【正文】 （ 2） 。 （ 2） 低維化 當(dāng)材料的特征尺寸小到納米級 ， 由于量子效應(yīng)和表面效應(yīng)十分顯著 ， 可能產(chǎn)生獨(dú)特電 、 磁 、 光 、 熱等物理和化學(xué)特性 ， 功能陶瓷進(jìn)入納米技術(shù)領(lǐng)域是研究的熱點(diǎn)之一 。 目前高溫超導(dǎo)體實(shí)用化的重大障礙不是 TC低 ， 而是高溫超導(dǎo)體都是套磁 ， 其機(jī)械加工難度太大 ， 不能像低溫超導(dǎo)體那樣用金屬工藝成材 ， 用目前的技術(shù)難以制備成長線 ， 沒有足夠的韌性和強(qiáng)度 ， 不便于使用 。 釔系高溫超導(dǎo)材料容易形成單一的超導(dǎo)相 ， 但其超導(dǎo)性質(zhì)對氧含量特別敏感 ， 會造成加工帶材時充氧困難 。 2. 超導(dǎo)陶瓷材料 目前已發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)材料很多 ， 典型的有鑭鋇銅氧化物體系 、 釔鋇銅氧化物體系 、 鉍鍶鈣銅氧化物體系 、 鉈鋇鈣銅氧化物體系和汞鋇鈣銅氧化物體系等 。 1. 超導(dǎo)的特性 超導(dǎo)態(tài)有兩個最重要的特征： ① 當(dāng) TTC， 電阻為零 ， 因而超導(dǎo)體內(nèi)不會發(fā)熱 ， 無能量損耗 ② 當(dāng) TTC， 超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度總為零 ， 具有完全抗磁性 。 其廣泛用途： ① 利用磁流體在磁場中透射光的變化 ， 可以做成光傳感器 、 磁強(qiáng)計等； ② 利用磁流體在磁場作用下不發(fā)生黏度的變化可制成慣性 阻尼器； ③ 利用外加磁場對磁流體作用后所產(chǎn)生的力 ， 可用于磁流 體密封； ④ 利用磁流體在梯度磁場中產(chǎn)生懸浮效應(yīng) ， 可制成密度計 、 加速度表等； ⑥ 利用流體的熱交換性可制成能量交換機(jī) 、 磁流體發(fā)電機(jī)等； ⑦ 磁流體最大的用途是用于磁密封技術(shù)中 ， 與固體密封相比 ， 具有氣密封性好 、 無噪聲和發(fā)熱小等優(yōu)點(diǎn)； ⑧ 磁流體可以用于揚(yáng)聲器中解決音頻線圈的散熱問題 。 （ 2） 磁流體材料 由基載液 、 表面活性劑和磁性微粒組成 。 吸波材料應(yīng)具有吸收率高 、 頻帶寬 、 密度小 ， 且性能穩(wěn)定等特性 。 具有磁致伸縮效應(yīng)的鐵氧體稱為壓磁鐵氧體 。 （ 4） 矩磁鐵氧體材料 指磁滯回線呈矩形 、 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br 和工作時最大磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bm 的比值盡可能接近 1， 并且根據(jù)應(yīng)用目的具有適當(dāng)大小的矯頑力的鐵氧體 。 這一運(yùn)動狀態(tài)在超高頻電磁場的作用下就產(chǎn)生所謂旋磁性的現(xiàn)象 。 是指材料被磁化后不易退磁 ，而能長期保留磁性的一種鐵氧體材料 ， 具有高矯頑力 、 高剩余磁感強(qiáng)度和最大磁能積的特性 。 2. 磁性陶瓷的分類 （ 1） 軟磁鐵氧體材料： 在較弱的磁場下 ， 容易被磁化和退磁的一類鐵氧體 ， 其特點(diǎn)是具有很高的磁導(dǎo)率和很小的剩磁 、 矯頑力 。 要獲得高 ? 值的磁性材料 ， 必須滿足 3個條件： ① 不論在哪個晶向上磁化 ， 磁能的變化都不大 （ 磁晶各向異性小 ） ； ② 磁化方向改變時產(chǎn)生的晶格疇變小 （ 磁致伸縮小 ） ； ③ 材質(zhì)均勻 ， 沒有雜質(zhì) （ 沒有氣孔 、 異相 ） ， 沒有殘余應(yīng)力 。 HC — 矯頑力； Hm — 最大磁場； Br — 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度； Bm — 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 （ 3） 磁導(dǎo)率 表征磁介質(zhì)磁化性能的一個物理量 。 反鐵磁性是亞鐵磁性的特殊情況 。 和亞鐵磁的物理本質(zhì)相同 ， 即原子間相互作用使相鄰自旋磁矩反向 。 00BMHMX ???TCX /0??