信息功能陶瓷材料及应用材物
功能陶瓷制品在生活中的应用及意义
功能陶瓷制品在生活中的应用及意义功能陶瓷制品是指在陶瓷制品的基础上添加了特殊功能材料，通过改变其结构和性质，以实现特殊功能的陶瓷制品。
随着科技的不断进步，功能陶瓷制品已经在生活中得到广泛应用，并产生了重要的意义。
本文将介绍功能陶瓷制品在生活中的应用及其意义。
首先，功能陶瓷制品在医疗行业中发挥着重要作用。
例如，生物活性陶瓷被广泛应用于骨修复和组织工程方面。
生物活性陶瓷具有良好的生物相容性和骨诱导性，可以促进骨细胞生长和新生骨的生成，被用于制作人工骨植入体、人工关节和牙科植骨材料等。
此外，陶瓷纳米颗粒也被用于制备抗菌材料，可以有效杀灭细菌，预防感染并促进伤口愈合。
其次，功能陶瓷制品在环境保护方面发挥着重要作用。
例如，陶瓷薄膜可以用于气体分离和纯化，可以去除空气中的有害气体，如二氧化碳和二氧化硫。
另外，陶瓷颗粒也可以用于水处理，去除水中的重金属离子和有机污染物，提高水质。
这些功能陶瓷制品的应用有助于减少环境污染，保护人类健康和生态环境。
第三，功能陶瓷制品在能源领域具有重要意义。
陶瓷材料具有优异的电气和热学性能，可以用于制造高温超导材料和电池材料。
高温超导材料可以用于制造超导磁体，提高电力传输效率，节约能源。
陶瓷电池材料可以用于制造燃料电池和锂离子电池，提供清洁和高效的能源供应。
此外，太阳能电池中的陶瓷材料也可以提高太阳能转化效率，增加可再生能源的利用。
此外，功能陶瓷制品在航空航天、汽车制造、电子通信等领域也发挥着重要作用。
在航空航天领域，陶瓷材料可以用于制作高温发动机和航天器热防护材料，提高航空航天器的性能和安全性。
在汽车制造领域，陶瓷制动系统可以提供更好的制动性能和耐磨性，提高驾驶安全性。
在电子通信领域，陶瓷介质可以用于制造微波介质和超高频电容器，提供更好的信号传输和储存性能。
总的来说，功能陶瓷制品在生活中的应用及其意义是多方面的。
它们在医疗、环境保护、能源和各个工业领域中发挥着重要作用，促进了人类的健康和可持续发展。
功能陶瓷材料研究进展概述
功能陶瓷材料研究进展概述作者：朱守金倪江利孙权海边健来源：《科技创新与应用》2019年第23期摘; 要：功能陶瓷材料因具有磁、电、声、光、力、热等方面的优异性能，在微电子技术、激光技术、自动化技术、光电子技术、通信、环保、能源和生物医药等领域得到广泛应用，在生活生产和科学技术发展中起到重要作用。
文章重点介绍了功能陶瓷材料在我国的发展现状，阐述了功能陶瓷材料的种类、基本性质、应用、发展趋势及对策。
关键词：功能陶瓷;应用;趋势中图分类号：TQ174; ; ; ; 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）23-0089-02Abstract： Functional ceramic materials are widely used in microelectronic technology， laser technology， automation technology， optoelectronic technology， communications，environmental protection， energy and biomedicine because of their excellent magnetic，electrical， acoustic， optical， mechanical and thermal properties， thus playing an important role in life， work and the development of science and technology. This paper focuses on the development of functional ceramics in China， and expounds the types， basic properties， applications，development trends and countermeasures of functional ceramics.Keywords： functional ceramics; application; trend引言功能陶瓷是利用光、热、力、声、磁、电等直接效应及耦合效应的一种先进材料。
高级陶瓷及其应用
先进陶瓷及其应用集锦在千姿百态的物质界，大自然所恩赐的天然材料（如矿物、岩石、木材、丝棉等）虽数量大，品种多，但就其品种远不能满足社会发展的需求。
现代科技和人类生存所应用的材料，绝大多数品种是以自然资源和传统材料为基础，经加工改造而成的人工合成材料。
正是这些人工材料，支撑着整个社会的科技与文明。
故而，对自然资源的开发、传统材料的改造和新型材料的研制，已成为当今人们获取新材料的系统工程。
