瓷砖的材料。
稀土，是包括15个镧系元素和钪、钇共17个金属元素的总称。稀土元素自18世纪末相继被人们发现以来，已在冶金、陶瓷、玻璃、石化、印染、农林等行业得到广泛应用。随着科学技术的进步，稀土的应用范围不断扩大。特别是近20余年来，稀土在高新技术领域的应用得到了迅猛发展。稀土在功能陶瓷中的应用，就是其中的一个重要方面。
功能陶瓷，是20世纪特别是第二次世界大战以后随着电子信息、自动控制、传感技术、生物工程、环境科学等领域的发展而开发形成的新型陶瓷材料，它可利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能。因功能陶瓷的品种类型繁多，性能特点丰富且适用面广，现已在电器装置、信号处理、传感计测、半导体元件、超导材料等方面得到广泛应用，倍受相关材料研究人员和生产者们的普遍关注。
稀土与功能陶瓷有着密切的关系。众所周知的超导陶瓷中大部分都含有稀土，如钇钡铜氧（ybco）就是一种具有优良高温超导性的氧化物陶瓷，它可将所需的环境工作温度由低温超导材料的液氦区（tc=4.2k）提高到液氮区（tc=77k）以上，极大地提升了超导材料的实用价值。同时，在许多功能陶瓷的原料中掺加一定的稀土元素，不但可改善陶瓷的烧结性、致密度、强度等，更重要的是可使其特有的功能效应得到显著提高。
稀土在功能陶瓷中的应用
1．在超导陶瓷中的应用
自1987年中、日、美等国材料科学家发现氧化物陶瓷钇钡铜氧（ybco）具有优良的高温超导性（tc高达92k）以来，人们在稀土高温超导陶瓷的性能研究及应用开发方面做了大量工作，并取得了许多重大进展，日本已有研究表明，用nd、sm、eu、gd等轻稀土（ln）取代ybco中的y后，所得超导陶瓷材料lnbco的临界磁场强度显著提高，磁通钉扎力也大为增强，在电力、储能和运输等方面极具实用价值。如经一定生产工艺所制得的lnbco块材，能在77k捕集大于10t的磁场，可代替nd-ti用作磁悬浮列车的磁体。
北京大学以zro2为衬底并加热至约200℃，分别将y（或其它稀土）、ba的氧化物和cu分层蒸发在衬底上进行扩散处理，并于800～900℃温度区间热处理，所制得的超导陶瓷在100k以上表现出具有良好的金属性电阻温度系数。日本鹿儿岛大学将稀土la掺加到sr、nb氧化物中所制成的陶瓷薄膜，在255k即发生超导现象。
2.在压电陶瓷中的应用
钛酸铅（pbtio3）是一种典型的具备机械能-电能耦合效应的压电陶瓷，其居里温度高（490℃）、介电常数低，适于高温和高频条件下应用。但在其制备冷却过程中，因产生立方-四方相变而易出现显微裂纹。为了解决这一问题，采用稀土对其进行改性，经1150℃温度烧结后可获得相对密度为99%的re-pbtio3陶瓷，显微组织得到明显改善，可用于制造在75mhz的高频条件下工作的换能器阵列。分析认为，由于稀土离子re3+的置换作用，使pbtio3陶瓷介电常数减小及压电各向异性(kt/kp)增强，特别适用于电子扫描医用超声系统中的换能器。并且因陶瓷的介电常数和径向机电耦合系数减小，其高频谐振峰变得单纯，利于制造高灵敏度、高分辨率的超声换能器。
在具有高压电系数的锆钛酸铅（pzt）压电陶瓷中，通过添加la2o3、sm2o3、nd2o3等稀土氧化物，可明显改善
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现代陶瓷材料分类及应用范围
现代陶瓷材料的分类从应用的角度可大致划分如下。
绝缘结构陶瓷
这类陶瓷材料主要用来制造装置零部件、小电容量的电容器、绝缘子、电感线圈骨架、电子管插座、电阻基体、电真空器件和集成电路基片等。根据具体的应用要求。这些陶瓷材料应具有不同的特性。例如:用来制造一般的装置零部件和电感线圈骨架时，要求陶瓷材料的绝缘性能好，介质损耗小，机械强度高，其有一定的散热性能等，这类应用的代表性陶瓷材料有氧化铝陶瓷和滑石陶瓷。用来制造电真空器件和集成电路基片等，要求陶瓷材料具有良好的气密性和致密度，绝缘性能好，高温性能稳定，导热性能好，耐化学腐蚀性好，机械强度高，能与金属形成良好的封接等，代表性陶瓷材料有刚玉陶瓷、氧化被陶瓷、氮化硼陶瓷和氮化铝陶瓷等。
