電性功能材料

1、電性功能材料小組成員： 魏慶發(fā) 伍貴成 石 彥 肖 楊 高亦輝目錄快離子導體材料導電薄膜超導材料壹 快離子導體材料（1）銀和銅的鹵族和硫族化合物金屬原子在這些化合物鍵合位置相對隨意。 。（2）具有-氧化鋁結(jié)構(gòu)的高遷移率的單價陽離子氧化物。 。（3）具有氟化鈣（CaF2)結(jié)構(gòu)的高濃度缺陷氧化物。常見的快離子導體快離子導體制備方法高溫固相燒結(jié)溶膠-凝膠法化學氣相沉積法快離子導體的結(jié)構(gòu)與基本性能當離子晶體結(jié)構(gòu)中存在著非密堆積或一定量的空位、間隙離子等缺陷，則可以借助這些缺陷實現(xiàn)某些離子的擴散。在外電場作用下，這些離子晶體可通過上述離子的遷移導電。在某些溫度下具有高的電導率 常見的快離子導體材料立方穩(wěn)

2、定的氧化鋯純的氧化鋯是從ZrSiO4中提取的，具有三種結(jié)構(gòu)：單斜、四方和立方結(jié)構(gòu)單斜結(jié)構(gòu)：1170以下是穩(wěn)定的四方晶體結(jié)構(gòu)：11702370穩(wěn)定立方晶體結(jié)構(gòu)：2370到熔點2680是穩(wěn)定的。通過加入低價離子可以代替部分鋯把立方晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定到室溫。立方ZrO2具有螢石的結(jié)構(gòu)，氧離子排成簡單立方。在點陣的1/2處占據(jù)著四價鋯離子。低價陽離子置換鋯離子導致氧離子空位的形成?？瘴环€(wěn)定了結(jié)構(gòu)，同樣導致在氧的亞晶格中高的遷移率。常見的快離子導體材料Rb4Cu16Cl13I7是目前室溫電導率最高的固體電解質(zhì)，具有-Mn結(jié)構(gòu)，屬于復雜的體心立方晶系，其中Cu離子占據(jù)四面體空隙中的一小部分，大部分四面體空隙是空

3、的。四面體的共有面構(gòu)成離子傳導的通道，銅離子在其中可以自由移動。另外，Cu離子的極化率異常大，也是構(gòu)成高電導率的原因。銀離子、銅離子導體的晶體結(jié)構(gòu)分別是體心立方結(jié)構(gòu)和面心立方結(jié)構(gòu)。根據(jù)它們的特點，原有晶體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行離子置換得到許多類似結(jié)構(gòu)的銀銅離子導體。離子置換是銀離子、銅離子導體的一個重要化學特性，是尋找常溫下銀銅離子導體的主要方法之一。人們得到很多高電導率的銅銀離子導體，他們的缺點是分解電壓低。貳 導電薄膜導電薄膜SnO2為例，薄膜的晶粒尺寸和晶界缺陷的增加，導致薄膜的表面電阻增加，導電性能下降 。S WPVD(物理氣相沉積）：包括蒸發(fā)沉積、濺射沉積化學氣相沉積（CVD) 制備方法濺

4、射法 荷能粒子（如正離子）轟擊靶材，使靶材表面原子或原子團逸出的現(xiàn)象。逸出原子在工件表面形成與靶材表面成分相同的薄膜。蒸發(fā)法在真空條件下，把蒸鍍材料放置于坩堝內(nèi)加熱熔化（或升華），產(chǎn)生的蒸氣原子（或分子）向周圍運動，當碰到溫度較低的基體時，凝結(jié)在基體表面上形成鍍膜的方法。叁超導材料完全導電性 完 全 抗 磁 性（邁斯納效應(yīng)） 。通量量子化 。特性超導體制備方法通常是借助助熔劑熔化，再通過慢降溫結(jié)晶生長。單晶制備燒結(jié)法(固相擴散反應(yīng))；熔化法 （ 工 藝 方 法 有 熔 融 織 構(gòu)(MTG)法(美國)、液相處理(LPP)法(美國)、淬火熔化生長(QMG)法(日本)和粉末熔化處理(PMP)法(中國

5、)4種） 。多晶塊材制備粉末套管法，即把氧化物粉末裝入金屬管中，通過擠壓、軋制、拉拔、靜壓等加工及相應(yīng)的熱處理(溫度與固態(tài)燒結(jié)法相近)，就可以制成金屬復合線(或帶)材。這種工藝通常采用銀(Ag)作為金屬基材。金屬復合材料制備 超導材料性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系 超導現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是由于在超導態(tài)時，電子之間存在著特殊的吸引力，而不是正常態(tài)時電子之間的靜電斥力。這種吸引力使電子雙雙結(jié)成庫柏電子對，它是超導態(tài)電子與晶格點陣間相互作用產(chǎn)生的結(jié)果。 處在超導態(tài)的電子，配成庫柏電子對存在，配對的電子，其自旋方向相反，總動量為零。庫柏對作為整體與晶格作用，因此一個電子若從晶體得到動量，則另一個電子必失去動量，作為整體，不與晶格交換動量，也不交換能量，能自由地通過晶格，因此沒有電阻。發(fā)展趨勢 電性功能材料的重要發(fā)展趨勢之一是除了電學性能（如高電導率）以外，還要求同時具有另外一項或多項其他優(yōu)越性能（如高強度、高導熱性、高抗腐蝕性、低價格.） 最新電性材料研究進展1）超高純銅（UPHC）的生產(chǎn)和應(yīng)用；2）高電導率機械強