功能陶瓷材料
功能陶瓷材料P40
热敏电阻常数B可以表征和比较陶瓷材料的温度 特性，B值越大，热敏电阻的电阻对于温度的变化 率越大。一般常用的热敏电阻陶瓷的B＝2000～ 6000K，高温型热敏电阻陶瓷的B值约为10000～ 15000K。 NTC热敏电阻的温度系数αT在工作温度范围内 并不是常数，是随温度的升高而迅速减小。B值越 大，则在同样温度下的αT也越大，即制成的传感器 的灵敏性越高。因此温度系数只表示NTC热敏电阻 陶瓷在某个特定温度下的热敏性
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5
CTR104P NhomakorabeaC10
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m
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NTC
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0
10
-1
0
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t/℃
PTC热敏陶瓷种类
两个系列：
BaTiO3基PTC 特点：具有优良PTC效应，Tc温度区域电阻率跃变达 103－107 V2O3基PTC材料 特点：在常温下电阻率很小，其PTC属于金属－绝缘 体型相变，没有电压效应和频率效应，可用于大电 流领域的过流保护
性能 室温电阻率 ρ 20 /Ω •cm 无负载电阻增加比 最大负载电阻增加比 转变温度/℃ 温度系数/(%/℃) 最大额定电流密度/(A/mm2 ) 最大电流密度/(A/mm ) 电压/频率相关
2
BaTiO3 系热敏电阻 3~10000 103 ~107 约 150 －30～＋320 ～20 0.01 － 有/有
8.2 敏感陶瓷
定义：当作用于材料元件上的某一外界条件 如温度、压力、湿度、气氛、电场、磁场、 光及射线等改变时，能引起该材料某种物理 性能的变化，从而能从这些元件上准确迅速 地获得某种有用的信号。 分类：热敏、压敏、湿敏、气敏、声波敏感 陶瓷、磁敏和多敏性陶瓷
功能陶瓷的性质与应用
功能陶瓷的性质与应用功能陶瓷的性质与应用功能陶瓷是一种具有特殊性能和功能的陶瓷材料，广泛应用于多个领域。
它的独特性质使得它在高科技产业中具有重要的地位。
首先，功能陶瓷具有优异的物理性能。
它们通常具有较高的硬度、强度和耐磨性，能够承受较高的温度和压力。
这些性能使得功能陶瓷在航空航天、汽车制造和能源领域中得到广泛应用。
例如，它们可以用于制造飞机发动机部件和汽车发动机零件，以提高其性能和耐久性。
其次，功能陶瓷具有良好的电学和磁学性能。
它们具有较低的电阻率、较高的介电常数和磁导率，可以用于制造电子元件和磁性元件。
功能陶瓷在电子器件、通信设备和计算机领域中起着重要作用。
例如，它们可以用于制造电容器、磁头和传感器，以满足现代科技的需求。
此外，功能陶瓷还具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
它们能够抵抗酸、碱、溶剂等腐蚀介质的侵蚀，能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
这使得功能陶瓷在化工、医疗和环境保护等领域得到广泛应用。
例如，它们可以用于制造化学反应器、人工关节和废水处理设备，为人们提供更安全和健康的生活环境。
除了上述应用领域，功能陶瓷还广泛应用于光学、光电和生物医学等领域。
它们具有良好的光学透明性、光学非线性和生物相容性，因此在激光器、光纤通信和生物传感器等方面发挥着重要作用。
这些应用推动了功能陶瓷技术的不断发展和创新。
总结起来，功能陶瓷具有独特的性质，广泛应用于各个领域。