电容器陶瓷
这类陶瓷材料主要用来制造在各种条件下应用的电容器。根据闰家标准的规定，这类陶瓷材料分为一类电容器陶瓷介质、二类电容器陶瓷介质和三类电容器陶瓷介质。
一类电容器陶瓷介质主要用来制造高频陶瓷电容器。根据陶瓷材料的性能和应用要求，可具体分为两种类型电容器陶瓷介质，高频稳定型电容器陶瓷介质，主要用来制造用于精密电子仪器等的陶瓷电容器，要求电容器的电容量温度系数小，以保精密电子仪器等正常。热补偿型电容器陶瓷介质，主要用来制造用于高频震荡回路等高频电路的陶瓷电容器，要求这种电容器陶瓷介质具有较大的负电容温度系数，以补偿电感等其他元器件工作时性能的正温度系数变化，提高整机工作的频率稳定性等。
二类电容器陶瓷介质又称为低频电容器陶瓷介质。主要用来制造电子线路中的旁路、耦合电路、低频及其他对电容量温度稳定性和介质损耗要求不高的电容器。要求这类陶瓷材料具有大的介电系数，介电系数与电场为非线性关系。代表性陶瓷材料有batio3陶瓷和srtio3陶瓷等。
三类电容器陶瓷介质又称为半导体陶电容量、小体积的电容器，要求这类电容器陶瓷介质具有介质层极薄、介电系数大、介电系数的温度变化小等性能，根据其结构特点分为三种:表面层型，也称为氧化层型，是指在半导体陶瓷的表面经过氧化处理形成极薄的绝缘层为介质的半导体陶瓷介质。阻挡层型，是利用半导体陶瓷的表面与电极形成的接触势垒薄层为介质的半导体陶瓷介质。晶界层型，也称为bl型，是利用半导体陶瓷中的半导体晶粒间的绝缘晶界层为介质的半导体陶瓷介质。
现代陶瓷材料分类及应用范围
此外，独石陶瓷电容器和“片式”陶瓷电容器大量用于计算机表面组装技术中，还有反铁电陶瓷电容器介质等。
稀土纳米导电陶瓷材料研制成功
由哈尔滨工业大学韦永德教授负责的省科技攻关课题"新型稀土纳米导电陶瓷的新工艺及器件研制"近日通过黑龙江省科技厅鉴定，并已申报了国家发明专利。
据了解，课题组采用哈工大曾获国家发明二等奖的材料改性新技术--稀土多元渗技术，利用陶瓷材料具有多孔疏松的组织结构特征，对陶瓷材料进行稀土元素的渗入，为新型导电材料的制备方法提供了新的思路。
同时，课题组改变了目前多采用的固相法，采用气相化学热扩渗方法，使稀土元素在高温下气化，并在气态下通过气－固界面反应，进入固体材料的表面及体相，使钛酸盐陶瓷的性能得到显著改善，为高效功能陶瓷材料的制备开辟了新的途径。
该项目制备出的具有导电性能的纳米陶瓷粉具有抗氧化、导电性能强、抗腐蚀、抗辐射、耐高温和长寿命等特点，不仅可以大幅度降低生产成本，而且能够提高产品的应用性能。目前本项目所制备的钛酸盐纳米导电粉末已替代黄金作为电极用于新型传感器上，获得了良好的应用性能。
鉴定委员会认为，该项目成果在国内外具有首创价值，可以替代贵金属等开发科技含量高、成本低、有独特性能的新型导电陶瓷器件，具有重要的现实意义，建议尽快对器件和导电涂料等进行批量试生产，将成果转化为生产力创造经济效益。
什么是功能陶瓷？功能陶瓷的应用有哪些？
功能陶瓷主要利用力学性能的材料，就陶瓷材料的功能而言，有机械的、热的、化学的、电的、磁的、光的、辐射的和生物的各类功能，究竟什么是功能陶瓷？功能陶瓷的应用有哪些？别急，下面就来为大家讲解一番，一起来看看吧。
什么是功能陶瓷？功能陶瓷，是指在应用时主要利用其非力学性能的材料，这类材料通常具有一种或多种功能，如电、磁、光、热、化学、生物等; 有的还有耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。随着材料科学的迅速发展，功能陶瓷材料的各种新性能、新应用不断被人们所认识，并积极加以开发。
由于科学技术的高度发展，对陶瓷材料的性能、质量以及要求越来越高，促使部分陶瓷发展成为新型的具有特殊功能类型的材料。这类陶瓷无论在性能和使用上，还是在制作工艺上都要求高度精细，故它与结构陶瓷一起，统称为精细陶瓷（新型陶瓷）。