材料工程技术将为科技进步不断开发出形形色色的具有特殊功能的新型材料和先进材料。
功能奇异的先进陶瓷便是新材料技术发展的典范。
陶瓷是用无机化合物粉料经高温烧结而成的、以多晶聚集体为基本结构的固体物质。
传统陶瓷是以天然硅酸盐矿物（瓷石、粘土、长石、石英砂等）为原料，经粉碎、磨细、调和、塑形、干燥、锻烧等传统工艺制作而成。
实际上瓷是在陶的基础上发展而成的比陶白净、细腻、质地致密且性能更为优良的硅酸盐材料。
先进陶瓷与传统陶瓷区别在于：先进陶瓷是以高纯、超细的人工合成的无机化合物（可含或不含硅化物）为原料，采用精密控制的先进工艺烧结而成的、比传统陶瓷结构更加精细、性能更加优异的新一代陶瓷。
先进陶瓷又称为精细陶瓷或高性能陶瓷。
先进陶瓷按使用性能可分为先进结构陶瓷（其使用性能主要指强度、刚度、硬度、弹性、韧性等力学性能）和先进功能陶瓷（其使用性能主要指光、电、磁、热、声等功能性能）两大类；按其化学成分又可分为：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、氟化物陶瓷、碳化物陶瓷、硅化物陶瓷、硼化物陶瓷、铝酸盐陶瓷等。
先进结构陶瓷是指以其优异的力学性能而用于各种机械结构部件的新型陶瓷。
应用领域如陶瓷质密封套管、轴承、缸套、活塞及切削刀具等；先进功能陶瓷则是指利用材料的电、磁、光、声、热等直接的性能或其耦合效应来实现某种使用性能的新型陶瓷。
如电容器陶瓷以其极高的抗电击穿性能用来制作高容抗陶瓷电容器；压电陶瓷以其能利用机械撞击或机械振荡产生电效应来制作压电点火装置的发火元件或传感器元件；热敏陶瓷可感知微小的温度变化，用于测温、控温；气敏陶瓷制成的气敏元件能对易燃、易爆、有害气体进行监测、控制和实现自动报警；而用光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制，自动曝光和自动记数；磁性陶瓷是重要的信息记录材料，在计算机中完成记忆功能。
-结构陶瓷,功能陶瓷,压电陶瓷及应用概述
21
多层片式电感(MLCI)
叠层片式电感（又称多层片式电感MLCI）不用绕线，是 用铁氧体浆料和导体浆料交替印刷，叠层，共烧，形成具 有闭合磁路的独石结构。由于采用了先进的厚膜多层印刷 技术和叠层生产工艺，实现了超小型化, 目前已实现0402 器件的商品化。
与绕线式片式电感比，多层片式电感（MLCI）具有体积 小，重量轻，磁屏蔽特性好，可焊性和耐热性好，可靠性 高，形状规整，适于自动化高密度组装等优点，是目前片 式电感领域重点开发的产品。
ΔL
ΔL
P
E
P
E
应变S与外电场强度E成正比：
伸长 S=d*E d*是逆压电常数矩阵. 缩短
29
正压电效应与逆压电效应具有可逆性
机械能
（传感器）
正压电效应
压电 介质
测力计
电能
加速度计
换能器
微动平台
逆压电效应
（执行器）
30
压电现象和材料-- 发展历史
1880年，Jacques Curie和Pierre Curie兄弟发现α石英晶体的压电效应。 石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效 应。
连续等静压成型
瓷帽成型
装配封接件
透明陶瓷灯管
加工
封接
封接好的电弧管
封灯
H2连续炉烧结
13
高压钠灯成品
我国城乡街道、广场机场、公路铁路、港口码头、 桥梁隧道等户外照明基本上都采用了高压钠灯
北京街道
莱州广场
襄樊铁路线
海南机场
武汉长江大桥
台州高速
青岛港
隧道
改善了城乡照明水平，提高了交通安全和行车速度
每年为国家节省数以十亿度计的照明用电
陶瓷材料及其应用
陶瓷材料及其应用【摘要】陶瓷材料在我们的生活中早已应用到了各个方面，比如塑料、木材、水泥三大传统基本材料，陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。
它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。
可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
随着社会的进步，人们对材料的要求也越来越高，这种表现不仅表现在对科学研究领域，也表现在人们的日常生活当中。
材料的进步很大程度上推动了社会的进步，而社会的需求反过来也有力的推进了材料科学的发展。
拿陶瓷材料来说，陶瓷材料已经贯穿了人类的历史，并且随着历史不停的发展，在材料科学领域崭露头角。
【关键字】陶瓷材料应用发展一、陶瓷材料概述陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料，普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的 90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。
