电性功能材料

1、电性功能材料小组成员： 魏庆发 伍贵成 石 彦 肖 杨 高亦辉目录快离子导体材料导电薄膜超导材料壹 快离子导体材料（1）银和铜的卤族和硫族化合物金属原子在这些化合物键合位置相对随意。 。（2）具有-氧化铝结构的高迁移率的单价阳离子氧化物。 。（3）具有氟化钙（CaF2)结构的高浓度缺陷氧化物。常见的快离子导体快离子导体制备方法高温固相烧结溶胶-凝胶法化学气相沉积法快离子导体的结构与基本性能当离子晶体结构中存在着非密堆积或一定量的空位、间隙离子等缺陷，则可以借助这些缺陷实现某些离子的扩散。在外电场作用下，这些离子晶体可通过上述离子的迁移导电。在某些温度下具有高的电导率 常见的快离子导体材料立方稳

2、定的氧化锆纯的氧化锆是从ZrSiO4中提取的，具有三种结构：单斜、四方和立方结构单斜结构：1170以下是稳定的四方晶体结构：11702370稳定立方晶体结构：2370到熔点2680是稳定的。通过加入低价离子可以代替部分锆把立方晶体结构稳定到室温。立方ZrO2具有萤石的结构，氧离子排成简单立方。在点阵的1/2处占据着四价锆离子。低价阳离子置换锆离子导致氧离子空位的形成。空位稳定了结构，同样导致在氧的亚晶格中高的迁移率。常见的快离子导体材料Rb4Cu16Cl13I7是目前室温电导率最高的固体电解质，具有-Mn结构，属于复杂的体心立方晶系，其中Cu离子占据四面体空隙中的一小部分，大部分四面体空隙是空

3、的。四面体的共有面构成离子传导的通道，铜离子在其中可以自由移动。另外，Cu离子的极化率异常大，也是构成高电导率的原因。银离子、铜离子导体的晶体结构分别是体心立方结构和面心立方结构。根据它们的特点，原有晶体结构的基础上进行离子置换得到许多类似结构的银铜离子导体。离子置换是银离子、铜离子导体的一个重要化学特性，是寻找常温下银铜离子导体的主要方法之一。人们得到很多高电导率的铜银离子导体，他们的缺点是分解电压低。贰 导电薄膜导电薄膜SnO2为例，薄膜的晶粒尺寸和晶界缺陷的增加，导致薄膜的表面电阻增加，导电性能下降 。S WPVD(物理气相沉积）：包括蒸发沉积、溅射沉积化学气相沉积（CVD) 制备方法溅

4、射法 荷能粒子（如正离子）轰击靶材，使靶材表面原子或原子团逸出的现象。逸出原子在工件表面形成与靶材表面成分相同的薄膜。蒸发法在真空条件下，把蒸镀材料放置于坩埚内加热熔化（或升华），产生的蒸气原子（或分子）向周围运动，当碰到温度较低的基体时，凝结在基体表面上形成镀膜的方法。叁超导材料完全导电性 完 全 抗 磁 性（迈斯纳效应） 。通量量子化 。特性超导体制备方法通常是借助助熔剂熔化，再通过慢降温结晶生长。单晶制备烧结法(固相扩散反应)；熔化法 （ 工 艺 方 法 有 熔 融 织 构(MTG)法(美国)、液相处理(LPP)法(美国)、淬火熔化生长(QMG)法(日本)和粉末熔化处理(PMP)法(中国

5、)4种） 。多晶块材制备粉末套管法，即把氧化物粉末装入金属管中，通过挤压、轧制、拉拔、静压等加工及相应的热处理(温度与固态烧结法相近)，就可以制成金属复合线(或带)材。这种工艺通常采用银(Ag)作为金属基材。金属复合材料制备 超导材料性能与结构之间的关系 超导现象产生的原因是由于在超导态时，电子之间存在着特殊的吸引力，而不是正常态时电子之间的静电斥力。这种吸引力使电子双双结成库柏电子对，它是超导态电子与晶格点阵间相互作用产生的结果。 处在超导态的电子，配成库柏电子对存在，配对的电子，其自旋方向相反，总动量为零。库柏对作为整体与晶格作用，因此一个电子若从晶体得到动量，则另一个电子必失去动量，作为整体，不与晶格交换动量，也不交换能量，能自由地通过晶格，因此没有电阻。发展趋势 电性功能材料的重要发展趋势之一是除了电学性能（如高电导率）以外，还要求同时具有另外一项或多项其他优越性能（如高强度、高导热性、高抗腐蚀性、低价格.） 最新电性材料研究进展1）超高纯铜（UPHC）的生产和应用；2）高电导率机械强