先進功能陶瓷介紹及分類

先進功能陶瓷主要包括以下幾種陶瓷：
(1)壓電陶瓷
壓電陶瓷是指具有壓電效應的一種功能陶瓷，是壓電材料中 的一種。所謂壓電效應是指由應力誘導出極化（或電場），或由電場誘導出應力 （或應變）的現象，前者為正壓電效應．后者為負壓電效應，兩者統稱為壓電效 應。壓電陶瓷是一種多晶體，按晶體結構分類有鈣鈦礦型、鎢青銅型、焦綠石型 等幾種，目前廣泛應用的是鈣鈦礦型．如鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛等。應用主 要有五大類：電一聲信號，光信號處理（頻率器件），發射與接收超聲波，計測和 控制，信號發生器（電信號和聲信號），高壓電源發生器。其應用產品已達數百 種，如：如壓電陶瓷諧振器、濾波器，超聲換能器、壓電蜂鳴器和壓電送、受話 器；壓電點火、壓電發動機等。

(2)超導陶瓷
超導陶瓷是指具有高溫超導性能的陶瓷材料。所謂超導體是 指電阻僅為零且具有抗磁性的導體，達到這一狀態的溫度稱為臨界溫度。最早發 現的超導體往往需要在超低溫才具有超導性，難以實用化。隨著研究的不斷深 入，人們發現一些氧化物陶瓷也具有超導性，其臨界溫度大大提高，這為超導材 料的實現帶來希望，這就是人們現在提到的超導陶瓷。由于超導陶瓷具有零電阻 和抗磁性等特性．可應用于以下幾大領域，并將會產生巨大的經濟效益和社會效 益。一是用于電力輸送配電，沒有能量損耗（節能20%）、長期無損耗地儲存能 量，也可制造大容量、高效率的超導發電機等；二是用于制造磁懸浮列車；三是 用于制造超高性能計算機以及利用抗磁性進行廢水處理及去除毒物等。目前主要 的超導陶瓷組成體系有Y-Ba-Cu-O系、La-Ba-C u-0系、I，a-Sr-Cu-()系、Ba-Pb- Bi-O系等。

(3)磁性陶瓷
磁性陶瓷是氧和以鐵為主的一種或多種金屬元素組成的復合 氧化物，稱為鐵氧體。從鐵氧體的性質和用途來分，磁性陶瓷包括軟磁鐵氧體、 硬磁鐵氧體、微波鐵氧體、磁致伸縮鐵氧體、矩磁鐵氧體和磁泡鐵氧體。 軟磁鐵氧體是易于磁化和去磁的一類鐵氧體，具有很高的磁導率和很小的剩 磁矯頑力。可作為高頻磁芯材料制作電子儀器的電感線圈和變壓器等的磁芯。 制作磁頭鐵芯材料，用于錄像機、電子計算機等之中。還利用軟磁鐵氧體的磁化 曲線非線性和磁飽和特性．用于制作非線性電抗器件如飽和電抗器、磁放大 器等： 硬磁鐵氧體與高磁導率軟磁材料相反，具有高矯頑力和高剩余磁感強度。磁 化后，不需外部提供能量，就能產生穩定的磁場，故又稱永磁鐵氧體。硬磁鐵氧 體可用于電信領域如用于制作揚聲器、微音器、磁錄音拾音器、磁控管、微波器 體等；用于制作電器儀表如各種電磁式儀表、磁通計、示波器、振動接收器等； 用于控制器件領域如制作極化繼電器、電壓調整器、溫度和壓力控制、限制開 關、永磁”磁扭線”記憶器等。在工業設備及其他領域也有應用。 微波鐵氧體是在高頻磁場作用下，平面偏振的電磁波在鐵氧體中一定的方向 傳播時，偏振面會不斷繞傳播方向旋轉的一秭鐵氧體，又叫做旋磁鐵氧體。微波 鐵氧體以晶格類型分類．主要有尖晶石型、六方晶型、石榴石型鐵氧體三類。使 用微波鐵氧涔的微波器件，代表性的有環形器、隔離器等不可逆器件，即利用其 正方向通電波、反方向不通電波的所謂不可逆功能；也有利用電子自旋磁矩運動 頻率同外界電磁場的頻率一致時，發生共振效應的磁共振型隔離器。還有在衰減 器、移相器、調諧器、開關、濾波器、振蕩器、放大器、混頻器、檢波器等儀器 中都使用微波鐵氧體。 磁致伸縮鐵氧體是具有顯著磁致伸縮特性的鐵氧體。這類材料多用來制作超 聲波換能器和接收器，在電信方面制作濾波器、穩壓器、諧波發生器、微音器、 振蕩器等，在電子計算機及自動控制方面制作超聲延遲線存儲器、磁扭線存儲器 等。常用的磁致伸縮鐵氧體為鎳系鐵氧體如Ni-Co系、Ni-Cu-Co系、Ni-Zn鐵氧 體等。矩磁鐵氧體是指磁滯回線呈矩形的、矯頑力較小的鐵氧體。主要用于計算 機及自動化控制與元件控制設備中，作為記憶元件、邏輯元件、開關元件、磁放 大器的存儲器和磁聲存儲器。磁泡鐵氧體與矩磁鐵氧體相比，具有存儲器體積 小、容量大、功耗小的優點。鑒于此，作為記憶信息元件．人們寄希望于磁泡 材料：

(4)生物陶瓷
生物陶瓷是具有特殊生理行為的陶瓷材料，可以用來構成、 修復或替換人體骨骼和牙齒等某些組織和器官。生物陶瓷必須滿足六個條件，即 生物相容性、力學相容性、與生物組織有優異的親和性、抗血栓、滅菌性、具有 很好的物化穩定性。目前，生物陶瓷一般可分為四大類：①惰性生物陶瓷，主要 由氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷組成，包括氧化鋁陶瓷和各種碳制品；②表面活性 陶瓷，包括羥基磷灰石陶瓷、表面活性玻璃、表面活性玻璃陶瓷；③吸收性生 物陶瓷．包括硫酸鈣、磷酸三鈉和鈣磷酸鹽陶瓷；④生物復合材料，包括陶瓷 涂層、活性玻璃陶瓷與有機玻璃或金屬纖維、羥基磷灰石與自生骨頭或聚乳 酸等。

(5)納米陶瓷
所謂納米陶瓷，是指顯微結構中的物相具有納米量級尺度的 陶瓷材料，包括晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孑L尺寸、缺陷尺寸等均在 納米量級水平上。由于納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀 量子隧道效應等，使得納米材料在磁、光、電、敏感等方面呈現一系列常規材料 不具備的特性，因此．納米微粒在磁性材料、電子材料、光學材料、高致密度材 料的燒結、催化、傳感等方面具有廣闊的應用前景。