《功能陶瓷材料问题研究3000字》

功能陶瓷材料及其应用研究报告内容摘要摘要:功能陶瓷材料因其在磁、电、声、光、机械、热等领域的优异性能，在生命生产和科技发展中发挥着非常重要的作用，目前已经被广泛应用于微电子、激光技术、自动化技术、光电子技术、通信、环保、能源和生物医学等重大领域。本文主要介绍了几种功能陶瓷材料的主要类型、性质和应用，基于此分析了我国功能陶瓷的发展现状并提出了相关的应对措施。关键词：功能陶瓷；应用研究；对策引言功能陶瓷就是一种可以灵活运用光线、热能、电力、声音、磁力、化学能或者是其他生物功能媒介等直接效应及祸合效应的先进材料。功能陶瓷已经经历了电介质陶瓷、压铁电陶瓷、半导体陶瓷、高温超导陶瓷等一系列的过程，已被广泛应用于微电子、电子、激光技术、自动化技术、光电子技术、通信、环保、能源和生物医学等领域，是推动我国科学和技术发展的极为重要的功能材料。现在的功能陶瓷正在向更为智能、小型、复合、多样化和材质、设计、工艺一体化的方向来进一步的发展。但是我们对于功能陶瓷材料的研究还远远不够，存在一定的发展空间，依然存在着很多科学技术方面的难题，一定程度上制约了功能陶瓷全球化的发展前景。但一方面随着科学和技术的逐步发展，我们有理由去相信在不久的将来，功能陶瓷材料一定能够在世界范围内，在许多的科学领域当中都发挥出巨大的功能和作用。一、功能陶瓷材料分类及应用（一）铁电压电陶瓷材料由于电子器件智能化和小型化的进一步发展，尺寸小巧、性能更优异的新材料成为材料科学领域的最为优先的研究方向。铁电压电材料具有独特的光学、电学和光电特性，广泛应用于信息存储、检测、传感器、通信和军事领域。它们主要分为以下几种类型。1.无铅压电陶瓷无铅压电陶瓷是一种新型功能材料，具有良好的环境协调性和令人满意的性能。目前主要开发铌酸盐陶瓷、陶瓷陶瓷和铋层状压电陶瓷，它们具有不需要密封合成和烧结、不需要高温极化、烧结温度低、合成温度低等特点。2.弛豫铁电体弛豫铁电体具有相对低的烧结温度、很高的介电常数、大的电致伸缩系数、“弥散相变”得到的较低容温变化率和几乎无滞后的特点，在新型电致伸缩器件和多层陶瓷电容器应用广泛。目前研究热点是聚合物聚偏氟乙烯——三氟乙烯的固溶体和妮镁酸铅——钦酸铅单晶。3.压电复合材料目前，研究非常活跃，应用范围主要包括压电传感器、热释电传感器、超声成像、无损探伤和非均匀振动传感器。制造工艺不断改进，并探索了脱模、注射成型和传统方法等方法。压电陶瓷的结构精度从100μm提高到20μm，将压电陶瓷的结构精度提高到更高的水平。压电陶瓷在晶体结构当中不存在对称的中心，所以它们具有压电效应，即机械能和电能之间的转换和逆转换。压电陶瓷材料具有成本低、能量转换效率高、加工成型方便等优点，常用于制作压电器件、滤波器、谐振器、变压器等。常用压电元件:传感器、气体点火器、报警器、音频设备、医疗诊断设备和通信设备等。常见的压电材料是压电陶瓷PZT。新型压电陶瓷材料主要包括高灵敏度、稳定的压电陶瓷材料、电致伸缩陶瓷材料、热释电陶瓷材料等。压电陶瓷作为电、机械、热、光敏感材料，已广泛应用于超声换能器、传感器、无损检测和通信技术中。（二）半导体陶瓷材料半导体陶瓷是传感器技术和敏感元件的关键材料。它们与通信技术、现代信息技术和计算机技术密切相关。它们主要分为热敏电阻、变阻器、半导体陶瓷电容器、湿度传感器和气体传感器。大多数热敏电阻是尖晶石氧化物半导体陶瓷，包括MnO-Ni0-O₂系、Mn0-CoO-O₂系、Mn0-Cu0-0₂系等二元金属氧化物陶瓷，Mn-Cu-Co、Mn-Cu-Ni、Mn-Co-Ni系等含Mn的三元金属氧化物，广泛用于控制温度温、测量温度、稳压、补偿、遥远控制、时间的延续、流量流速测量等技术领域。