它们推动了现代科技的发展，提高了工业生产效率和产品质量，改善了人们的生活品质。
随着科技的不断进步，功能陶瓷的研究和应用前景将更加广阔，为人类创造更多的可能性。
功能陶瓷材料研究进展概述
功能陶瓷材料研究进展概述功能陶瓷材料指的是具有特殊功能的陶瓷材料，比如高温耐磨陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、热敏陶瓷等。
这些功能陶瓷材料广泛应用于电子、信息、通信、环保、医疗、军工等领域，其研究与应用已经成为一个重要的研究领域。
本文将从四个方面对功能陶瓷材料的研究进展进行概述。
一、高温耐磨陶瓷的研究进展高温耐磨陶瓷主要应用于高温、高压、高速等极端环境下的工作条件。
近年来，高温耐磨陶瓷的研究进展主要体现在以下三个方面：1、高温耐磨陶瓷的材料研究：传统的高温耐磨陶瓷材料一般为氧化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锆等。
目前，研究人员在这些材料的制备、结构设计、织构控制等方面进行了深入研究，并开发出了一系列的新型高温耐磨陶瓷材料，比如碳化硼、碳化钨、氧化铈等，这些材料具有更好的高温、高热、高压性能。
2、高温耐磨陶瓷组件的设计与制备：高温耐磨陶瓷常用于制备涡轮叶片、燃烧室衬板、轴承等零部件。
对于这些零部件，研究人员需要进行适应性设计，以对抗不同的极端环境。
同时，在制备过程中，要求材料的制备工艺、成型方式、加工工艺等都达到高度精密化。
3、高温耐磨陶瓷的表面处理：高温耐磨陶瓷的表面处理一般包括化学处理、物理处理和机械处理。
通过这些表面处理手段，可以提高高温耐磨陶瓷的力学性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能和防摩擦性能。
压电陶瓷是一种能将机械能转化为电能或电能转化为机械能的材料。
近年来，压电陶瓷的研究进展主要体现在以下两个方面：1、压电陶瓷材料的研究：常见的压电陶瓷材料有PZT陶瓷、BT陶瓷、PMN-PT陶瓷等。
经过不断研究，研究人员已经获得了一系列新型压电陶瓷材料，比如高温压电陶瓷、柔性陶瓷、波导陶瓷等。
这些材料具有更好的压电性能、机械性能以及抗疲劳性能。
2、压电陶瓷器件的研究：压电陶瓷器件一般包括声波器件、电场滤波器、电压传感器等。
针对不同的应用场景，研究人员需要对器件进行不同的设计，同时进行制备和测试。
磁性陶瓷是一类具有磁性的陶瓷材料，其广泛应用于电子、信息、通信、医疗等领域。
《功能陶瓷材料》PPT课件
第7章
功能陶瓷材料物理
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前言
材料可以分成三大类，金属、陶瓷、有机高分子。
金属材料的基本特征是：由金属元素原子构成，原子之间 的结合是金属键，含有许多自由电子。
有机高分子材料的基本特征是：主要由碳、氧、氢、硅等 非金属元素原子构成，原子之间的结合主要是共价键，一般 没有自由电子。
为了提高陶瓷质量，人们对粉料制备进行了许 多研究，发明了多种制备超细陶瓷粉料的方法。其 中，湿化学法尤其重要。
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1、共沉淀法
共沉淀是指溶液中一种不溶或难溶成分在形成沉淀过程中， 将共存的某些其它组分一起带着沉淀下去的现象。
共沉淀的原理基于表面吸附、形成混晶、异电核胶态物质相 互作用及包藏等。
金属蒸汽真空弧离子源离子注入离子束增强辅助沉积等离子源离子注入激光表面合金化激光化学气相沉积等离子体辅助化学气相沉积双层辉光等离子体表面合金化脉冲高能量等离子体表面改性技术离子注入装置举例离子注入材料表面改性的强化机理离子注入后能显著提高材料表面的硬度耐磨性耐疲劳性抗腐蚀和抗氧化等性能其改性的机理认为主要有以下几种
