先進(jìn)功能陶瓷介紹及分類

先進(jìn)功能陶瓷主要包括以下幾種陶瓷：
(1)壓電陶瓷
壓電陶瓷是指具有壓電效應(yīng)的一種功能陶瓷，是壓電材料中 的一種。所謂壓電效應(yīng)是指由應(yīng)力誘導(dǎo)出極化（或電場(chǎng)），或由電場(chǎng)誘導(dǎo)出應(yīng)力 （或應(yīng)變）的現(xiàn)象，前者為正壓電效應(yīng)．后者為負(fù)壓電效應(yīng)，兩者統(tǒng)稱為壓電效 應(yīng)。壓電陶瓷是一種多晶體，按晶體結(jié)構(gòu)分類有鈣鈦礦型、鎢青銅型、焦綠石型 等幾種，目前廣泛應(yīng)用的是鈣鈦礦型．如鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛等。應(yīng)用主 要有五大類：電一聲信號(hào)，光信號(hào)處理（頻率器件），發(fā)射與接收超聲波，計(jì)測(cè)和 控制，信號(hào)發(fā)生器（電信號(hào)和聲信號(hào)），高壓電源發(fā)生器。其應(yīng)用產(chǎn)品已達(dá)數(shù)百 種，如：如壓電陶瓷諧振器、濾波器，超聲換能器、壓電蜂鳴器和壓電送、受話 器；壓電點(diǎn)火、壓電發(fā)動(dòng)機(jī)等。

(2)超導(dǎo)陶瓷
超導(dǎo)陶瓷是指具有高溫超導(dǎo)性能的陶瓷材料。所謂超導(dǎo)體是 指電阻僅為零且具有抗磁性的導(dǎo)體，達(dá)到這一狀態(tài)的溫度稱為臨界溫度。最早發(fā) 現(xiàn)的超導(dǎo)體往往需要在超低溫才具有超導(dǎo)性，難以實(shí)用化。隨著研究的不斷深 入，人們發(fā)現(xiàn)一些氧化物陶瓷也具有超導(dǎo)性，其臨界溫度大大提高，這為超導(dǎo)材 料的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)希望，這就是人們現(xiàn)在提到的超導(dǎo)陶瓷。由于超導(dǎo)陶瓷具有零電阻 和抗磁性等特性．可應(yīng)用于以下幾大領(lǐng)域，并將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益。一是用于電力輸送配電，沒(méi)有能量損耗（節(jié)能20%）、長(zhǎng)期無(wú)損耗地儲(chǔ)存能 量，也可制造大容量、高效率的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)等；二是用于制造磁懸浮列車(chē)；三是 用于制造超高性能計(jì)算機(jī)以及利用抗磁性進(jìn)行廢水處理及去除毒物等。目前主要 的超導(dǎo)陶瓷組成體系有Y-Ba-Cu-O系、La-Ba-C u-0系、I，a-Sr-Cu-()系、Ba-Pb- Bi-O系等。

