簡介
功能陶瓷,由於科學技術的高度發展,對陶瓷材料的性能、質量以及要求越來越高,促使部分陶瓷發展成為新型的具有特殊功能類型的材料。這類陶瓷無論在性能和使用上,還是在製作工藝上都要求高度精細,故它與結構陶瓷一起,統稱為精細陶瓷(新型陶瓷)。就陶瓷材料的功能而言,有機械的、熱的、化學的、電的、磁的、光的、輻射的和生物的各類功能。以往,通常將具有單一功能的陶瓷,如機械功能、熱功能和部分化學功能的陶瓷列為結構陶瓷;而將具有電、光、磁及部分化學功能的多晶無機固體材料列為功能陶瓷。
它們在電、磁、聲、光、熱等方面具備的許多優異性能令其他材料難以企及,有的功能陶瓷材料還是一材多能。而這些性質的實現往往取決於其內部的電子狀態或原子核結構,又稱電子陶瓷。已在能源開發、電子技術、感測技術、雷射技術、光電子技術、紅外技術、生物技術、環境科學等方面有廣泛套用。
種類
功能陶瓷,還有半導體陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、雷射用陶瓷、核燃料陶瓷、推進劑陶瓷、太陽能光轉換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等,在自動控制、儀器儀表、電子、通訊、能源、交通、冶金、化工、精密機械、航空航天、國防等部門均發揮著重要作用。
在奇妙的材料世界裡還有許多未知的現象有待於我們去探究,相信隨著科學技術的進一步發展,人類也必然會發掘出功能材料的新功能,並將其派上新用場。
案例
大名鼎鼎的超導陶瓷材料就是功能陶瓷的傑出代表。1987年美國科學家發現釔鋇銅氧陶瓷在98K時具有超導性能,為超導材料的實用化開闢了道路,成為人類超導研究歷程的重要里程碑。壓電陶瓷在力的作用下表面就會帶電,反之若給它通電它就會發生機械變形。電容器陶瓷能儲存大量的電能,全世界每年生產的陶瓷電容器達百億支,在計算機中完成記憶功能。而敏感陶瓷的電性能隨濕、熱、光、力等外界條件的變化而產生敏感效應:熱敏陶瓷可感知微小的濕度變化,用於測溫、控溫;而氣敏陶瓷製成的氣敏元件能對易燃、易爆、有毒、有害氣體進行監測、控制、報警和空氣調節;而用光敏陶瓷製成的電阻器可用作光電控制,進行自動送料、自動曝光、和自動記數。磁性陶瓷是部分重要的信息記錄材料。