这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。
特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。
根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。
其特点有力学性能、热性能、电性能、化学性能、光学性能，根据用途不同，特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。
二、陶瓷材料的分类随着生产与科学技术的发展．陶瓷材料及产品种类日益增多．为了便于掌握各种材例或产品的特征，通常以不同的角度加以分类。
1.按化学成分分类(1)氧化物陶瓷。
氧化物陶瓷种类繁多，在陶瓷家族中占有非常重要的地位。
最常用的氧化物陶瓷是用Al2O3、 SiO2、 MgO、 ZrO3、 CeO2， CaO． Cr2O3 及莫莱石(3Al2O3.2SiO4) 和尖晶石 (MgAl2O3)等。
信息功能陶瓷材料及应用 (1)
信息功能陶瓷材料及应用材料五班石海军信息材料－是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能而使用的材料。
〔信息就是用符号、信号或消息所包含的内容，来消除客观事物认识的不确定性。
〕信息材料包括：信息探测材料，信息传输材料，信息存储材料，信息处理材料。
信息探测材料：对电、磁、光、声、热辐射、压力变化或化学物质敏感的材料。
可用来制成传感器，用于各种探测系统，如电磁敏感材料、光敏材料、压电材料等。
信息传输材料：主要用于对电子信息的传输，如光纤、电缆等等。
信息存储材料：包括磁存储材料、光存储材料、磁光存储材料、相变存储材料、铁电介质存储材料、半导体动态存储材料等等。
信息处理材料：包括对各种电子信息的处理、加工以及转换，使其发挥相应功能的材料。
按材料种类分类：半导体信息材料，信息功能陶瓷材料，有机信息材料信息薄膜材料，等等.信息功能陶瓷材料〔陶瓷是以无机非金属矿物为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。
〕信息功能陶瓷的制备工艺：氧化物法/固相反应烧结法，湿化学法，复合法。
氧化物法/固相反应烧结法。
优点：工艺成熟、成本低廉，适合于批量化大生产。
缺点：材料成分容易偏析，性能难以精确控制。
1原料的选择与处理选择原料是非常重要的环节，因为原料的纯度、活性与结晶结构是影响产品性能的重要因素。
原料是直接参加固相反应并生成功能陶瓷的组成成分，从而从根本上决定着材料的性能。
不同产地的原料或即使是相同厂家的原料在纯度、活性、颗粒形状和粒径分布、杂质含量等方面差别很大，进而对陶瓷的性能产生较大的影响。
2计算、配料原料确定后，配方就是决定产品性能的关键了，选择不同的配方就意味着得到不同性能的材料。
具体的配方多数是在系统研究的成果和理论的定性指导下按照使用要求确定的。
3一次球磨球磨是影响产品质量的重要工序。
一次球磨得目的主要是混合均匀，以利于预烧时固相反应完全。
球磨中通过介质球与原料的撞击、碾压、摩擦将粉料磨细并混合均匀，粉料比表面积上升，自由能上升，从而使烧结时固相反应加快而且完全。
LTCC技术研究-电子科大
70MHz低通滤波器HFSS仿真结果
（3）叠层片式器件的图形化结构
（a）电感电极尺寸
（b）电容基板尺寸
（c）接地丝网示意图
（4）LTCC器件实际制作
部分LTCC片式EMI滤波器制备设备示意：
流延设备
丝网填孔/印刷设备
叠膜设备
等静压设备
切割设备
封端设备
LTCC工艺实验室的条件
叠层片式EMI滤波器样品实物照片
其它LTCC集成器件：
5、LT匹配性 基板散热问题 基板损耗问题
6、LTCC技术的发展
LTCC材料方面： 根据应用需要提升材料的电磁性能； 研发低成本的零收缩LTCC材料； 研发高强度和散热性好的LTCC材料 LTCC工艺方面： 环保水基生带流延技术； 介质浆料（相对于银浆印刷）印刷烧结技术
（15） 电镀
电镀是以全自动方式把已封上银浆之片式 元器件的端头经两种不同金属加以处理，两 种金属分别为Ni，Sn(镍和锡)，锡是使片式 元器件容易焊接在线路板上，由于银和锡附 着力不良和出现抗斥情况，所以两者之间有 一层镍隔离。只需把片式元器件放进振筛， 经过载有溶液的处理缸进行电镀的过程，全 程共需2小时完成。
缺陷成因改善建议针孔汽泡增加脱泡时间表面条纹充分将材料球磨一边厚一边薄pet膜带安装不良流延机未有将之拉紧重新检查pet膜带安装并修正透光不均匀浆料流量不稳定检查气压及流量控制状态皱纹添加黏合剂流延成型易出现问题将流延的膜带分割成独立的膜片同时将膜片打上对位孔方便印刷及放片对裁切打孔是采用kekopam4s机械打孔机
