功能陶瓷 PPT课件

• 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。
• 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。
• 压电陶瓷主要用于制造超声换能器、 水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波 器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压 发生器、红外探测器、声表面波器件、 电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺 等。
• 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
杰出代表
• 大名鼎鼎的超导陶瓷材料就是功能陶 瓷的杰出代表。1987年美国科学家发 现钇钡铜氧陶瓷在98K时具有超导性能， 为超导材料的实用化开辟了道路，成 为人类超导研究历程的重要里程碑。 压电陶瓷在力的作用下表面就会带电， 反之若给它通电它就会发生机械变形。 电容器陶瓷能储存大量的电能，目前 全世界每年生产的陶瓷电
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。
超导陶瓷及压电陶瓷
热敏陶瓷
气敏陶瓷
磁性陶瓷 光敏电阻
常见的功能陶瓷：
• • • • • 压电陶瓷 生物陶瓷 超导陶瓷 磁性陶瓷 化学陶瓷
压电陶瓷
• 压电陶瓷，一种 能够将机械能和 电能互相转换的 功能陶瓷材料， 属于无机非金属 材料。
压电陶瓷点火器
压电陶瓷
• 这是一种具有压电效应的材料。 压电 陶瓷是功能陶瓷中用途最广泛的一种 功能陶瓷，据统计，压电陶瓷占整个 功能陶瓷市场三分之一的份额。由此 可见其重要性。压电陶瓷的制造特点 是在直流电场下对铁电陶瓷进行极化 处理，使之具有压电效应。
压电陶瓷
生物陶瓷
• 生物陶瓷材料主要包括羟基磷灰石HA、磷 酸三钙TCP)、高密度氧化铝(a一A12O3)、 生物活性玻璃(BiogiassBG)等，其中，磷酸 钙盐生物陶瓷的主要成分为钙、磷离子， 与骨的无机成分相Hale Waihona Puke Baidu，具有良好的生物相 容性，作为骨修复材料时可为新骨的形成 提供支架。生物陶瓷分为生物活性陶瓷和 生物惰性陶瓷。其中，高密度氧化铝(aA1203)属生物惰性陶瓷，其余属生物活性 陶瓷。氧化铝的弹性模量远远高于人骨， 力学相容性差，并且由于是惰性陶瓷，植 入体内后其周围形成纤维囊包裹，容易因 应力集中而导致材料的脆性断裂。
生物陶瓷
• 生物硬组织代用材料有体骨、动物骨， 后来发展到采用不锈钢和塑料，由这 些生物材料在生物体中使用，不锈钢 存在溶析、腐蚀和疲劳问题，塑料存 在稳定性差和强度低的问题。目前世 界各国相继发展了生物陶瓷材料。它 不仅具有不锈钢塑料所具有的特性，而
且具有亲水性、能与细胞等生物组织表现 出良好的亲和性。
• 因此生物陶瓷具有广阔的发展前景。 生物陶瓷除用于测量、诊断治疗等外， 主要是用作生物硬组织的代用材料。 可用于骨科、整形外科、牙科、口腔 外科、心血管外科、眼外科、耳鼻喉 科及普通外科等方面。
生物陶瓷
超导陶瓷
• 超导陶瓷即具有超导性的陶瓷材料。 其主要特性是在一定临界温度下电阻 为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁 感应强度为零，即抗磁现象或称迈斯 纳效应（Meissner effect）。
化学陶瓷
其他功能陶瓷
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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、
磁性陶瓷
• 磁性材料主要是指由过渡元素铁、 钴、镍及其合金等组成的能够直接或 间接产生磁性的物质。
• 从应用功能上讲，磁性材料分为：软 磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、 旋磁材料等等种类。软磁材料、永磁 材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材 料又有铁氧体材料；而旋磁材料和高 频软磁材料就只能是铁氧体材料了， 因为金属在高频和微波 频率下将产生 巨大的涡流效应，导致金属磁性材料 无法使用，而铁氧体的电阻率非常高， 将有效的克服这一问题、得到广泛应 用。
功能陶瓷
功能陶瓷是一类颇具灵性的材 料，它们或能感知光线，或能区分 气味，或能储存信息……因此，说 它们多才多能一点都不过分．它们 在电、磁、声、光、热等方面具备 的许多优异性能令其他材料难以企 及，有的功能陶瓷材料还是一材多 能呢！而这些性质的实现往往取决 于其内部的电子状态或原子核结构， 又称电子陶瓷。
• HA和TCP在组成、结构上与天然骨盐大体 一致，有极好的生物相容性、骨传导性以 及骨键合能力，无毒副作用，广泛用于骨 修复及替代材料。目前应用最多的是HA， HA具有良好的生物活性，植入体内时，可 与自然骨形成直接的骨性键合，一旦细胞 附着、伸展，即可产生骨基质胶原，并进 一步矿化形成骨组织。HA除了具有优良的 生物活性以外，还具有优良的骨传导性， 植入体内时，在其与骨组织的界面处以及 其内外表面处都有新骨组织生成。生物陶 瓷材料是生物相容性良好的骨修复材料。