高度均匀性，高纯性，可降低烧结温度，可在分子水平上进
行组元控制。
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例: YSZ粉的Sol－Gel法制备 异丙醇锆 醋酸钇
↓混合搅拌 均匀溶液
↓吸水；水解－聚合反应 溶胶 ↓干燥 凝胶
↓ 煅烧
↓ YSZ粉末 纳米级大小
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三、一些特殊的烧结方法：
1、热压烧结：
就是在对样品施加压力的条件下烧结。
吸附共沉淀：特征是主沉淀成分表面积大、吸附力强， 故吸附和富集效率高。
混晶共沉淀：两种金属离子和一种沉淀剂形成的晶形、 晶核相似的晶体，称为混晶。如PbSO4-SrSO4混晶。
功能陶瓷的特点及应用
功能陶瓷的特点及应用功能陶瓷是指具有特定功能的陶瓷材料，它们通常具有特殊的物理、化学、电学和磁学性能，以及高温稳定性和耐腐蚀性。
以下将以电子陶瓷、磁性陶瓷、结构陶瓷和生物陶瓷为例，介绍功能陶瓷的特点及应用。
1. 电子陶瓷：电子陶瓷是一种应用于电子器件中的陶瓷材料，具有优异的电学特性和高温稳定性。
其特点包括高介电常数、低介电损耗、低热膨胀系数和优异的绝缘性能。
电子陶瓷主要应用于电容器、石英晶体谐振器、微波滤波器等电子元件中，广泛应用于通信、计算机和消费电子等领域。
2. 磁性陶瓷：磁性陶瓷是一种具有磁性的陶瓷材料，主要包括铁氧体陶瓷和硬质磁性材料。
磁性陶瓷具有优异的磁性能，如高磁导率、高剩磁和高矫顽力。
铁氧体陶瓷主要应用于电感器、传感器、磁记录材料等领域；硬质磁性材料则广泛应用于电机、发电机、转轴、磁磨粉等领域。
3. 结构陶瓷：结构陶瓷是一种具有优异力学性能的陶瓷材料，主要包括氧化铝、氮化硅和碳化硅等。
结构陶瓷具有高硬度、高强度、耐磨性和耐腐蚀性等特点，广泛应用于机械、航空航天、汽车和能源等领域。
例如，氧化铝陶瓷可用于制造切割工具、机械密封件和电子陶瓷等；氮化硅和碳化硅陶瓷则常用于制造高温热工装备和轴承等。
4. 生物陶瓷：生物陶瓷是一类用于医疗和生物工程的陶瓷材料，主要包括氧化锆、羟基磷灰石和氧化铝等。
生物陶瓷具有良好的生物相容性、化学稳定性和力学性能，可用于制造人工骨骼、牙科修复材料、植入器件等。
例如，氧化锆陶瓷可用于制作人工关节和牙科修复材料，羟基磷灰石陶瓷则可用于骨修复和植骨。
总结起来，功能陶瓷具有特定的物理、化学和电学性能，以及高温稳定性和耐腐蚀性。
它们在电子、磁性、结构和生物领域都具有重要的应用价值，广泛用于电子器件、磁性材料、机械装备、医疗器械等各个领域。
随着科技的发展，功能陶瓷的研究和应用将进一步得到拓展，为各行各业的发展提供新的可能性。
功能陶瓷材料
功能陶瓷材料
功能陶瓷材料是一种特种陶瓷材料，具有特殊的功能和性能，被广泛应用于各个领域。
以下是关于功能陶瓷材料的介绍。
功能陶瓷材料是通过合理的成分配比和特殊的工艺制造而成的，具有优异的物理、化学和机械性能。
功能陶瓷材料主要包括氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、硼化硅陶瓷、钛酸锆陶瓷等。
首先，功能陶瓷材料具有优异的耐高温性能。
它们能在高温环境下保持稳定的性能，不易受到氧化、腐蚀和磨损。
因此，功能陶瓷材料被广泛应用于航空航天、化工、电子等高温领域，例如发动机喷嘴、高温炉膛衬里等。
其次，功能陶瓷材料具有优异的耐磨性和硬度。
它们的硬度往往比金属材料高出几倍甚至几十倍，耐磨性能也远远超过传统的金属材料。
这使得功能陶瓷材料在机械制造、汽车、电子等领域中被广泛应用，例如轴承、刀具等。
此外，功能陶瓷材料还具有良好的绝缘性能和导热性能。
其绝缘性能优于金属材料，能够有效隔离电流和热量，因此广泛应用于电子设备和高压设备中。
