功能陶瓷材料种类繁多，用途广泛，可不可以举例并进行介绍？

新型功能陶瓷材料是以电、磁、光、声、热、力学、化学或生物功能等的介质材料.功能陶瓷材料种类繁多,用途广泛,主要包括铁电、压电、介电、热释电、半导体、电光和磁性等功能各异的新型陶瓷材料.

新型功能陶瓷材料是电子信息、集成电路、移动通信、能源技术和国防军工等现代高新技术领域的重要基础材料.功能陶瓷及其新型电子元器件对信息产业的发展和综合国力的增强具有重要的战略意义.

半导体陶瓷

半导体陶瓷是指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料.与多晶半导体不同的是,半导体陶瓷存在大量晶界,晶粒的半导体化是在烧结工艺过程中完成的,因此具有丰富的材料微结构状态和多样工艺条件,特别适用于作为敏感材料.除半导体晶界陶瓷电容器外,目前已使用的敏感材料,主要有热敏材料、电压敏材料、光敏材料、气敏材料、湿敏材料等.

磁性陶瓷材料

磁性陶瓷主要是指铁氧体陶瓷,铁氧体是以氧化铁和其他铁族或稀土族氧化物为主要成分的复合氧化物.铁氧体多属半导体,电阻率远大于一般金属磁性材料,具有涡流损失小的优点,在高频和微波技术领域,如雷达技术、通信技术、空间技术、电子计算机等方面都到了广泛的应用.

高温超导陶瓷

高温超导陶瓷指相对金属而言具有较高超导温度的功能陶瓷材料.从20世纪80年代对超导陶瓷的研究有重大突破以来,对高温超导陶瓷材料的研究及应用倍受关注.近十几年以来,我国在这方面的研究一直处于世界先进水平.目前高温超导材料的应用正朝着大电流应用、电子学应用、抗磁性等方面发展.

绝缘陶瓷

绝缘陶瓷是指在电子设备中作为安装、固定、支撑、保护、绝缘、隔离及连接各种无线电元件及器件的陶瓷材料.绝缘陶瓷要求具有体积电阻率高、介电系数小、损耗因子低、介电强度高、耐腐蚀和机械性能好等特性.

绝缘陶瓷被广泛应用在电路基板、封装、高频绝缘瓷等行业,主要器件有绝缘子、火花塞、电阻器基体材料和集成电路基片等.

介电陶瓷

介电陶瓷又称电介质陶瓷,是指在电场作用下具有极化能力,且能在体内长期建立起电场的功能陶瓷.介电陶瓷具有绝缘电阻高、耐压高、介电常数小、介电损耗低、机械强度高以及化学稳定好的特点,主要用于电容器和微波电路元件.

介电陶瓷包括铁电介质陶瓷、半导体介质陶瓷、高频介质陶瓷和微波介质陶瓷等陶瓷介质材料.

纳米功能陶瓷

纳米功能陶瓷是应用于空气净化及水处理等具有抗菌、活化、吸附、过滤等功能的新型功能陶瓷,具有远红外释放功能、负离子释放功能、光催化抗菌功能、除臭、吸附、过滤功能、矿化功能.

压电陶瓷

压电陶瓷是指把氧化物混合(氧化锆、氧化铅、氧化钛等)高温烧结、固相反应后而成的多晶体,并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称,是一种能将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料.由于具有较好的力学性能和稳定的压电性能,压电陶瓷作为一种重要的力、热、电、光敏感功能材料,已经在传感器、超声换能器、微位移器和其它电子元器件等方面得到了广泛的应用.

常用的压电元件有传感器、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,新型压电陶瓷材料主要有: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.

透明功能陶瓷

透明功能陶瓷材料是在光学上透明的功能材料,它除了具有一般铁电陶瓷所有的基本特性以外,还具有优异的电光效应.通过组分的控制可呈现电控双折射效应、电控光散射效应、电控表面畸变效应、电致伸缩效应、热释电效应、光致伏特效应以及光致伸缩效应等.

透明陶瓷可以被制成各种用途的电-光、电-机军民两用器件:光通信用的光开关、光衰减器、光隔离器、光学存储、显示器、实时显示组页器、光纤对接、光纤熔接以及光衰减器等方面应用的微位移驱动器、光强传感器、光驱动器等.

随着材料科学的迅速发展,功能陶瓷材料的各种新性能、新应用不断被人们所认识,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.功能陶瓷也朝着高性能、高可靠性、多功能、微型化和集成化的方向发展.

据我所知，目前，压电元件材料一般有三大类，即压电晶体、压电半导体和压电陶瓷材料。压电材料中研究得比较早的压电晶体是石英晶体，它的机电性能稳定，没有内耗，它在频率稳定器、扩音器、电话、钟表等领域里都有广泛应用。此外，酒石酸钾钠、磷酸二氢胺、钽酸锂、铌酸锂、碘酸锂等晶体也都是比较好的压电晶体材料。压电半导体材料主要有CdS、CdSe、ZnO、ZnS、ZnTe、CdTe等IIB～VIA族化合物及GaAs、GaSb、InAs、InSb、AIN等Ⅲ～ⅤA族化合物。目前，在微声技术上用得最多的是CdS、CdSe和ZnO。压电陶瓷材料主要有钛酸钡（BaTiO3）、钛酸铅（PbTiO3）和锆钛酸铅。其中，钛酸钡是第一个被发现可以制成陶瓷的铁电体，钛酸钡单晶的介电常数各向异性显著，沿极化轴方向的介电常数比垂直于极化轴方向小得多，但极化陶瓷的各向异性比单晶小得多，陶瓷的介电常数与晶粒大小和密度有关。钛酸铅是一种典型的钙钛矿结构铁电体，其晶格结构与钛酸钡相似，钛酸铅晶体结构的各向异性大，矫顽电场又高，因此对致密的纯钛酸铅陶瓷很难获得优良的压电性能。钛酸铅陶瓷制备中的改性主要是通过添加物改善其工艺性能，以便获得电阻率较高又不开裂的致密陶瓷体。其中比较成功的途径是加入高价离子置换Pb2+或Ti4+，在晶格中生成A缺位。由于钛酸铅陶瓷介电常数低，机械品质因数高，适于高频和高温下应用。锆钛酸铅压电陶瓷是由锆酸铅和钛酸铅构成的固溶体压电陶瓷材料。锆酸铅(PhZrO3）也是一种具有钙钛矿结构的化合物，但在室温下却是斜方反铁电体。对锆钛酸铅固溶体压电陶瓷的改性主要途径是在化学组成上作适当地变化，即离子置换形成固溶体或添加少量杂质，以获得所要求的电学性能和压电性能。

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