以往，通常将具有单一功能的陶瓷，如机械功能、热功能和部分化学功能的陶瓷列为结构陶瓷；而将具有电、光、磁及部分化学功能的多晶无机固体材料列为功能陶瓷。
功能陶瓷的应用有哪些？1、电子绝缘材料
目前国内外常用的电子绝缘材料是Al2O3。近年来出现的新型电子绝缘材料，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。
2、电介质材料
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。
3、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，前者不易磁化，也不易失去磁性。代表性硬磁材料为铁氧体磁铁和稀土磁体，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。
4、压电陶瓷材料
常用的压电元件：传感器、气体点火器、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有：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。
5、超导陶瓷材料
从二十世纪80年代对超导陶瓷的研究有重大突破以来，对高温超导陶瓷材料的研究及应用就倍受关注。近十几年以来，我国在这方面的研究一直处于世界先进水平。目前高温超导材料的应用正朝着大电流应用、电子学应用、抗磁性等方面发展。
6、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。无机抗杀菌剂按作用于微生物的机理可分为三类：一类是主要通过物理吸附或离子交换将银 、 铜 、锌等具有抗杀菌作用的金属或其离子固定在沸石、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，远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。
以上就是什么是功能陶瓷以及功能陶瓷的应用有哪些的知识问题讲解就先说到这里了，内容仅供大家参考，希望能对大家有所帮助。
作为功能材料的陶瓷有哪些？它们应用于哪些领域？
陶瓷虽然本来就具有各种性质，但为了使其中的某一特定性质得以应用，或者使一般情况下无法得到的特殊性质得以出现而制造的陶瓷，即是功能材料的陶瓷，称为精细陶瓷。陶瓷的功能如表1所列，有电学、电子功能，磁学功能，光学功能，化学功能，热功能，力学功能，生物体功能等。最近议论最多的氮化硅（Si3N4）、碳化硅（SiC）等高强度陶瓷，它们是具有力学功能的精细陶瓷之一。
（1）电学、电子功能材料 该领域中有各种类型的材料，例如：绝缘材料、压电材料、半导体材料、离子传导材料等，现将典型的材料列举如下：氧化铝（Al2O3）、钛酸钡（BaTiO3）、钛锆酸铅（PbTiO3-PbZrO3）、氧化锌系陶瓷（ZnO-Bi2O3）、β-Al2O3等，在表1所列领域中可以使用。
（2）磁学功能材料 铁氧体就是在这种功能的材料，铁氧体有软质和硬质之分。在软质铁氧体中，有尖晶石型（例如：NiFe2O4）和石榴石型（例如，Y3Fe5O12）；在硬质铁氧体中，有磁铅酸盐型（例如，BaFe12O19）。在表1所列领域中可以应用。
（3）光学功能材料 透光陶瓷有氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO）、氧化钇（Y2O3）；透光压电陶瓷（光电陶瓷）已知有PLZT。在表1所列领域中可以应用。
（4）化学功能材料 这一领域的材料中，作为敏感元件的有：气敏元件、湿敏元件和催化剂；作为氧化物有的：氧化锡（SnO）、氧化锌（ZnO）、复合氧化物（MgCr2O4-TiO2）等，应用很广。
（5）热功能材料 作为红外线辐射材料的有氧化锆（ZrO2）、氧化钛（TiO2）。可用作热源。
（6）生物体功能材料 生物体功能材料如表1所列之陶瓷。在各自的领域可以应用。