（ 3） 鐵磁體 X是特別大的正數(shù) ， 在某個臨界溫度 TC以下 ， 即使沒有外磁場 ， 也會出現(xiàn)自發(fā)磁化強(qiáng)度；在高于 TC的溫度 ， 變成順磁體 ， 其磁化率服從 CurieWeiss定律： （ 4） 亞鐵磁體 在溫度低于居里溫度時像鐵磁體 ， 但 X不如鐵磁體那么大 ， 自發(fā)磁化強(qiáng)度也沒有鐵磁體大；在高于 TC時 ， 其特性逐漸變得像順磁體 。 1） 抗磁體 X是數(shù)值很小的負(fù)數(shù) ， 幾乎不隨溫度變化 。 五 、 磁性陶瓷 主要是以氧和鐵為主的一種或多種金屬元素組成的復(fù)合氧化物 ， 又稱為鐵氧體 。 2） 低溫?zé)Y(jié)型濕敏陶瓷 燒結(jié)溫度較低 ， 燒結(jié)時固相反應(yīng)不完全 ， 燒結(jié)后收縮率很小 。 （ 2） 幾種典型的濕敏陶瓷材料 主晶相成分一般由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成 ， 其導(dǎo)電形式 一般認(rèn)為是電子導(dǎo)電和質(zhì)子導(dǎo)電 ， 或者兩者共存 。 1） 濕度量程：在規(guī)定環(huán)境下 ， 濕敏元件能夠正常測量的范圍 2） 靈敏度：可用元件的輸出量變化與輸入量變化之比 3） 響應(yīng)時間：標(biāo)志濕敏元件在濕敏變化時反應(yīng)速率的快慢 4） 分辨率：濕敏元件測濕的分辨能力 5） 溫度系數(shù)：表示溫度每變化 1℃ 時 ， 濕敏元件的阻值變化 相當(dāng)于多少 %RH的變化 對濕敏陶瓷材料的要求： ① 穩(wěn)定性 、 一致性 、 互換性要好 ， 工業(yè)要求長期穩(wěn)定性不超過 177。 4. 濕敏陶瓷 指對空氣或其它氣體 、 液體和固體物質(zhì)中水分含量敏感的陶瓷材料 。 恢復(fù)時間表示氣敏元件的復(fù)原特性 ， 響應(yīng)時間和恢復(fù)時間越小越好 。 4） 初始特性：由于氣敏元件不工作時 ， 表面可能吸附一些氣體或雜質(zhì) ， 因此 ， 元件在加熱工作初期會發(fā)生因吸附氣體或因雜質(zhì)揮發(fā)造成的電阻變化 。 2） 選擇性：在眾多氣體中 ， 氣敏半導(dǎo)體陶瓷元件對某一氣體表現(xiàn)出很高的靈敏度 ， 而對其它氣體的靈敏度甚低或不靈敏 。 前者吸附熱低 ， 可以是多分子層吸附 ，無選擇性；后者吸附熱高 ， 只能是單分子吸附 ， 有選擇性 。 ???????? CVI3. 氣敏陶瓷 （ 1） 性能 主要是利用半導(dǎo)體表面氣體吸附反應(yīng)引起的表面電導(dǎo)率變化的信號來檢測各種氣體的存在和濃度 。 這一現(xiàn)象稱為壓敏效應(yīng) ， 是陶瓷的一種晶界效應(yīng) 。 隨著電壓的少許增加 。 壓敏陶瓷 指具有非線性伏 安特性 、 對電壓變化敏感的半導(dǎo)體陶瓷 。 KTEe 2/?21TBdTdRRTT?????（ 3） CTR臨界溫度熱敏電阻陶瓷 主要指以 VO2位基本成分的半導(dǎo)體陶瓷 ， 在 68℃ 附近電阻值突變可達(dá) 3~4個量級 。 電阻溫度系數(shù)為 : 在工作溫度范圍內(nèi)并不是常數(shù) ， 而是隨溫度的升高而迅速減小 。 當(dāng)溫度高于 Tmin以后 ， 由于鐵電相變及晶界效應(yīng) ， 成正溫度系數(shù)特征 ， Tc附近的一個很窄的溫區(qū)內(nèi) ， 隨溫度的升高 （ 降低 ） ， 其電阻率急劇升高（ 降低 ） ， 約變化幾個數(shù)量級 ， 電阻率在某一溫度附近達(dá)到最大值 ， 這就是所謂的 PTC現(xiàn)象 。 （ 1） PTC熱敏電阻陶瓷 屬于多晶鐵電半導(dǎo)體 。 四 、 敏感陶瓷材料 當(dāng)作用于這些材料制造的元件的某一處外界條件 （ 如溫度 、 壓力 、 溫度 、 電場 、 磁場 、 光及射線等 ） 改變時 ， 能引起該材料某種物理性能的變化 ， 從而能從這些元件上準(zhǔn)去迅速地后的某種有用的信號 。 出現(xiàn)一種以上的化合狀態(tài) ， 因此能部分地起到產(chǎn)生 A缺位的施主雜質(zhì)作用 ， 部分地起到產(chǎn)生氧缺位的受主雜質(zhì)作用 ， 它們本身似乎能在兩者之間自動補(bǔ)償 。 （ 2） 硬性摻雜 離子臵換后在晶格中形成一定量的負(fù)離子 （ 氧位 ） 缺位 ，因而導(dǎo)致晶胞收縮 ， 抑制疇壁運(yùn)動 ， 降低離子擴(kuò)散速度 ， 矯頑電場增加 ， 從而使極化變得很困難 ， 壓電性能降低 ， 介電損耗減少 。 鋯鈦酸鉛 （ PZT) 由于 PZT基壓電陶瓷含有大量的鉛 ， 在燒結(jié)過程中易揮發(fā) ， 同時又由于相界面附近體系的壓電 、 熱點(diǎn)性能依賴鈦和鋯的組成壁 ， 故較難保證性能