气敏半导体陶瓷材料主要包括CoO系、NiO系ZrO₂系、SnO系、Fe₂O₃系等过度金属氧化物系，对天然气、城市煤气、丙烷、酒精、甲烷等可燃烧的气体有一定程度上的敏捷反映。压敏电阻器是利用伏安特性呈非线性以及电阻对电压变化敏感的半导体陶瓷。ZnO是性能最好、应用最广的压敏半导体陶瓷。光敏半导体陶瓷是利用陶瓷对光子能量的差异和电特性的不同，产生伏特、光电导效应来制造制造光敏电阻和光电池。典型的光敏陶瓷有CdTe-CdS、Cu₂S-CdS、CdSe、CdS等。（三）微波介质陶瓷材料微波介质陶瓷相当一部分是用来制造谐振器、滤波器、介质天线等设备，目前的现代通讯设备中发挥举重若轻的作用。微波介质陶瓷有着低介电损耗能力、高介电常数、温度系数小等功能特质，比较能够满足微波电路高可靠性、成本低廉、集成化、小型化的要求。根据使用频率和相对介电常数的不同，在它们之间的系统复合系统为代表的低和高Q值微波介质陶瓷、二、功能陶瓷发展趋势及对策（一）功能陶瓷发展趋势当前的功能陶瓷发展方向以及大致趋势可以总结为复合化、多功能化、低维化、智能化和设计化、材料与工艺一体化。对于一种材料的性能和功能长时间都难以满足新技术的发展对材料整体性能的需求。材料复合技术可以通过加性效应和罪恶与材料的相互作用，发展出原材料中不存在的新的功能效应，或者产生远远不止一种的材料功能效应。最近提出的梯度功能材料也可以看作是一种复合材料。功能性和结构性材料或具有不同良好功能性的材料，为提高产品的性能和可靠性，促进产品向薄、轻、小的方向发展提供了基础。当一种材料，由于其显著的量子效应和表面效应而具有纳米这样小的特征尺寸时，它可以产生独特的物理和化学性质，如电、磁、光、热等。功能陶瓷是纳米技术领域的研究热点之一。比如制造铁合金薄膜和非常细的粉末。智能的材料是功能陶瓷发展到一定阶段的高级产物，是我们人类社会需求层次的提高和现代科学技术发展到一定时期的必然结果。（二）功能陶瓷的发展对策我国在功能陶瓷材料的研究方面与国外发达国家存在较大差距，在缩小两者的差距、提高我们的研究水平方面，应当对以下的几个问题给与重视：1.我国要继续在原有水平上下功夫，突出重点，突出重点。由于功能陶瓷的种类和应用比较多，不可能全方位考虑，必须突出电解液陶瓷和超导陶瓷的成就，加强与发达国家的技术交流，确保在这期间中国可以发挥功能陶瓷行业起到主导作用。2。我国应从应用出发，提高资源利用率，建立和完善研究体系和研究团队，面向更广阔的未来，参与中国功能陶瓷研究。国家要加大对高校基础研究的投入，鼓励高校成立发展研究团队，加强高校与企业的产学研合作，解决科研、开发、使用和生产经营性材料等方面的问题。

结束语陶瓷的发展有着一个相对悠久的历史，功能陶瓷的研究和应用越来越广泛。本文重点介绍了功能陶瓷的基本性能，并介绍了功能陶瓷的种类、应用和发展趋势，并就目前我国的功能陶瓷发展现状作出分析，并提出相应的解决方案。由于科学技术的不断进步和发展，以及工业生产技术不断进步，对于新材料的需求方面越来越强烈，这就对了新材料的应用和要求越来越高，最近几年来，国家对于具有各种特殊功能的新陶瓷材料给予很大的关注度。在当前的新形势下，对新型功能陶瓷材料的进一步开发和研究，不仅仅是对于国家经济、军事、航空航天等发展做出了巨大的贡献，而且对人民生活水平提高也是十分重要。

参考文献[1]杨章富,郑林义.《功能陶瓷》课程教学的改革探索[J].广州化工,2015,43(20):186-188.[2]戴建辉.一种用于锂离子电池的高安全性功能陶瓷涂覆隔膜[C].中国化工学会.201