一边厚一边薄
透光不均匀 皱纹
（3） 裁切
将流延的膜带分割成独立的膜片，同时 将膜片打上对位孔，方便印刷及放片对 位。
（4） 打孔
功能陶瓷 PPT课件
• 超导陶瓷广泛的应用于一些电力领域。 例如：超导磁体制成了超导发电机， 超导输电线路等；超导计算机，有超 导材料制成的晶体管，在避免超大规 模集成电路散热的同时，还减少了计 算机的容量和体积，最终大大提高了 计算机的运行速度；利用超导材料还 发明了磁悬浮列车，给人们的出行带 来了极大的便利。
超导陶瓷
• 磁性陶瓷的应用非常广泛，主要用于 两个方面：第一方面就是信息存储， 如磁盘、磁卡、软硬磁盘等；第二方 面就是磁性流体，外加磁场时，磁性 流体表现为顺磁性。新兴发展起来的 如磁性药流载体就是一个很好的例子。
磁性陶瓷
化学陶瓷
• 化学功能指一些化学物质遇到陶 瓷材料会表现出的敏感性、催化性、 吸附性等性质。特别利用其表现出的 催化性和吸附性可制成在化工领域里 必不可少的催化剂及其载体。另外还 可利用一些孔材料用于污水治理、环 境保护等方面。
容器达百亿支，在计算机中完成记忆功 能。而敏感陶瓷的电性能随湿、热、光、 力等外界条件的变化而产生敏感效应： 热敏陶瓷可感知微小的湿度变化，用于 测温、控温；而气敏陶瓷制成的气敏元 件能对易燃、易爆、有毒、有害气体进 行监测、控制、报警和空气调节；而用 光敏陶瓷制成的电阻器可用作光电控制， 进行自动送料、自动曝光、和自动记数。 磁性陶瓷是部分重要的信息记录材料。
化学陶瓷
其他功能陶瓷
•
此外，还有半导体陶瓷、绝缘陶瓷、 介电陶瓷、发光陶瓷、感光陶瓷、吸 波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、 推进剂陶瓷、太阳能光转换陶瓷、贮 能陶瓷、陶瓷固体电池、阻尼陶瓷、 生物技术陶瓷、催化陶瓷、特种功能 薄膜等，在自动控制、仪器仪表、电 子、通讯、能源、交通、冶金、化工、
• 所谓压电效应是指某些介质在力的作 用下，产生形变，引起介质表面带电， 这是正压电效应。反之，施加激励电 场，介质将产生机械变形，称逆压电 效应。这种奇妙的效应已经被科学家 应用在与人们生活密切相关的许多领 域，以实现能量转换、传感、驱动、 频率控制等功能。
信息功能陶瓷研究的新进展与挑战
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０—０ ８一ｌ １
基 金 项 目 ：科 技 部 ９ ３计 划 项 目（ ０ ９ Ｂ ２ ３ ０ ７ ２０ Ｃ ６３０ ）
术 为应 用领 域 的信息 功 能 陶瓷成 为新 材料 研 究 中一 个 十 分 活跃 的 领 域 ，其 研 究 主要 集 中在 介 电、压 电／ 电、 铁
３ Ｓ ａ ｇ ａ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｒ ｍｉｓ Ｃ ｉ ｅ ｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｃ ｅ ｃ ｓ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ０， Ｃｈ ｎ ； ． ｈ ｎ ｈ ｉＩ ｓｉ ｔ ｆＣｅａ ｃ ， ｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆＳ ｉｎ ｅ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ５ ｔ ２ ｉａ
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了规 模 庞大 的 电子元 件 产业 ；压 电 陶瓷材 料 的发 展 深刻
地 改变 了包 括 传 感 器 技 术 、超 声 技 术 、表 面 波 通 迅 技
术 、精 密定 位技 术 等一 系列 工业 技术 ；小 型 化 的氧 化 物
陶 瓷微 波元 器 件 的 出 现 使 当今 无 线 移 动 通 迅 得 以 飞速
化 ，仍 不清 楚 。
分 年青 的学 科 。一 方 面 ，元 器 件 的效 能 是 基 于 信 息 功 能 陶瓷 材 料 的丰 富功 能 效 应 ，这 取决 于 陶瓷 材 料 的组 成 和 微结 构 及技 术 ；另 一 方 面 ，信 息功 能 陶瓷 元 器 件 ，特 别 是微 小 型元 器 件 ，在 复 杂使 用 环境 中 的服 役 行 为 和稳 定 性直 接依 赖 于 微尺 度 陶 瓷材 料 结构 和 性 能 的 变 化 。但 由 于信 息 功能 陶瓷材 料 自身复 杂 的 多 晶 、多 相 、多 层 次 结 构 ，以及 功 能效 应 的内在 复 杂 物理 机 制 ，使 得 信 息 功 能
信息功能陶瓷的分类与发展方向
