《功能陶瓷材料問題研究3000字》

功能陶瓷材料及其應(yīng)用研究報告內(nèi)容摘要摘要:功能陶瓷材料因其在磁、電、聲、光、機械、熱等領(lǐng)域的優(yōu)異性能，在生命生產(chǎn)和科技發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于微電子、激光技術(shù)、自動化技術(shù)、光電子技術(shù)、通信、環(huán)保、能源和生物醫(yī)學(xué)等重大領(lǐng)域。本文主要介紹了幾種功能陶瓷材料的主要類型、性質(zhì)和應(yīng)用，基于此分析了我國功能陶瓷的發(fā)展現(xiàn)狀并提出了相關(guān)的應(yīng)對措施。關(guān)鍵詞：功能陶瓷；應(yīng)用研究；對策引言功能陶瓷就是一種可以靈活運用光線、熱能、電力、聲音、磁力、化學(xué)能或者是其他生物功能媒介等直接效應(yīng)及禍合效應(yīng)的先進材料。功能陶瓷已經(jīng)經(jīng)歷了電介質(zhì)陶瓷、壓鐵電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、高溫超導(dǎo)陶瓷等一系列的過程，已被廣泛應(yīng)用于微電子、電子、激光技術(shù)、自動化技術(shù)、光電子技術(shù)、通信、環(huán)保、能源和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，是推動我國科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的極為重要的功能材料?，F(xiàn)在的功能陶瓷正在向更為智能、小型、復(fù)合、多樣化和材質(zhì)、設(shè)計、工藝一體化的方向來進一步的發(fā)展。但是我們對于功能陶瓷材料的研究還遠遠不夠，存在一定的發(fā)展空間，依然存在著很多科學(xué)技術(shù)方面的難題，一定程度上制約了功能陶瓷全球化的發(fā)展前景。但一方面隨著科學(xué)和技術(shù)的逐步發(fā)展，我們有理由去相信在不久的將來，功能陶瓷材料一定能夠在世界范圍內(nèi)，在許多的科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中都發(fā)揮出巨大的功能和作用。一、功能陶瓷材料分類及應(yīng)用（一）鐵電壓電陶瓷材料由于電子器件智能化和小型化的進一步發(fā)展，尺寸小巧、性能更優(yōu)異的新材料成為材料科學(xué)領(lǐng)域的最為優(yōu)先的研究方向。鐵電壓電材料具有獨特的光學(xué)、電學(xué)和光電特性，廣泛應(yīng)用于信息存儲、檢測、傳感器、通信和軍事領(lǐng)域。它們主要分為以下幾種類型。1.無鉛壓電陶瓷無鉛壓電陶瓷是一種新型功能材料，具有良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性和令人滿意的性能。目前主要開發(fā)鈮酸鹽陶瓷、陶瓷陶瓷和鉍層狀壓電陶瓷，它們具有不需要密封合成和燒結(jié)、不需要高溫極化、燒結(jié)溫度低、合成溫度低等特點。2.弛豫鐵電體弛豫鐵電體具有相對低的燒結(jié)溫度、很高的介電常數(shù)、大的電致伸縮系數(shù)、“彌散相變”得到的較低容溫變化率和幾乎無滯后的特點，在新型電致伸縮器件和多層陶瓷電容器應(yīng)用廣泛。目前研究熱點是聚合物聚偏氟乙烯——三氟乙烯的固溶體和妮鎂酸鉛——欽酸鉛單晶。3.壓電復(fù)合材料目前，研究非常活躍，應(yīng)用范圍主要包括壓電傳感器、熱釋電傳感器、超聲成像、無損探傷和非均勻振動傳感器。制造工藝不斷改進，并探索了脫模、注射成型和傳統(tǒng)方法等方法。壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)精度從100μm提高到20μm，將壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)精度提高到更高的水平。壓電陶瓷在晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)中不存在對稱的中心，所以它們具有壓電效應(yīng)，即機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換。壓電陶瓷材料具有成本低、能量轉(zhuǎn)換效率高、加工成型方便等優(yōu)點，常用于制作壓電器件、濾波器、諧振器、變壓器等。常用壓電元件:傳感器、氣體點火器、報警器、音頻設(shè)備、醫(yī)療診斷設(shè)備和通信設(shè)備等。常見的壓電材料是壓電陶瓷PZT。新型壓電陶瓷材料主要包括高靈敏度、穩(wěn)定的壓電陶瓷材料、電致伸縮陶瓷材料、熱釋電陶瓷材料等。壓電陶瓷作為電、機械、熱、光敏感材料，已廣泛應(yīng)用于超聲換能器、傳感器、無損檢測和通信技術(shù)中。（二）半導(dǎo)體陶瓷材料半導(dǎo)體陶瓷是傳感器技術(shù)和敏感元件的關(guān)鍵材料。它們與通信技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)和計算機技術(shù)密切相關(guān)。它們主要分為熱敏電阻、變阻器、半導(dǎo)體陶瓷電容器、濕度傳感器和氣體傳感器。大多數(shù)熱敏電阻是尖晶石氧化物半導(dǎo)體陶瓷，包括MnO-Ni0-O?系、Mn0-CoO-O?系、Mn0-Cu0-0?