国瓷材料：电子陶瓷材料技术先锋
电子信息材料是电子材料及精细化工结合的高新技术产品。随着技术创新的发展，电子信息材料的应用领域不断扩大，已渗透到国民经济和国防建设的各个领域。
国内首家使用高温高压水热工艺生产钛酸钡基础粉的企业国瓷材料功能材料股份有限公司（国瓷材料，股票代码：300285）即将完美亮相资本市场。
据了解，国瓷材料是中国大陆地区规模最大的批量生产并对外销售片式多层陶瓷电容器（MLCC）配方粉的厂家，也是继日本堺化学之后全球第二家成功运用高温高压水热工艺批量生产高纯度、纳米级钛酸钡粉体的厂家。
产品领跑行业手握优质客户
国瓷材料是国内首家实现水热法批量化生产钛酸钡的企业，公司主要技术人员通过多年摸索和研究，成功研发了高品质钛酸钡粉的批量化生产工艺技术，在全球范围内突破了日本厂商的技术封锁，填补了国内空白。
凭借出色的技术实力，公司生产的产品品质均超过国家标准中对同类产品的相关要求，位居国内前列。
目前国瓷材料的主要客户包括风华高科、深圳宇阳、潮州三环、韩国三星电机、韩国三和、美国JDI、台湾禾伸堂等；公司已与日本京瓷、日本村田、台湾华新科及台湾国巨等建立了良好的合作关系。
风华高科、深圳宇阳及潮州三环均为国内领先的MLCC生产厂家，其中风华高科、深圳宇阳已分别在国内及香港上市。日本村田、韩国三星电机等均为国际一线MLCC厂家，技术水平较高、经营业绩稳定、产品市场占有率较高。
高端研发团队创造卓越成果
国瓷材料通过多年发展，借鉴国内外先进管理经验和模式，培养了一批优秀的技术专业人才和管理人才。
公司拥有一支高素质的员工队伍，其中本科以上学历人员为41人，大专以上学历人员达225人，分别占公司员工总数的10.99%、60.32%。主要员工均在公司从事专业技术工作3年以上，是公司发展的中坚力量。
公司与山东大学合作的“钛酸钡电子陶瓷材料的关键制备技术”、本公司的“高端多层陶瓷电容器用纳米级钛酸钡粉体材料”两项成果均取得山东省科技厅颁发的“科技成果鉴定证书”，包括济南大学校长程新教授、清华大学李龙土院士在内的鉴定委员会一致认定本公司的上述技术成果均已达到国际先进水平。
2010年11月，本公司与山东大学、风华高科共同合作的“多层陶瓷电容器用钛酸钡基介电陶瓷材料的产业化关键技术及应用”项目荣获2010年度国家科技进步二等奖。
相信随着国内电子信息材料不断发展，国瓷材料依托于持久的领跑者地位，实现股东利益的最大化，三年内力争将公司发展为领先的MLCC电子陶瓷材料供应商之一；五年内将公司打造为全国功能陶瓷材料产业化基地。
陶瓷材料有什么性能
陶瓷材料有什么性能？
一、力学特性
陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。
二、热特性
陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。
三、电特性
大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件。铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性），可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。
四、化学特性
陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。
五、光学特性
陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。
什么是先进陶瓷材料
先进陶瓷材料又称精密陶瓷材料，是指采用精制的高纯、超细的无机化合物为原料及先进的制备工艺技术制造出的性能优异的产品。根据工程技术对产品使用性能的要求，制造的产品可以分别具有压 电、铁电、导电、半导体。磁性等或具有高强、高韧，高硬、耐磨。耐腐蚀、耐高温、高 热导、绝热或良好生物相容性等优异性能。