信息功能陶瓷的分类和发展方向如下：
分类：
电子陶瓷材料：具有电介质性能和导电性能，广泛应用于电子元器件中，如铝电解电容器用电介质陶瓷、钛酸锶铅陶瓷等。
传感器陶瓷材料：利用其特殊的物理特性，如压阻效应、介电效应等，制成传感器，广泛应用于测量、检测等领域，如氧气传感器用ZrO2陶瓷、热敏电阻用MnCr2O4陶瓷等。
发展方向：
环保方向：无铅压电陶瓷是一类具有良好环境协调性和满意的使用性能的一类新型功能材料。
技术方向：随着电子器件智能化、微型化的发展，具有独特光学、电学和光电子学性能的铁电压电材料在信息存储、检测、传感器、通讯、军事上得到广泛应用。
新型功能陶瓷材料技术的突破与应用
新型功能陶瓷材料技术的突破与应用1.功能陶瓷材料是一类具有特殊物理、化学、生物或电磁性能的陶瓷材料，它们在许多高科技领域中扮演着重要角色。
近年来，随着科学技术的不断进步，新型功能陶瓷材料技术取得了显著的突破，这些突破不仅为科学研究提供了新的可能性，也为各种实际应用带来了巨大的变革。
本文将详细介绍这些突破性进展，并探讨它们在各个领域的应用。
2. 新型功能陶瓷材料技术的突破2.1 纳米陶瓷材料纳米陶瓷材料是通过纳米技术制备的陶瓷材料，它们具有独特的物理和化学性能。
近年来，纳米陶瓷材料的研究取得了重要突破，例如，纳米陶瓷颗粒的烧结制备、纳米陶瓷材料的力学性能和热性能的研究等。
这些突破为纳米陶瓷材料的广泛应用提供了基础。
2.2 复合陶瓷材料复合陶瓷材料是由两种或更多种不同陶瓷材料组成的材料，它们结合了各种组成材料的优点，具有优异的性能。
近年来，复合陶瓷材料的研究取得了重要进展，例如，开发出具有高强度、高韧性和耐高温性能的复合陶瓷材料。
这些进展为复合陶瓷材料在高温、高压等极端环境下的应用提供了可能。
2.3 功能梯度陶瓷材料功能梯度陶瓷材料是一种具有渐变结构和性能的陶瓷材料，它们可以在微观尺度上实现不同组分和性能的梯度分布。
近年来，功能梯度陶瓷材料的研究取得了重要突破，例如，成功制备出具有优异力学性能和热性能的功能梯度陶瓷材料。
这些突破为功能梯度陶瓷材料在高温、高压等极端环境下的应用提供了新的思路。
3. 新型功能陶瓷材料技术的应用3.1 航空航天领域航空航天领域对材料的性能要求极高，新型功能陶瓷材料技术的突破为航空航天领域带来了重要的应用。
例如，纳米陶瓷材料可以用于制备高性能的陶瓷涂层，用于保护飞机表面免受高速飞行时的磨损和腐蚀；复合陶瓷材料可以用于制备飞机结构的承重部件，以提高飞机的强度和耐久性；功能梯度陶瓷材料可以用于制备高温环境下的结构部件，以提高飞机的热稳定性。
3.2 生物医学领域生物医学领域对材料的生物相容性和生物稳定性有很高的要求，新型功能陶瓷材料技术的突破为生物医学领域带来了重要的应用。
信息材料——精选推荐
信息材料1.根据信息材料的功能，可把信息材料主要分为信息收集材料,信息存储材料,信息处理材料,信息传递材料,信息显⽰材料2还有⼀类重要的信息材料是半导体激光器材料。
光信息的存储、处理、传递和显⽰并不是基于半导体激光材料在外场作⽤下发⽣某种物理或化学变化来实现，但这些功能都必须有半导体激光器产⽣的激光参与才得以实现。
3.半导体激光器是信息功能器件的核⼼器件和通⽤器件，半导体激光材料也是信息材料中重要的部分。
4.信息收集材料是指⽤于信息传感和探测的⼀类对外界信息敏感的材料。
在外界信息如⼒、热、光、磁、电、化学或⽣物信息的影响下，这类材料的物理或化学性质(主要是电学性质)会发⽣相应变化，通过测量这些变化可⽅便精确地探测、接收和了解外界信息变化。
5.信息传感材料主要包括⼒敏传感材料、热敏传感材料、光敏传感材料、磁敏传感材料、⽓敏材料、湿敏材料、压敏材料、⽣物传感材料等。
6.⼒敏传感材料是指在外⼒作⽤下电学性质会发⽣明显变化的材料，主要分为⾦属应变电阻材料和半导体压阻材料两⼤类。
⾦属应变电阻材料主要有康铜系合⾦、锰铜合⾦、镍铁铝铁合⾦、镍铬合⾦、铁铬铝合⾦等。
半导体压阻材料主要是单晶硅。
(半导体压阻材料便于⼒敏传感器件的微型化和集成化，在常温下有⼤量应⽤，逐步取代⾦属型应变计。
⾦属应变电阻材料的电阻温度系数、温度灵敏度系数等都⽐半导体好，具有很⾼的延展性和抗拉强度，在耐⾼温、⼤应变、抗辐射等场合得到⼴泛使⽤。
)7.热敏传感材料是指对温度变化具有灵敏响应的材料,主要是电阻随温度显著变化的半导体热敏电阻陶瓷。
根据电阻温度系数的正负，可分为正温度系数(BaTiO3、V2O5为基的热敏陶瓷)和负温度系数(过渡⾦属氧化物为基的热敏陶瓷)热敏材料两类。
8.光敏传感材料在光照下会因各种效应产⽣光⽣载流⼦，⽤于制作光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器和光电探测器。
最常⽤的光学敏感材料是锗、硅和II-VI族、IV-VI族中的⼀些半导体化合物等，如CdS、CdSe和PbS等半导体化合物，9.磁敏电阻材料是指具有磁性各向异性效应的磁敏材料。