另外，它们的导热性能也非常好，可以作为散热器和热交换器的材料，具有较低的热阻。
除此之外，功能陶瓷材料还具有其他一些特殊的功能，如透明陶瓷具有良好的光学性能，被广泛应用于激光器、光纤通信等领域。
另外，功能陶瓷材料还具有较好的化学稳定性和生物学相容性，可以用于医疗器械、人工关节等领域。
总之，功能陶瓷材料是一类具有特殊功能和性能的材料，具有耐高温、耐磨、绝缘、导热等优良性能，被广泛应用于各个领域。
随着科学技术的不断发展，功能陶瓷材料将在更多的领域展现它们的优势和潜力。
功能陶瓷及应用知识点总结
功能陶瓷及应用知识点总结一、功能陶瓷的概念及分类功能陶瓷是指具有特定功能的陶瓷材料，主要包括结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷、环境陶瓷和陶瓷复合材料等。
根据功能的不同，功能陶瓷可以分为：1. 结构陶瓷：主要用于承受结构应力和外力作用的陶瓷材料，包括砖瓦、建筑陶瓷、化工陶瓷等。
其特点是硬度高，抗压、抗弯和抗冲击性能好。
2. 功能陶瓷：主要指具有特定功能的陶瓷材料，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化锆陶瓷等。
其特点是具有一定的电、磁、热、光、声等功能。
3. 生物陶瓷：主要用于医疗领域，如氧化锆陶瓷、生物活性玻璃陶瓷等。
其特点是无毒、无刺激、无放射性，能与生物体组织相容。
4. 环境陶瓷：主要用于环境保护和治理，如陶瓷过滤器、陶瓷填料等。
其特点是耐高温、耐腐蚀，具有吸附、过滤、分离等功能。
5. 陶瓷复合材料：由两种或两种以上的材料经过一定的工艺加工成的复合陶瓷材料，如陶瓷金属复合材料、陶瓷陶瓷复合材料等。
其特点是具有两种或两种以上材料的优点，具有良好的综合性能。
二、功能陶瓷的制备工艺及应用1. 制备工艺（1）粉体制备：包括干法制备和湿法制备两种方式。
干法制备通过研磨、干燥、筛分等步骤获得所需的粉末。
湿法制备则是通过溶胶-凝胶法、水热法、水热合成法等将所需的原料转化成溶液、凝胶状物质，再通过干燥、热处理等步骤制备成粉末。
（2）成型工艺：包括模压成型、注射成型、挤压成型、等静压成型等方式。
（3）烧结工艺：包括氧化烧结、还原烧结、热处理等方式。
2. 应用（1）氧化铝陶瓷：主要用于电气绝缘、耐磨、耐腐蚀、高温、高压等领域，如磨具、瓦楞板、电阻片、耐火材料等。
（2）氮化硅陶瓷：主要用于磨具、轴承、喷嘴、耐火材料等领域，具有高硬度、高耐磨、高耐腐蚀、高温稳定性好的特点。
（3）氧化锆陶瓷：主要用于生物医学领域，如牙科修复、人工关节、医疗器械等，具有生物相容性好、抗摩擦、抗磨损、抗腐蚀等特点。
（4）生物活性陶瓷：主要用于骨科和牙科领域，如骨修复材料、牙科种植体、骨接合材料等，具有促进骨组织生长、良好的生物相容性、无毒、无刺激等特点。
(完整word版)功能陶瓷材料的分类及发展前景
功能陶瓷材料的分类及发展前景功能陶瓷是指在应用时主要利用其非力学性能的材料，这类材料通常具有一种或多种功能。
如电、磁、光、热、化学、生物等功能，以及耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等功能。
功能陶瓷已在能源开发、空间技术、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等领域得到广泛应用。
1.电子陶瓷电子陶瓷包括绝缘陶瓷、介电陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、热释电陶瓷、敏感陶瓷、磁性材料及导电、超导陶瓷。
根据电容器陶瓷的介电特性将其分为６类：高频温度补偿型介电陶瓷、高频温度稳定型介电陶瓷、低频高介电系数型介电陶瓷、半导体型介电陶瓷、叠层电容器陶瓷、微波介电陶瓷。
