1、功能陶瓷 Functional Ceramics,高分子101班 陈宁宁 刘秋涛,目录,一、功能陶瓷的定义,二、功能陶瓷的分类,三、抗杀菌功能陶瓷,四、功能陶瓷的发展趋势,一.功能陶瓷定义,以电磁光声热力化学和生物学信息的检测转换耦合传输及存储功能为主要特征,这类介质材料通常具有某些功能。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 。,二、功能陶瓷的分类,功能陶瓷种类繁多、用途各异。这类材料具有微波介电性能、气敏性能、超导性能、电阻梯度性能、铁电性能及其相变行为、多层驱动性、弛豫性能等多种优良的功能，应用十分广泛。下面着重介绍几类功能陶瓷的应用。,电子绝缘陶瓷目前国内外
2、常用的电子绝缘材料是Al2O3。近年来随着科技不断发展，又出现了新型的电子绝缘材料，如ALN陶瓷，具有高强度、高绝缘性、低介电常数、高的热导率等优良的性能，且其热膨胀系数能够与单晶硅相匹配，主要应用是作为大规模集成电路和电力模块电路的散热基板。,照明绝缘陶瓷套管 绝缘装置陶瓷,电介质陶瓷用于调谐电路、保护逻辑及记忆单元的陶瓷电容器介质材料多数为BaTiO3基材料，此外还有高介的复合钙钛矿材料，以研制出频率为105Hz时，介电常数高达105的高介材料。目前晶界层电容器的出现，使常规瓷介电容器的介电常数提高数倍甚至数十倍。,电介质陶瓷 陶瓷贴片电容器,压电陶瓷材料常用的压电元件：传感器、气体点火器
3、、报警器、音响设备、医疗诊断设备及通讯等。通常的压电材料是PZT，新型的压电陶瓷材料主要是：高灵敏、高稳定压电陶瓷材料，电致伸缩陶瓷材料，热释电陶瓷材料等。,气体点火器 音响设备,磁性陶瓷材料磁性陶瓷材料可分为硬磁性和软磁性材料两类，前者不易失去磁性。代表性硬磁性材料为铁氧体磁铁和稀土磁铁，主要用于磁铁和磁存储元件。软磁性材料易磁化及去磁，磁场方向可以改变，主要用于交变磁场响应的电子部件。,超导陶瓷材料20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧钡铜氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年，中国、美国、
4、日本等国科学家在钡钇铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。,生物陶瓷材料,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，由于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。因此生物陶瓷具有广阔的发展前景，目前世界各国相继发展了生物陶瓷材料。,羟磷灰石生物陶瓷人工骨,抗杀菌陶瓷材料抗杀菌陶瓷材料是随着科学的发展及社会的文明而产生的新一代功能材料。,汗蒸馆,抗杀菌机理无机抗杀菌剂按作用于微生物的机理可分为三类：第一类是主要通过物理吸附或离子交换浆银、铜、锌等具有抗杀菌作用的金属或其离子固定在沸石、
5、磷灰石、硅胶、玻璃等无机材料载体上而制成；第二类是二氧化钛粒子光催化抗杀菌剂，二氧化钛在光照下能使氧分子变成活性氧，使水产生活性氧自由基而发挥抗菌杀菌的作用；第三类是具有远红外辐射功能的抗杀菌材料，元红外线的抗杀菌功能效果有限，因此这种材料必须与前两种材料配合使用，才能有更好的应用价值。,抗菌陶瓷刀,抗杀菌陶瓷的生产工艺及效果抗杀菌陶瓷由两部分组成：陶瓷基体、载体及抗杀菌材料。基体的制备和一般陶瓷的制备方法一样，通过配料、球磨、成型、烘干等工艺，有的还进行素烧；载体可以用溶胶凝胶法(solge1)或其它化学反应法制成薄膜 再把抗杀菌材料涂复在其上，然后在较低的温度下进行烤制(300400)而成
6、。一 般载膜的厚度应小于0.0lmm，我们则直接制成TiO2膜层 。抗杀菌功能材料的加入，有的是独立加人，多数则是与陶瓷基础釉混合、球磨制成抗菌釉，然后在基体上施釉、烘干并烧成。,载银抗菌瓷球 抗菌柱,吸附型抗杀菌陶瓷材料还具有除臭和净化大气的功能，其作用方式是寄于活性炭、沸石等有吸附作用的材料上，即把抗杀菌材料，如TiO2或银系材料吸附在其上，就可形成混合型的吸附剂，根据所吸附功能材料的不同，所具有的功能特性电不同。如吸附TiO2的材料，它不但具有吸附大气中臭气的功能而且对大气中的氮氧化物还有较强的分解作用。我们正是利用这一特性来进行窑炉废气中NOx的清除。,负离子远红外多功能生态抗菌陶瓷装
7、饰地墙砖,活性炭功能陶瓷,抗杀菌陶瓷的现状目前国内外研究的主要对象仍是建筑卫生陶瓷。按抗杀菌陶瓷作用于微生物的机理主要是银系及光催化这两种。由于银系具有较好的抗杀菌效果，故以载银抗杀菌陶瓷居多。国内在抗杀菌陶瓷的研究开发方面也已取得明显进展 远红外线保健制品已大量上市，中国建材院从 1993年开始研制保健抗菌材料，先后研制出远红外陶瓷粉、无机抗菌剂、光催化玻璃杯和净化功能建材等。,具有新颖,色彩光亮特点,在工艺上具有完美独特的艺术风格,功能上产品具有长久释放负离子及远红外发射率2-18微米的功效, 长期佩带使用，可对局部起到促进血液循环，消除局部不适症状的作用。活化组织细胞，增加血液流量，促进
8、微循环并增进新陈代谢，加强免疫力。,抗杀菌陶瓷发展前景抗杀菌陶瓷材料及其制品在国外不少发达国家已投放市场，我国虽有成果报道及少量产品上市，但其与我国建筑卫生陶瓷产量相比，仍属初步开发阶段。我国目前的建筑陶瓷产量达6.5亿平方米，卫生陶瓷5500万件左右，市场庞大。我国已将环境陶瓷的研究列为高技术陶瓷行列，作为我国今后陶瓷工业科技发展的主攻领域之一，传统的陶瓷和环境功能一体化将是21世纪建筑卫生陶瓷主要研究方向和目标。,抗菌陶瓷卫浴,总结,功能陶瓷材料的制备科学是联系其组成、结构和性能、应用之间的核心，正是通过对功能陶瓷合成与制备的基础性、科学性和规律性的研究，发现和发展了一大批性能优异的功能陶瓷材料及其元器件。通过解决功能陶瓷材料在制备中的各种基础性科学问题，可为我国高性能功能陶瓷材料和元器件的批量、稳定生产提供理论依据，促进功能陶瓷材料制备科学的发展。,谢谢！,