功能陶瓷的制备方法、性能及应用
陶瓷发展的三阶段: (1)远古时的新石器时代，出现陶器，东汉晚期，出现瓷器. 隋唐时代是我国封建社会经济、文化突出发展的 时期。唐三彩是一种低温铅釉陶器，因经 常使用黄、绿、褐三种色彩得名，一般作为陪葬品，分为器皿、人物、动物，是我国古代陶 器工艺的精品。
宋代是中国制瓷业极其辉煌的历史時期，各地新兴窑场不断，涌现出不少驰名中外的瓷窑。 所谓五大名窑—定、汝、官、哥、钧就是其中的典型代表
结构陶瓷 结构陶瓷主要是用 于耐磨损、高强度、耐 热、耐热冲击、硬质、 高刚性、低热膨胀性和 隔热等结构陶瓷材料
三、功能陶瓷的应用实例
目前，功能陶瓷主要用于电、磁、光、声、热和化学等 信息的检测、转换、传输、处理和存储等，并已在电子信 息、集成电路、计算机、能源工程、超声换能、人工智能、 生物工程等众多近代科技领域显示出广阔的应用前景。
陶瓷的烧结方法
烧结方法
常压烧结
热压烧结 反应烧结
特点
该法在原料成型后只进行烧结,便可成为制成品,因此,经 济有效,因应用广泛。 是将粉末填充于模型内,在高温下加压结烧的方法,但成本 高。 通过化学反应面的烧结的方法,如Si2N4、ＳｉＣ采用该法。 是最新烧结ＳＩ３Ｎ４的方法，当硅粉末成型体氮化之前 或后，使他浸渍Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ等，通过反应烧结后的 添加剂，来实现致密烧结的方法。 超高压烧结，ＶＣＤ微波烧结工艺等。
2.陶瓷研究的发展历程
(3) 第三阶段-纳米陶瓷-20世纪90年代 纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，主要包括晶 粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等均在纳米量级的尺度 上 纳米陶瓷是当前陶瓷材料研究中一个重要的发展方向，将促使陶瓷材料研究 从工艺到理论、从性能到应用都提高到一个崭新阶段
先进陶瓷材料
功能陶瓷材料及其应用研究进展发布时间：2008-02-29 /多层压电变压器及其背光电源具有高功率密度、高转换效率、薄型化和低成本等特点。
基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学，制备了亚微米/纳米晶钛酸钡基陶瓷及其薄层化*金属内电极mlcc。
研制了低烧铁氧体材料及其片式电感器。
介绍了压电陶瓷超声徽马达的结构与特性。
功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、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。
它是电子信息、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。
电子信息技术的集成化和微型化的发展趋势，推动电子技术产品日益向微型、轻量、薄型、多功能和高可*的方向发展。
功能陶瓷元器件多层化、片式化、集成化、模块化和多功能化以及高性能低成本是其发展的总趋势。
本文着重介绍部分功能陶瓷及其片式元器件应用研究的新进展。
1.铁电陶瓷及其高性能片式元器件多层片式陶瓷电容器(mlcc)是一种量大面广的重要电子元器件，广泛用于电子信息产品的各种表面贴装电路中。
大容量、薄层化、低成本、高可*等是mlcc发展的主要方向。
mlcc是陶瓷介质材料、相关辅助材料以及精细制备工艺相结合的高技术产品。
陶瓷介质材料是影响mlcc诸多性能的关键因素。
钛酸钡铁电陶瓷是mlcc 的主流材料。
它在居里点附近虽然有较高的介电常数，但其温度变化率也较大。
温度稳定型x7r mlcc是一种有广泛而重要用途的片式元件。
如何保证高介电常数与低容温变化率兼优是一个技术难题。
研究结果表明:通过添加物复合掺杂，控制烧结过程以形成化学成分不均匀的“芯(铁电相)-壳(顺电相)”结构，所制备的钛酸钡基x7r502 mlcc材料的室温介电常数可达5000左右，室温介电损耗小于1%，电阻率为1011ω?m。
现代功能材料及其应用
现代功能材料及其应用摘要：近年来，人们在研究结构材料取得重大成就的同时，特别注重新型功能材料的研究。
功能材料作为能源、计算机、通讯、电子、激光等现代科学的基础，近10年来，已成为材料科学和工程领域中最为活跃的部分。
关键词：功能材料新型现代应用高分子功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。
在国外，常将这类材料称为功能材料、特种材料或精细材料。
功能材料涉及面较广，具体包括光、电功能，磁功能，分离功能，形状记忆功能等等。
这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。