其中微波介电陶瓷具有高介电常数、低介电损耗、谐振频率系数小等特点，广泛应用于微波通信、移动通信、卫星通信、广播电视、雷达等领域。
2.热、光学功能陶瓷耐热陶瓷、隔热陶瓷、导热陶瓷是陶瓷在热学方面的主要应用。
其中，耐热陶瓷主要有Al2O3、MgO、SiC等，由于它们具有高温稳定性好，可作为耐火材料应用到冶金行业及其他行业。
隔热陶瓷具有很好的隔热效果，被广泛应用于各个领域。
陶瓷材料在光学方面包括吸收陶瓷、陶瓷光信号发生器和光导纤维，利用陶瓷光系数特性在生活中随处可见，如涂料、陶瓷釉。
核工业中，利用含铅、钡等重离子陶瓷吸收和固定核辐射波在核废料处理方面广泛应用。
陶瓷还是固体激光发生器的重要材料，有红宝石激光器和钇榴石激光器。
光导纤维是现代通信信号的主要传输媒介，具有信号损耗低、高保真性、容量大等特性优于金属信号运输线。
透明氧化铝陶瓷是光学陶瓷的典型代表，在透明氧化铝的制造过程中，关键是氧化铝的体积扩散为烧结机制的晶粒长大过程，在原料中加入适当的添加剂如氧化镁，可抑制晶粒的长大。
其可用作熔制玻璃的坩埚，红外检测窗材料，照明灯具，还可用于制造电子工业中的集成电路基片等。
3.生物、抗菌陶瓷生物陶瓷材料可分为生物惰性陶瓷和生物活性陶瓷，生物陶瓷除了用于测量、诊断、治疗外，主要是用作生物硬质组织的代用品，可应用于骨科、整形外科、口腔外科、心血管外科、眼科及普通外科等方面。
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解决方案：掺铈或氧化铝，可以抑制低温老化
耐磨性 高温半导体化
研磨介质，轴承，部分 燃料电池，冶金工业用氧探测器，高温发热件 牙修复，人工关节 全陶瓷表壳，刀具，装饰品 不生锈，越用越光亮，良好的光泽和质感
生物材料
文体生活用
瑞士 “雷达” 牌手表-黑色氧 化锆陶瓷表壳
结构陶瓷材料：氮化物类
氮化物陶瓷 氮化硅(Si3N4)
粉末原料合成较复杂
粉末的制备方法主要有四种：（1）硅粉直接氮化法；（2）SiO2碳热还原 氮化法；（3）硅亚胺热解法；（4）化学气相沉积法。
烧结
氮化物为强共价键，结合强，非常难烧结
必须施加气氛保护， 否则烧结中会氧化
2015-5-28
3、使用原料不同 陶器使用一般黏土即可制坯烧成，瓷器则需要选择特定的 材料，以高岭土作坯。烧成温度在陶器所需要的温度阶段， 则可成为陶器，例如古代的白陶就是如此烧成的。高岭土 在烧制瓷器所需要的温度下，所制的坯体则成为瓷器。但 是一般制作陶器的黏土制成的坯体，在烧到1200℃时，则 不可能成为瓷器，会被烧熔为玻璃质。 4、透明度不同 陶器的坯体即使比较薄也不具备半透明的特点。例如龙山 文化的黑陶，薄如蛋壳，却并不透明。瓷器的胎体无论薄 厚，都具有半透明的特点。
在高频磁场下，平面偏振 尖晶石型铁氧体 电磁波在材料中按一定方 磁铁石型铁氧体 向传播过程中，偏振面不 石榴石型铁氧体 断绕传播方向旋转。 具有磁致伸缩的材料，可 镍铜铁氧体 将电能与机械能相互转化。镍锌铁氧体
压磁铁 氧体
水声器件、计算机 存储器、机械滤波 器和电讯、测量元 件。
（５）热释电陶瓷
热释电效应：晶体由于温度的变化而发生自 发极化，在晶体的一定方向上产生表面电荷 的现象称为热释电效应。
2015-5-28
中国人早在约公元前8000－2000 年（新石器时代） 就发明了陶器。 陶瓷是陶器和瓷器的总称。
2015-5-28
陶器与瓷器的区别
1、烧成温度不同 陶器烧成温度一般都低于瓷器，最低甚至达到800℃以下， 最高可达1100℃左右。瓷器的烧成温度则比较高，大都在 1200℃以上，甚至有的达到1400℃左右。 2、坚硬程度不同 陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，敲击时声音发问， 胎体硬度较差，有的甚至可以用钢刀划出沟痕。瓷器的烧 成温度高，胎体基本烧结，敲击时声音清脆，胎体表面用 一般钢刀很难划出沟痕。
