第十二课功能陶瓷材料演示文稿

第十二课功能陶瓷材料演示文稿目前一页\总数二十七页\编于七点（优选）第十二课功能陶瓷材料目前二页\总数二十七页\编于七点功能陶瓷材料电子陶瓷的功能特点及应用

陶瓷离子导电原理

压电陶瓷工作原理生物陶瓷的功能特点及应用目前三页\总数二十七页\编于七点电子陶瓷陶瓷固体电解质

稀土化合物固体电解质

稀土化合物作稳定剂的固体电解质

稀土化合物作掺杂剂的固体电解质

稀土离子交换的固体电解质压电陶瓷光电陶瓷电光陶瓷目前四页\总数二十七页\编于七点陶瓷固体电解质陶瓷固体电解质：是处于固体状态而能像液体（酸、碱、盐在溶解和熔融状态下）那样发生离子快速迁移、具有离子导电性的陶瓷材料，又称陶瓷快离子导体用途：能源、冶金、环保、电化学器件等领域，比如，ZrO2高温燃料电池，β-Al2O3钠硫电池等等目前五页\总数二十七页\编于七点陶瓷固体电解质稀土化合物固体电解质稀土化合物作稳定剂的固体电解质稀土化合物作掺杂剂的固体电解质稀土离子交换的固体电解质目前六页\总数二十七页\编于七点1稀土化合物固体电解质它是具有快离子导电性的稀土化合物，是氧离子或氟离子导体。稀土化合物氧离子导体的代表CeO2

萤石结构

目前七页\总数二十七页\编于七点1稀土化合物固体电解质在CeO2中引入低价阳离子氧化物

作为稳定剂将立方萤石结构稳定到低温

作为掺杂剂

氧离子通过这种缺陷结构进行传导，从而改善了CeO2的氧离子导电性目前八页\总数二十七页\编于七点缺陷反应方程式目前九页\总数二十七页\编于七点1稀土化合物固体电解质另一类氧离子导体是三价稀土氧化物，如Y2O3、La2O3等

掺入四价阳离子产生间隙氧离子

掺入二价阳离子产生氧离子空位目前十页\总数二十七页\编于七点2稀土化合物作稳定剂的固体电解质很多种固体电解质材料高电导只存在于高温相，必须将这些高温导电相稳定到低温才能实用，常用方法是加入另一化合物使之形成固溶体而使高温相稳定下来，加入的化合物就是稳定剂ZrO2是一种最重要的氧离子导体。稀土稳定氧化锆体系有ZrO2-Y2O3，ZrO2-Yb2O3，ZrO2-Sm2O3等等

稀土化合物在这里兼有掺杂功能。3稀土化合物作掺杂剂的固体电解质目前十一页\总数二十七页\编于七点4稀土离子交换的固体电解质β-Al2O3是一类很重要的固体电解质材料，如Na2O·nAl2O3（n=5.33-8.5）。其中，Na2+可以被多种稀土离子交换，可获得具有高离子导电性的功能材料目前十二页\总数二十七页\编于七点压电陶瓷压电陶瓷

具有压电效应的陶瓷材料

钛酸钡（BaTiO3），钛酸铅（PbTiO3），锆钛酸铅（PZT,PbZrO3-PbTiO3

）等等正压电效应

当外力作用于晶体时，发生与应力成比例的介质极化，同时在晶体两端将出现正负电荷，这种由于形变而产生的电效应，称为正压电效应逆压电效应

当在晶体上施加电场引起极化时，将产生与电场成比例的变形或压力，称为逆压电效应目前十三页\总数二十七页\编于七点压电陶瓷材料的压电效应取决于晶体结构的对称性，晶体必须有极轴（不对称），才有压电效应。

同时，材料必须是绝缘体。以BaTiO3为例，分析材料的压电效应目前十四页\总数二十七页\编于七点BaTiO3的压电效应四方相居里温度Tc立方相对称结构，无压电效应非对称结构，有压电效应目前十五页\总数二十七页\编于七点abc自发极化目前十六页\总数二十七页\编于七点BaTiO3的压电效应电畴陶瓷内总的极化强度为零外加强电场E目前十七页\总数二十七页\编于七点BaTiO3的压电效应电畴陶瓷内总的极化强度为零外加强电场E目前十八页\总数二十七页\编于七点BaTiO3的压电效应电畴陶瓷内总的极化强度为零外加强电场极化后，陶瓷内存在剩余极化强度陶瓷内存在的剩余极化强度以偶极矩形式显示出来。陶瓷的一端出现正束缚电荷，另一端出现负束缚电荷。目前十九页\总数二十七页\编于七点BaTiO3的压电效应陶瓷内存在的剩余极化强度以偶极矩形式显示出来。陶瓷的一端出现正束缚电荷，另一端出现负束缚电荷。目前二十页\总数二十七页\编于七点压电陶瓷表征压电材料的参数是机电耦合系数K

K=通过压电效应转化的电能/输入的机械能

K值的大小与材料的形状及振动方式有关应用：生活用具如煤气灶点火器、打火机等，唱机的唱头，应力计，闪光灯，超声波发生器等等目前二十一页\总数二十七页\编于七点生物陶瓷生物陶瓷是用于人体器官替换、修补及外科矫形等的陶瓷材料优点：

良好的力学性能，并且及其稳定

在体内难于溶解，不易氧化，不易腐蚀变质

耐磨，有一定的润滑性，不易产生疲劳现象

和人体亲和性好，几乎看不到与人体组织的排斥作用

组成范围比较宽，可以根据实际应用的要求设计组成，以调节性能

目前二十二页\总数二十七页\编于七点目前二十三页\总数二十七页\编于七点医用不锈钢目前二十四页\总数二十七页\编于七点钛合金目前二十五页\总数二十七页\编于七点陶瓷人造骨头目前二十六页\总数二十七页\编于七点生物陶瓷生物陶瓷是用于人体器官替换、修补及外科矫形等的陶瓷材料优点：

良好的力学性能，并且及其稳定

在体内难于