一、功能材料的分类随着技术的发展和人类认识的扩展，新型的功能材料不断被开发出来，因此对其也产生了许多不同的分类方法。
从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下几类。
（1）力学功能主要是指强化功能材料和弹性功能材料（2）化学功能①分离功能材料：如分离膜，例子交换树脂、高分子络合物。
②反应功能材料：如高分子试剂、高分子催化剂等等。
③生物功能材料：如固定化酶，生物反应器等等。
（3）物理化学功能①电学功能材料：如超导体，导电高分子等等。
②光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等。
③能量功能材料：如压电材料、光电材料。
（4）生物化学功能①医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺，可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等等。
②功能性药物：如释放性高分子，药物活性高分子，高分子农药等等。
③生物降解材料二、功能材料的特点功能材料是目前材料领域发展最快的新领域。
功能材料产品产量小，利润高，制备过程复杂，其主要原因是基于其特有的“功能性”。
功能材料的结构与性能之间存在着密切的联系，材料的骨架、功能基团以及分子组成直接影响着材料的宏观结构与材料的功能。
研究功能材料的结构与功能之间的关系，可以指导开发更为先进、新颖的功能材料。
三、现代功能材料（1）导电高分子材料按照材料的结构与组成，导电高分子材料可以分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。
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生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与
电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度
的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过
程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴
热敏元件
➢ 正温度系数（PTC） ➢ 负温度系数（NTC） ➢ PTC-NTC复合功能的V型PTCR
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敏感元件多元集成
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信息功能陶瓷与器件的集成化、 机敏化
兼传感、驱动（执行）于一体的机敏陶瓷是具有自诊 断、自调整、自恢复、自转换和自协调功能的智能陶 瓷
无源机敏——若反馈和响应机制是材料本身所固有， 称为无源机敏。
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压电陶瓷与聚
合物两相复合
的各种可能
多层结构是由横-纵向型振动 的单层（片）压电陶瓷与金 属内电极并联复合形成。
多层压电陶瓷变压器及其组 装成的高压电源具有体积小、 质量轻、驱动电压低、升压 比高、负载能力机动可调等 优点
多层复合压电陶瓷变压器是 一种新型电源变换器，能量 转换方式是电-机-电。
传统的陶瓷基片材料有BeO、Al2O3，今年又开发了 SiC、AlN等。
目前Al2O3陶瓷仍是应用较广的基片材料
研制超低介电常数的基片材料目前国际上也备受关注。
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几种信息功能陶瓷薄膜
氧化物复合膜 铁电体和金属纳米复合膜 铁电体和半导体量子点复合膜
半导体陶瓷材料与信息敏感技术
敏感元件是传感器的核心部分。它是一类能将各种物 理、化学和生物等信息转换成电信号的功能元件，具 有信息感知、转换和传输功能。
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敏感元件
热敏元件
气敏材料 压敏材料
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软化学方法及意义
硬环境制备——高温固相反应法制备陶瓷，必须在热 力学平衡态。
软环境制备——较低温度下通过一般化学反应制备材 料。可以得到多中国“介稳”结构材料体系。
软化学技术是“绿色”材料技术
常用的软化学: 化学前躯体过程、水热法、离子交换法、 熔盐（助熔剂）法、自组装法及生物矿化过程等。