碳化硼陶瓷B4C 目前已知材料中硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的超硬材料
磨料
防弹板 长寿命的耐磨损件
吸收中子，核工业用
二、功能陶瓷材料
2015-5-28
１．功能陶瓷的含义 指利用陶瓷特有的物理性质（非力学性质）和对力、 热、光、磁、电、声等的敏感性制成的具有一定应用 功能的材料，或对生物体起到特定功能的材料。 ２．功能陶瓷的种类
氮化硅陶瓷的应用
Si3N4陶瓷具有较高的强度、硬度和断裂韧性， 而且又有较小的热膨胀系数，因而作为金属切 削刀具使用时，表现出很好的耐磨性、红硬性、 抗机械冲击性和抗热冲击性。
清华大学, 苗赫濯教授
用作轴承(密度低，硬度高，机械强度高，热膨 胀小使工作温度范围更宽)，强于钢轴承，使用 寿命上：氧化铝<碳化硅<氧化锆<氮化硅 ，用 于航天，汽车等领域
•电子陶瓷
•光学陶瓷
•生物陶瓷等
电子陶瓷
具有电磁特性和电磁功能的陶瓷。
分类：压电陶瓷、介电陶瓷、半导体陶 瓷、磁性陶瓷、热释电陶瓷、铁电陶瓷。
（１）压电陶瓷
•压电效应
正压电效应：当对某些晶体施加压力、张力或切向 力时，则发生与应力成正比例 的介质极化，同时在 晶体两端将出现数量相等、符号相反地束缚电荷， 这种现象称为正压电效应。 逆压电效应：在晶体上施加电场引起极化时，将产 生与电场强度成正比例的变形或机械应力。 正、逆压电效应统称为压电效应。
（4）磁性陶瓷
陶瓷质磁性材料的电阻率高，具有较高的高频磁导 率。 包括：铁氧体陶瓷和不含铁的磁性陶瓷。
铁氧体的类型 名称 软磁性 铁氧体 硬磁性 铁氧体 矩磁性 铁氧体 旋磁性 铁氧体 特性 常见物质 用途 高频磁芯元件、记 忆元件和录音、录 像机的磁头。 扬声器、电表、助 听器、录音磁头等 记忆元件、逻辑元 件、磁放大器和开 关元件等。 微波元件 在低磁场作用下沿磁场方 锰锌铁氧体 向强烈磁化，撤去磁场则 镍锌铁氧体 磁性消失。 一旦被磁化，就可长久保 钡铁氧体 持磁性，又称为永磁铁氧 锶铁氧体 体。 具有矩形磁滞回线 镁锰铁氧体 锂锰铁氧体
在高电压发生装置上的应用
利用压电陶瓷的正压电效应，可以简单地将机
械能转换成电能，产生高电压。
压电陶瓷可作为：压电点火器、煤气灶点火器、
打火机、压电开关等。 ＃
在滤波器上的应用
滤波器的主要功能是决定或限制电路的工作频
率，压电陶瓷滤波器利用压电陶瓷的谐振效应，
在线路中分割频率，只允许一段频率通过。
应用：电视机的视屏中间滤波器、调频接收机 用中频滤波器等。＊
在水声技术中的应用
压电陶瓷水声换能器 ＊ 是利用压电陶瓷的正、逆压电效应发射声波或接收 声波来完成水下观察、通信和探测工作。
具体过程如下：压电陶瓷在电场作用下具有正负极， 能产生电致伸缩效应，在交变电场作用下发生振动， 振动在声频范围内就能发出声音，当在共振频率时 就能发出很强的声波，能传几海里以至几十海里， 碰到障碍物就能反射回来，压电陶瓷接收反射波并 转变为电信号，记录电信号，计算传播时间和方向 就可判断障碍物的方向和位置。具有水中雷达的作 用。
用其力学性能的材料。
氧化物类 氮化物类 碳化物类
先进陶瓷材料:功能陶瓷材料：指以电、磁、光、
声、热力、化学和生物学信息的检测、转换、耦合、传输及 存储功能为主要特征，这类介质材料通常具有一种或多种功 能。
结构陶瓷材料：氧化物类
氧化物陶瓷材料 良好的高温性能（尤其是在空气中），不腐蚀不生锈， 强度、硬度高、耐磨性好，绝缘性好，生物相容性好
下一代半导 体材料的有 力候选！！！
粉体制备：C粉+SiO2加热生成SiC 烧结：气氛保护，否则会氧化
碳化硅陶瓷：用途 在化工、冶金、石油、造纸工业中用于 耐酸、耐碱泵的密封装置和滑动装置 用作防弹板（硬度高、比重小、弹道性能较好和价格较低 ） 在石油工业、能源、环保、宇航火箭领域，用作喷嘴 研磨（砂纸）