先进陶瓷材料一般分为结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷三类。
先进陶瓷材料是新材料的一个重要组成部分，广泛应用于通讯、电子、航空、航天、军事等高技术领域，在信息与通讯技术方面有着重要的应用。大部分功能陶瓷在电子工业中应用十分广泛，通常也称为电子陶瓷材料。如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷、铁氧体磁性材料等。 电子技术、大规模集成技术电路，离不开压电、铁电和磁性陶瓷；电子计算机的记忆系统需要具有方形磁滞回线的铁磁体陶瓷；高速硬盘转动系统需要陶瓷轴承；在火箭和导弹的发射中，鼻锥和透波陶瓷天线罩是关键部件，它要承受高温气流的摩擦和冲刷，要求材料具有高的高温强度和好的抗氧化性能，只有陶瓷材料才能满足这些要求；作为新能源的磁流体发电机，需要采用陶瓷做电极材料；高温燃料电池、高能量蓄电池，需要采用陶瓷块离子导体做隔膜材料等等。
目前先进陶瓷已形成一个巨大的高新技术产业。全世界先进陶瓷产品的销售总额超过300亿美元，并以每年l0％以上的速度增长。美国与日本在该领域处于领先地位。先进陶瓷材料因其优异的高温力学性能及特有的光、声、电、磁、热或功能复合效应在高新技术产业、传统产业改造和国防军工等领域发挥着越来越大的作用。
我国新型智能陶瓷材料已成主要材料
智能陶瓷材料包括对使用环境敏感且能对环境变化作出灵敏反应的材料，目前已成为材料科学及工程领域中研究的亮点。智能陶瓷将包括功能材料、驱动系统与反馈系统结合的智能材料系统或结构。由于其综合性的功能的发挥，它可适时感知与响应外界环境的变化，实现自测、自诊断、自修复、自适应等诸多性能。用于智能陶瓷系统的材料与制品，已形成仿生聚合物、导电聚合物，电流变流体、光纤传感系统、磁致伸缩材料、微电机系统、压电及电致伸缩陶瓷，压电聚合物、压电陶瓷／聚合物复合材料，形状记忆材料及聚合物等。其中功能陶瓷材料将是智能陶瓷及其器件进行设计与发展使用的主要核心材料。
当前有些功能陶瓷制品已具有智能化的功能、如半导体钛酸钡正温度系数热能电阻及氧化锌变阻器，它们对于温度和电压已经具备自身诊断、候补保护与自身修复的功能，可以使材料本身抵抗环境的突然变化，并可重复多次使用。在智能陶瓷系统中，压电陶瓷是最重要的品类。由于压电陶瓷具有机电、声、光、热、弹等多种功能及耦合效应。可以用作压力、温度、光等多种传感器。压电驱动器又具有位移控制精度高、响应快、推动力大、驱动功率低和工作频率宽等优点。所以常使用压电陶瓷材料用于结构减震、控制震动，结构破坏及有源消声等。现在已经普及使用及正拟开发研制的压电类智能陶瓷制品及材料系统如下：
（１）高级轿车减震装置：利用正压电效应、逆压电效应和电致伸缩效应综合研制成功智能减震器，具有识别路面并自我调节的功能。可将粗糙路面形成的震动减到最低限度，提供乘车人员乘车的舒服感。整个感知与调节过程只需要２０秒。另外，采用智能陶瓷材料制成的减震装置还可以推广应用到精密加工的稳固工作平台等。
（２）智能雨刷：由利用钛酸钡陶瓷的压阻效应制成智能陶瓷雨刷，可以自动感知雨量，自动将轿车挡风玻璃上的雨刷调节到最佳速度。
（３）有源消声：主要使用于震动频率低于５００赫兹的消声，系由压电陶瓷拾音器、谐振器、模拟声线圈和数字信号处理集成电路组成。
（４）可以利于智能陶瓷材料开发智能安全系统与智能传输系统。
（５）热释电电压变压器：此产品由两种或两种以上功能陶瓷进行组合后形成的新型复合陶瓷功能块。它能够产生一些新效应亦称组合功能效应。简单讲它是由一片半导性ＰＴＣ陶瓷膜与一片热诱导相变特性的ＰＺＴ型陶瓷膜组合而成。由于前者的输入与后者的输出导致发热及将热量传输，从而产生诱导相变。
智能陶瓷材料的开发研究正处于刚刚兴起时期，它的应用将对汽车、造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响，大大提高其智能与自动化的水平。
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