong)氣氛中(zhōng)進行分(fèn)析,發現(xian)REFeO3系列材(cái)料對乙(yǐ)醇均有(you)較高的(de)靈敏度(dù),且其靈(ling)敏度高(gao)低順序(xù)依次爲(wei)NdFeO3﹥SmFeO3﹥LaFeO3,同時對(dui)汽油的(de)靈敏度(du)較低,對(duì)其它氣(qì)體幾乎(hu)不反應(yīng),因此具(jù)有較強(qiang)的選擇(zé)性。
(4)熱敏(mǐn)陶瓷
钛(tài)酸鋇(BaTiO3)是(shi)目前研(yan)究最多(duo)且應用(yong)最廣的(de)熱敏陶(táo)瓷。當在(zài)BaTiO3中摻加(jiā)微量稀(xī)土元素(su)如La、Ce、Sm、Dy、Y等時(shi)(摩爾原(yuan)子分數(shu)控制🔞爲(wei)0.2%~0.3%),由于用(yong)與Ba2+半🙇🏻徑(jìng)相近的(de)RE3+取代了(le)部分Ba2+,産(chan)生了多(duō)餘的正(zhèng)電荷,并(bìng)通過Ti4+的(de)作用形(xing)成了💚弱(ruo)束縛電(diàn)子,故使(shǐ)陶瓷的(de)電阻率(lü)顯著降(jiang)低;但若(ruo)摻雜量(liàng)超過一(yi)💋定值(如(rú)摻雜La的(de)摩爾分(fen)數﹥0.35%),由于(yu)Ba2+空位的(de)形成和(hé)導電載(zǎi)流子的(de)消失,陶(tao)瓷的電(dian)阻率反(fǎn)而急劇(jù)上升,甚(shen)至成爲(wèi)絕緣體(tǐ)。
(5)濕敏陶(táo)瓷
在種(zhǒng)類繁多(duō)的濕敏(mǐn)陶瓷中(zhong),目前稀(xi)土的摻(chan)加主要(yào)🔱爲镧及(ji)其氧化(huà)物,如Sr1-xLaxSnO3系(xi)、La2O3-TiO2系、La2O3-TiO2-V2O5系、Sr0.95La0.05SnO3及(ji)Pd0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)0.98O3-KH2PO3等。爲了(le)進一步(bu)提高🧡濕(shī)度陶瓷(ci)的靈敏(mǐn)度,在現(xian)性和穩(wěn)定性,以(yǐ)增強其(qí)實㊙️用性(xing),還需加(jiā)強稀土(tǔ)摻加對(dui)陶瓷相(xiàng)關🐕性能(néng)影響方(fāng)🈲面的研(yan)究。
三、市(shì)場前景(jing)
随着材(cái)料科學(xue)的發展(zhǎn),近年來(lai)功能複(fu)合陶瓷(ci)備受關(guān)注,稀土(tu)摻雜在(zai)功能複(fu)合陶瓷(cí)的開發(fā)研究方(fang)面也取(qǔ)得了較(jiào)大進展(zhan)。浙江大(da)學陳昂(ang)等,采用(yòng)常規功(gōng)能陶瓷(cí)的制備(bèi)方法,将(jiāng)稀土超(chāo)導陶瓷(ci)YBa2Cu3O7-x和鐵電(dian)陶瓷BaTiO3複(fú)合,獲得(dé)了鐵電(diàn)性與超(chāo)導性共(gòng)存的YBa2Cu3O7-x- BaTiO3系(xì)複合功(gōng)能👉陶瓷(ci),其電導(dao)特性符(fu)合三維(wei)導電行(hang)爲🔞,并當(dāng)YBa2Cu3O7-x含量較(jiào)高時呈(chéng)超導性(xing)👌。華中理(li)工大學(xue)周東祥(xiang)等的研(yan)究指💛出(chū),LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3- SrCrO3系(xì)複合功(gong)能陶瓷(ci),可用作(zuò)磁流體(tǐ)電機的(de)電極材(cái)料和氣(qì)敏材料(liao);而在NTC熱(rè)敏複合(he)材料NiMn2O4-LaCrO3陶(táo)瓷中,新(xin)化合物(wù)LaMnO3導電相(xiàng)決定着(zhe)💜陶瓷的(de)主要性(xìng)質。西安(ān)交通大(da)學的鄒(zou)秦等通(tong)過用稀(xi)土離子(zi)Y3+、La3+對(Sr,Ca)TiO3摻雜(za),省去了(le)原🌈有的(de)用堿金(jin)屬離子(zi)(Nb5+、Ta5+)塗覆并(bing)🈲進行熱(re)擴散的(de)工藝,而(ér)👅且制得(de)的陶瓷(ci)材料緻(zhi)密度高(gāo)、工藝性(xìng)能良好(hǎo),并保持(chi)了電阻(zu)率低(ρ爲(wèi)10-2Ω·cm量級)、非(fei)線性高(gāo)(非線性(xing)🤞系數α﹥10)的(de)介電-壓(yā)敏複合(hé)功能特(tè)性。
智能(neng)陶瓷是(shì)指具有(yǒu)自診斷(duàn)、自調整(zhěng)、自恢複(fu)、自轉換(huan)等特點(dian)的🌂一類(lei)功能陶(tao)瓷。如前(qián)所述在(zài)锆钛酸(suān)鉛(PZT)陶瓷(cí)中👣添加(jia)⭕稀土镧(lán)而獲得(dé)的锆钛(tài)酸鉛镧(lan)(PLZT)陶瓷,不(bú)但是一(yi)種優良(liáng)的電光(guang)陶瓷,而(er)且因其(qí)具有形(xíng)狀記憶(yì)功能,即(ji)體現出(chu)形狀❓自(zì)我恢複(fu)☀️的自調(diào)諧機制(zhi),故也👌是(shì)一種智(zhi)能陶瓷(cí)。智能陶(tao)瓷材料(liao)概念🏒的(de)提出,倡(chàng)導了一(yī)種研制(zhì)和設計(jì)陶瓷材(cai)料的新(xīn)理念,對(duì)拓寬稀(xī)土在近(jìn)代功能(neng)陶瓷中(zhong)應用極(jí)爲有利(lì)。
近年的(de)研究還(hái)表明,稀(xī)土在生(sheng)物陶瓷(ci)、抗菌陶(tao)瓷等新(xin)型陶瓷(cí)材⭐料中(zhong)也有着(zhe)獨特的(de)作用。由(yóu)于稀土(tu)元素可(ke)與銀、鋅(xīn)、銅等過(guò)渡元🐪素(su)協同增(zēng)效,開發(fā)的稀土(tu)💰複合磷(lin)酸鹽抗(kàng)✍️菌可使(shǐ)陶瓷表(biǎo)面産生(shēng)大量的(de)羟基自(zì)由基,從(cóng)而增強(qiang)了📞陶瓷(cí)的抗菌(jun1)性能。
我(wǒ)國是一(yi)個衆所(suǒ)周知的(de)稀土資(zi)源大國(guó),應進一(yi)步加強(qiang)稀土摻(chān)雜對功(gong)能陶瓷(ci)性能影(yǐng)響的研(yan)究和新(xin)型功⛷️能(néng)陶♉瓷的(de)開發力(li)度,以充(chōng)分發揮(huī)我國的(de)稀土資(zī)源優勢(shi),有效提(ti)升稀土(tǔ)在高❌科(kē)技材料(liao)中的應(ying)用價值(zhi)。
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