2015-5-28
5、釉料不同 陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的烧 成温度时即可熔融。瓷器的釉料有两种，既可在高温下与 胎体一次烧成，也可在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次 低温烧成。
2015-5-28
2015-5-28
秦兵马俑
2015-5-28
从 陶 器 到 瓷 器
2015-5-28
1、氧化铝(Al2O3)
高硬度和耐磨性 优良的电绝缘性 高温性能好 生理环境中稳定 陶瓷刀具，拉丝模，轴承等，化工喷嘴，阀门 陶瓷基板、电路外壳、管座等 作坩埚，热电偶保护管，炉管等。 牙科移植，人工关节
要求烧结密度极高
“红宝石”，“蓝宝石”
透明性
激光器，高压钠灯， 金卤灯灯管
2、氧化锆(ZrO2) 陶瓷中最高的韧性，极高的强度，热膨胀系数接近金 属，适合与金属接合，常温下绝缘，高温下具有离子电导 （燃料电池），良好的生物相容性。 添加Y（钇），得到的3Y-TZP氧化锆，可以使氧化锆 的高温晶体结构保留到室温，产生压应力，使得氧化锆陶 瓷具有高韧性、高强度。
•扫描电子显微镜
•照相机快门
•调光器元件
功 能 陶 瓷 材 料
世界上第一种人造材料 ----制出的陶器，盛裝液体的容器和煮食物的陶罐 ----吃不完的東西有了储存的地方 ----便于人們定居 ----进一步发展农牧业 ----划时代之伟大发明
主要内容
一、陶瓷的分类和特点 二、功能陶瓷材料
三、功能陶瓷材料的制备
2015-5-28
一、陶瓷的分类和特点
传统陶瓷与先进陶瓷的主要区别
区别点 原料 成分 成型 烧成 传统陶瓷
天然矿物原料 主要有粘土、长石、石英的产地决 定 注浆、可塑成型为主 温度一般1350以下，燃料以煤、油、 气为主
先进陶瓷
人工精制化工原料和合成原料 原料是纯化合物，由人工配比决定 模压、热压铸、轧膜、流延、等静压、注射 成型为主 结构陶瓷常需1600左右的高温，功能陶瓷需 精确控制烧成温度，燃料以电、气、油为主
（２）介电陶瓷 介电陶瓷与绝缘陶瓷在本质上属同一类陶瓷，指
通过控制介电性质，使之具有较高的介电常数、
较低的介质损耗和适当的介电常数温度系数的一
类陶瓷。 应用：
•微波介质元件（微波通信等） •陶瓷电容器（电子线路中）
（3）半导体陶瓷
•热敏半导体陶瓷 •气敏半导体陶瓷 •湿敏半导体陶瓷 •压敏半导体陶瓷 •光敏半导体陶瓷
结构陶瓷材料：碳化物类
碳化物陶瓷 碳化硅（SiC）
Si与C同族，电负性相近（参考金刚石，C），导致强共价键， 使得SiC具有很高的分解温度（熔点）和硬度。 强度较高（600MPa），热膨胀低 (4～4.8×10-6/℃ )。 纯SiC是不导电的，但是SiC的制备往往伴随着杂质的引入， 而少量的杂质就可以急剧降低SiC的电阻，使其半导体化
添加氧化铝、钇、镁，形成玻璃相
解决方案： 使用纳米粉体（烧结活性好）
降低烧结温度，高温性能劣化
改进烧结技术（热压，放电等离子烧结….）
氮化硅陶瓷的性能
密度：3.18g/cm3，氧化铝：3.98，氧化锆：6.06 良好的绝缘性能 尺寸稳定性 热膨胀系数较小：2.8×10-6/℃ ，氧化铝：7.9 ×106/℃ 氧化锆：10 ×10-6/℃ 煮沸的浓盐酸（HCl）、 浓硝酸（HNO3）、85%以下 优良的化学稳定性，能耐几乎所有的无机酸和某些 的硫酸（H SO ），25%以 2 4 碱液与盐的腐蚀 下的氢氧化钠（NaOH）、 非铁的熔融金属 氮化硅的硬度高，Hv=18GPa~21GPa，仅次于金刚 石、立方BN、B4C等少数几种超硬材料。 室温抗弯强度通常在800-1050MPa， 较高的室温抗弯强度和断裂韧性 断裂韧性为6-7MPa·m1/2 质轻