高性能微波介质材料是介质谐振器型滤波器的核心，目前对微波介质陶瓷滤 波器的主要要求：
➢ 尽可能高的相对介质常数，以减小器件尺寸。 ➢ 尽可能高的品质因数Q，以保证优良的选频特性 ➢ 谐振频率的温度系数τf应尽可能小，以保证高的稳定性。
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电子封装陶瓷基片材料
目前使用的基片材料主要有：陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷、 树脂等。
应用目标：
➢ 厘米微马达 ➢ 毫瓷材料及 器件
相I功能 磁致伸缩 霍尔效应 光电导 光膨胀 热膨胀
相II功能 压电效应 电导效应 电致伸缩 电压效应 电导效应
复合材料的功能 磁电效应 磁阻效应 光致伸缩 热释电效应 热敏效应
霍尔效应的本质是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发
压电微马达的特 点：
驱动电压低、 转速低、力矩大 （比静电微马达 高三个量级）、 响应快、位移分 辨率高等一系列 优点，将来可能 为智能机器人和 微机械的重要驱 动器件。
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压电超声马达本身具有低速、大力距、快响应、控制 性能好、可步进、可伺服工作、容易同计算机接口、 可实现智能化和机电一体化、无电磁干扰和抗磁干扰 等特点。
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片式电容发展的总趋势
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片式电感
低温烧结 微型化 高频化 复合化和集成化
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片式电感发展方向
元件的小型化要求材料具有更小的晶粒尺寸、更高的 磁导率和电阻，需要的粒度更细的陶瓷粉
元件的高频化需要有良好的甚高频-超高频特性的铁氧 体或陶瓷介质材料
元件的系列化要求进一步提高Ni-Zn-Cu铁氧体的磁导 率并拓展Ni-Zn-Cu铁氧体以外的其他材料体系；
按运行方式分
➢ 驻波
➢ 行波
➢ 蠕动爬行
按运动形态和方式分：
➢ 椭圆运动驱动
➢ 同向驱动
➢ 单共振模式驱动
按结构分：
➢ 盘形和环形
➢ 棒状
➢ 方薄片
按功能分：
➢ 旋转马达
I. 连续旋转
II. 步进旋转
➢ 直线马达
I. 连续式
II.
步进（蠕动）式
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几
种
典
型
的
压
电
马
达
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压电微马达及其应用
有源机敏——若需要外部附加反馈系统，则成为有源 机敏
机敏复合材料目前正蓬勃发展
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微波介质陶瓷与近代通信技术
通信系统中的介质滤波器的结构有两种
➢ 采用TE01δ模式的介质谐振器型滤波器—带通滤波器（即只允许频率与谐振频率接近的电磁波通 过）
➢ 利用TEM模式介质谐振器型滤波器—带通滤波器（即只允许频率与谐振频率接近的电磁波通过） 更小巧，把谐振的电磁波能量都封闭在介质内，容易实现小型化
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引言
信息功能陶瓷是指检 测、转换、耦合、传 输及存储电、磁、光、 声、热、力、化学和 生物等信息的介质材 料。
信息陶瓷主要包括： 铁电、压电、介电、 热释电、半导、导电、 超导和磁性等陶瓷
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片式电容
片式化: 表面组装技术（SMT）——被誉为组装革命 内电极贱金属化：用镍、铜等贱金属做内电极。 微型化 高频化
元件的集成化要求用于片式电感的铁氧体材料能够与 其他的材料体实现共烧或工艺兼容
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陶瓷驱动器驱动电压及诱导位移 分类
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压电超声马达是利用压电陶瓷的逆压电效应原理制作 的
压电马达的特点：低转速无需变速机、大力矩、快响 应、高功率密度、不产生磁场、抗磁干扰。
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压电马达驱动方式分类：