(3)磁性陶瓷
磁性陶瓷是氧和以鐵為主的一種或多種金屬元素組成的復(fù)合 氧化物，稱為鐵氧體。從鐵氧體的性質(zhì)和用途來(lái)分，磁性陶瓷包括軟磁鐵氧體、 硬磁鐵氧體、微波鐵氧體、磁致伸縮鐵氧體、矩磁鐵氧體和磁泡鐵氧體。 軟磁鐵氧體是易于磁化和去磁的一類鐵氧體，具有很高的磁導(dǎo)率和很小的剩 磁矯頑力?？勺鳛楦哳l磁芯材料制作電子儀器的電感線圈和變壓器等的磁芯。 制作磁頭鐵芯材料，用于錄像機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等之中。還利用軟磁鐵氧體的磁化 曲線非線性和磁飽和特性．用于制作非線性電抗器件如飽和電抗器、磁放大 器等： 硬磁鐵氧體與高磁導(dǎo)率軟磁材料相反，具有高矯頑力和高剩余磁感強(qiáng)度。磁 化后，不需外部提供能量，就能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，故又稱永磁鐵氧體。硬磁鐵氧 體可用于電信領(lǐng)域如用于制作揚(yáng)聲器、微音器、磁錄音拾音器、磁控管、微波器 體等；用于制作電器儀表如各種電磁式儀表、磁通計(jì)、示波器、振動(dòng)接收器等； 用于控制器件領(lǐng)域如制作極化繼電器、電壓調(diào)整器、溫度和壓力控制、限制開(kāi) 關(guān)、永磁”磁扭線”記憶器等。在工業(yè)設(shè)備及其他領(lǐng)域也有應(yīng)用。 微波鐵氧體是在高頻磁場(chǎng)作用下，平面偏振的電磁波在鐵氧體中一定的方向 傳播時(shí)，偏振面會(huì)不斷繞傳播方向旋轉(zhuǎn)的一秭鐵氧體，又叫做旋磁鐵氧體。微波 鐵氧體以晶格類型分類．主要有尖晶石型、六方晶型、石榴石型鐵氧體三類。使 用微波鐵氧涔的微波器件，代表性的有環(huán)形器、隔離器等不可逆器件，即利用其 正方向通電波、反方向不通電波的所謂不可逆功能；也有利用電子自旋磁矩運(yùn)動(dòng) 頻率同外界電磁場(chǎng)的頻率一致時(shí)，發(fā)生共振效應(yīng)的磁共振型隔離器。還有在衰減 器、移相器、調(diào)諧器、開(kāi)關(guān)、濾波器、振蕩器、放大器、混頻器、檢波器等儀器 中都使用微波鐵氧體。 磁致伸縮鐵氧體是具有顯著磁致伸縮特性的鐵氧體。這類材料多用來(lái)制作超 聲波換能器和接收器，在電信方面制作濾波器、穩(wěn)壓器、諧波發(fā)生器、微音器、 振蕩器等，在電子計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制方面制作超聲延遲線存儲(chǔ)器、磁扭線存儲(chǔ)器 等。常用的磁致伸縮鐵氧體為鎳系鐵氧體如Ni-Co系、Ni-Cu-Co系、Ni-Zn鐵氧 體等。矩磁鐵氧體是指磁滯回線呈矩形的、矯頑力較小的鐵氧體。主要用于計(jì)算 機(jī)及自動(dòng)化控制與元件控制設(shè)備中，作為記憶元件、邏輯元件、開(kāi)關(guān)元件、磁放 大器的存儲(chǔ)器和磁聲存儲(chǔ)器。磁泡鐵氧體與矩磁鐵氧體相比，具有存儲(chǔ)器體積 小、容量大、功耗小的優(yōu)點(diǎn)。鑒于此，作為記憶信息元件．人們寄希望于磁泡 材料：

(4)生物陶瓷
生物陶瓷是具有特殊生理行為的陶瓷材料，可以用來(lái)構(gòu)成、 修復(fù)或替換人體骨骼和牙齒等某些組織和器官。生物陶瓷必須滿足六個(gè)條件，即 生物相容性、力學(xué)相容性、與生物組織有優(yōu)異的親和性、抗血栓、滅菌性、具有 很好的物化穩(wěn)定性。目前，生物陶瓷一般可分為四大類：①惰性生物陶瓷，主要 由氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷組成，包括氧化鋁陶瓷和各種碳制品；②表面活性 陶瓷，包括羥基磷灰石陶瓷、表面活性玻璃、表面活性玻璃陶瓷；③吸收性生 物陶瓷．包括硫酸鈣、磷酸三鈉和鈣磷酸鹽陶瓷；④生物復(fù)合材料，包括陶瓷 涂層、活性玻璃陶瓷與有機(jī)玻璃或金屬纖維、羥基磷灰石與自生骨頭或聚乳 酸等。

(5)納米陶瓷
所謂納米陶瓷，是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米量級(jí)尺度的 陶瓷材料，包括晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孑L尺寸、缺陷尺寸等均在 納米量級(jí)水平上。由于納米微粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀 量子隧道效應(yīng)等，使得納米材料在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)一系列常規(guī)材料 不具備的特性，因此．納米微粒在磁性材料、電子材料、光學(xué)材料、高致密度材 料的燒結(jié)、催化、傳感等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。