系等二元金屬氧化物陶瓷，Mn-Cu-Co、Mn-Cu-Ni、Mn-Co-Ni系等含Mn的三元金屬氧化物，廣泛用于控制溫度溫、測量溫度、穩(wěn)壓、補償、遙遠控制、時間的延續(xù)、流量流速測量等技術(shù)領(lǐng)域。氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料主要包括CoO系、NiO系ZrO?系、SnO系、Fe?O?系等過度金屬氧化物系，對天然氣、城市煤氣、丙烷、酒精、甲烷等可燃燒的氣體有一定程度上的敏捷反映。壓敏電阻器是利用伏安特性呈非線性以及電阻對電壓變化敏感的半導(dǎo)體陶瓷。ZnO是性能最好、應(yīng)用最廣的壓敏半導(dǎo)體陶瓷。光敏半導(dǎo)體陶瓷是利用陶瓷對光子能量的差異和電特性的不同，產(chǎn)生伏特、光電導(dǎo)效應(yīng)來制造制造光敏電阻和光電池。典型的光敏陶瓷有CdTe-CdS、Cu?S-CdS、CdSe、CdS等。（三）微波介質(zhì)陶瓷材料微波介質(zhì)陶瓷相當(dāng)一部分是用來制造諧振器、濾波器、介質(zhì)天線等設(shè)備，目前的現(xiàn)代通訊設(shè)備中發(fā)揮舉重若輕的作用。微波介質(zhì)陶瓷有著低介電損耗能力、高介電常數(shù)、溫度系數(shù)小等功能特質(zhì)，比較能夠滿足微波電路高可靠性、成本低廉、集成化、小型化的要求。根據(jù)使用頻率和相對介電常數(shù)的不同，在它們之間的系統(tǒng)復(fù)合系統(tǒng)為代表的低和高Q值微波介質(zhì)陶瓷、二、功能陶瓷發(fā)展趨勢及對策（一）功能陶瓷發(fā)展趨勢當(dāng)前的功能陶瓷發(fā)展方向以及大致趨勢可以總結(jié)為復(fù)合化、多功能化、低維化、智能化和設(shè)計化、材料與工藝一體化。對于一種材料的性能和功能長時間都難以滿足新技術(shù)的發(fā)展對材料整體性能的需求。材料復(fù)合技術(shù)可以通過加性效應(yīng)和罪惡與材料的相互作用，發(fā)展出原材料中不存在的新的功能效應(yīng)，或者產(chǎn)生遠遠不止一種的材料功能效應(yīng)。最近提出的梯度功能材料也可以看作是一種復(fù)合材料。功能性和結(jié)構(gòu)性材料或具有不同良好功能性的材料，為提高產(chǎn)品的性能和可靠性，促進產(chǎn)品向薄、輕、小的方向發(fā)展提供了基礎(chǔ)。當(dāng)一種材料，由于其顯著的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)而具有納米這樣小的特征尺寸時，它可以產(chǎn)生獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，如電、磁、光、熱等。功能陶瓷是納米技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一。比如制造鐵合金薄膜和非常細的粉末。智能的材料是功能陶瓷發(fā)展到一定階段的高級產(chǎn)物，是我們?nèi)祟惿鐣枨髮哟蔚奶岣吆同F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定時期的必然結(jié)果。（二）功能陶瓷的發(fā)展對策我國在功能陶瓷材料的研究方面與國外發(fā)達國家存在較大差距，在縮小兩者的差距、提高我們的研究水平方面，應(yīng)當(dāng)對以下的幾個問題給與重視：1.我國要繼續(xù)在原有水平上下功夫，突出重點，突出重點。由于功能陶瓷的種類和應(yīng)用比較多，不可能全方位考慮，必須突出電解液陶瓷和超導(dǎo)陶瓷的成就，加強與發(fā)達國家的技術(shù)交流，確保在這期間中國可以發(fā)揮功能陶瓷行業(yè)起到主導(dǎo)作用。2。我國應(yīng)從應(yīng)用出發(fā)，提高資源利用率，建立和完善研究體系和研究團隊，面向更廣闊的未來，參與中國功能陶瓷研究。國家要加大對高?；A(chǔ)研究的投入，鼓勵高校成立發(fā)展研究團隊，加強高校與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，解決科研、開發(fā)、使用和生產(chǎn)經(jīng)營性材料等方面的問題。

結(jié)束語陶瓷的發(fā)展有著一個相對悠久的歷史，功能陶瓷的研究和應(yīng)用越來越廣泛。本文重點介紹了功能陶瓷的基本性能，并介紹了功能陶瓷的種類、應(yīng)用和發(fā)展趨勢，并就目前我國的功能陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀作出分析，并提出相應(yīng)的解決方案。由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，以及工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷進步，對于新材料的需求方面越來越強烈，這就對了新材料的應(yīng)用和要求越來越高，最近幾年來，國家對于具有各種特殊功能的新陶瓷材料給予很大的關(guān)注度。在當(dāng)前的新形勢下，對新型功能陶瓷材料的進一步開發(fā)和研究，不僅僅是對于國家經(jīng)濟、軍事、航空航天等發(fā)展做出了巨大的貢獻，而且對人民生活水平提高也是十分重要。

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