功能陶瓷的认识

关于功能陶瓷的认识第一页，共十七页，2022年，8月28日功能陶瓷的发展趋势当前功能陶瓷发展的趋势可以归纳为以下几个特点：复合化，多功能化，低维化，智能化和设计、材料、工艺一体化。单一材料的特性和功能往往难以满足新技术对材料综合性能的要求，材料复合化技术可以通过加和效应与耦合乘积效应开发出原材料并不存在的新的功能效应，或获得远高于单一材料的综合功能效应。最近提出的梯度功能材料也可看作一类特殊的复合材料。

lll第二页，共十七页，2022年，8月28日功能性与结构性结合的材料，或者具有多种良好功能性的材料，为提高产品的性能和可靠性，促使产品向薄、轻、小发展等方面提供了基础。当材料的特征尺寸小到纳米级，由于量子效应和表面效应十分显著，可能产生独特的电、磁、光、热等物理和化学特性，功能陶瓷进入纳米技术领域是研究的热点之一，如铁电薄膜和超细粉体的制备等。智能材料是功能陶瓷发展的更高阶段，它是人类社会的需求和现代科学技术发展的必然结果。第三页，共十七页，2022年，8月28日二、功能陶瓷的分类利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多、用途各异。这类材料具有微波介电性能、气敏性能、超导性能、电阻梯度性能、铁电性能及其相变行为、多层驱动性、弛豫性能等多种优良的功能，应用十分广泛。下面着重介绍几类功能陶瓷的应用。第四页，共十七页，2022年，8月28日电子绝缘陶瓷

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。第五页，共十七页，2022年，8月28日电介质陶瓷

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。第六页，共十七页，2022年，8月28日压电陶瓷材料常用的压电元件：传感器、气体点火器、报警器、音响设备、医疗诊断设备及通讯等。通常的压电材料是PZT，新型的压电陶瓷材料主要是：高灵敏、高稳定压电陶瓷材料，电致伸缩陶瓷材料，热释电陶瓷材料等。yyy第七页，共十七页，2022年，8月28日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。第八页，共十七页，2022年，8月28日超导陶瓷材料

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。第九页，共十七页，2022年，8月28日生物陶瓷材料生物硬组织代用材料有体骨、动物骨，后来发展到采用不锈钢和塑料，由于这些生物材料在生物体中使用，不锈钢存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存在稳定性差和强度低的问题。因此生物陶瓷具有广阔的发展前景，目前世界各国相继发展了生物陶瓷材料。羟磷灰石生物陶瓷人工骨lll第十页，共十七页，2022年，8月28日抗杀菌陶瓷材料抗杀菌陶瓷材料是随着科学的发展及社会的文明而产生的新一代功能材料。

汗蒸馆第十一页，共十七页，2022年，8月28日抗杀菌机理无机抗杀菌剂按作用于微生物的机理可分为三类：第一类是主要通过物理吸附或离子交换浆银、铜、锌等具有抗杀菌作用的金属或其离子固定在沸石、磷灰石、硅胶、玻璃等无机材料载体上而制成；第二类是二氧化钛粒子光催化抗杀菌剂，二氧化钛在光照下能使氧分子变成活性氧，使水产生活性氧自由基而发挥抗菌杀菌的作用；第三类是具有远红外辐射功能的抗杀菌材料，元红外线的抗杀菌功能效果有限，因此这种材料必须与前两种材料配合使用，才能有更好的应用价值。抗菌陶瓷刀第十二页，共十七页，2022年，8月28日抗杀菌陶瓷的生产工艺及效果抗杀菌陶瓷由两部分组成：陶瓷基体、载体及抗杀菌材料。基体的制备和一般陶瓷的制备方法一样，通过配料、球磨、成型、烘干等工艺，有的还进行素烧；载体可以用溶胶凝胶法(sol—ge1)或其它化学反应法制成薄膜再把抗杀菌材料涂复在其上，然后在较低的温度下进行烤制(300～400℃)而成。一般载膜的厚度应小于0.0lmm，我们则直接制成TiO2膜层。抗杀菌功能材料的加入，有的是独立加人，多数则是与陶瓷基础釉混合、球磨制成抗菌釉，然后在基体上施釉、烘干并烧成。载银抗菌瓷球抗菌柱第十三页，共十七页，2022年，8月28日吸附型抗杀菌陶瓷材料还具有除臭和净化大气的功能，其作用方式是寄于活性炭、沸石等有吸附作用的材料上，即把抗杀菌材料，如TiO2或银系材料吸附在其上，就可形成混合型的吸附剂，根据所吸附功能材料的不同，所具有的功能特性电不同。如吸附TiO2的材料，它不但具有吸附大气中臭气的功能．而且对大气中的氮氧化物还有较强的分解作用。我们正是利用这一特性来进行窑炉废气中NOx的清除。第十四页，共十七页，2022年，8月28日抗杀菌陶瓷的现状

目前国内外研究的主要对象仍是建筑卫生陶瓷。按抗杀菌陶瓷作用于微生物的机理主要是银系及光催化这两种。由于银系具有较好的抗杀菌效果，故以载银抗杀菌陶瓷居多。国内在抗杀菌陶瓷的研究开发方面也已取得明显进展远红外线保健制品已大量上市，中国建材院从1993年开始研制保健抗菌材料，先后研制出远红外陶瓷粉、无机抗菌剂、光催化玻璃杯和净化功能建材等。具有新颖,色彩光亮特点,在工艺上具有完美独特的艺术风格,功能上产品具有长久释放负离子及远红外发射率2-18微米的功效,

长期佩带使用，可对局部起到促进血液循环，消除局部不适症状的作用。活化组织细胞，增加血液流量，促进微循环并增进新陈代谢，加强免疫力。

第十五页，共十七页，2022年，8月28日抗杀菌陶瓷发展前景

抗杀菌陶瓷材料及其制品在国外不少发达国家已投放市场，我国虽有成果报道及少量产品上市，但其与我国建筑卫生陶瓷产量相比，仍属初步开发阶段。我国目前的建筑陶瓷产量达6.5亿平方米，卫生陶瓷5500万件