第一篇：新型功能陶瓷材料的性質(zhì)應(yīng)用及展望

新型功能陶瓷材料的性質(zhì)應(yīng)用及展望

姓名：王瑩

學(xué)號(hào)：1231410074 摘要：功能陶瓷是一類頗具靈性的材料，具有某個(gè)或多個(gè)物理化學(xué)性能，如電，磁，聲，化學(xué)和生物等，且各特性間能夠相互轉(zhuǎn)化。功能陶瓷的特點(diǎn)是種類繁多，如磁性陶瓷，電子陶瓷，光學(xué)陶瓷，化學(xué)陶，吸聲陶瓷及生物化學(xué)陶瓷等。由于功能陶瓷具有的特殊性質(zhì)，主要應(yīng)用于微電子，光電子信息和自動(dòng)化技術(shù)以及生物醫(yī)學(xué)，能源和環(huán)保工程等領(lǐng)域。所以功能陶瓷材料將會(huì)是其它材料無(wú)法替代的。下面重點(diǎn)介紹半導(dǎo)體陶瓷，壓電陶瓷，生物陶瓷幾種新型功能陶瓷的性質(zhì)及其在日常生活中的應(yīng)用來(lái)說(shuō)明其重要性。關(guān)鍵字：功能陶瓷

性質(zhì)

應(yīng)用

趨勢(shì)

展望 一． 陶瓷簡(jiǎn)單介紹

我們知道，陶瓷具有悠久的歷史，它分為陶器和瓷器兩大類。陶瓷是指由氧化物，碳化物，氮化物，硼化物，硅化物，硫化物及其復(fù)合化合物經(jīng)成形，燒結(jié)所形成的多晶材料。陶瓷可以分為傳統(tǒng)陶瓷和先進(jìn)陶瓷，傳統(tǒng)陶瓷是采用天然無(wú)機(jī)化合物燒結(jié)而成的陶瓷；先進(jìn)陶瓷是采用人工合成的無(wú)機(jī)化合物為原料，采用精密的控制工藝成形燒結(jié)而制成的高性能陶瓷，包括結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。其中功能陶瓷是具有電、磁、聲、光、熱、力、化學(xué)或生物功能等的介質(zhì)材料，主要包括壓電，半導(dǎo)體，電光和磁性等功能各異的新型陶瓷材料。它是電子信息、集成電路、移動(dòng)通信、能源技術(shù)和國(guó)防軍工等現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。隨著現(xiàn)代新技術(shù)的發(fā)展，功能陶瓷及其應(yīng)用正在向著微型化，薄膜化，精細(xì)化，多功能，智能化，集成化，高性能，高功能和復(fù)合結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展 二．三種功能陶瓷材料的性質(zhì)及應(yīng)用 1.壓電陶瓷

壓電陶瓷是由許多細(xì)小的晶粒聚集在一起構(gòu)成的多晶體，這些晶體通常是無(wú)規(guī)律排列的，在一定的溫度下，施加直流電場(chǎng)極化。這也可以用生活中比較常見(jiàn)的打火機(jī)來(lái)說(shuō)明它，當(dāng)人們使用打火機(jī)時(shí)，彈簧力施加到壓電陶瓷上就產(chǎn)生電荷，形成高電壓，這種瞬間的高電壓發(fā)生電火花，從而點(diǎn)燃易燃?xì)怏w。這種能在壓力作用下產(chǎn)生電荷的陶瓷叫做壓電陶瓷。

壓電陶瓷一個(gè)重要的應(yīng)用是可以制作聲納，聲納的作用很大，它是軍艦，潛艇的“千里眼”“順風(fēng)耳”。我們知道，海水對(duì)光波和電波有強(qiáng)烈的吸收，在海水中雷達(dá)是不起作用的。而超聲波的穿透能力很強(qiáng)，科學(xué)家發(fā)明了接受和發(fā)射超聲波的裝置—聲納。超聲波的發(fā)電器使用了壓電陶瓷，通過(guò)壓電陶瓷的振動(dòng)產(chǎn)生一定頻率的超聲波，超聲波遇到遠(yuǎn)處的艦艇，魚(yú)群，礁石就會(huì)反射回來(lái)，通過(guò)壓電陶瓷轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，操作人員就可以判斷物體的距離等。

同時(shí)，壓電陶瓷還有許多其它應(yīng)用，如做成話筒，在人講話的聲壓作用下陶瓷內(nèi)會(huì)產(chǎn)生與聲音相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳輸出去；壓電元件上配上電路，可以成為蜂鳴器或電子樂(lè)器；壓電陶瓷可以制成變壓器，廣泛應(yīng)用在掌上電腦，手提電腦，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，滿足了小而輕的要求；總之，壓電陶瓷作為電、力、熱、光敏感材料，在超聲換能，傳感器，無(wú)損檢測(cè)和通訊技術(shù)等領(lǐng)域已獲得了廣泛的應(yīng)用

2.半導(dǎo)體陶瓷

半導(dǎo)體陶瓷是具有半導(dǎo)體特性的陶瓷，它的電導(dǎo)率因外界條件的變化而發(fā)生顯著的變化，因此可以將外界環(huán)境的物理變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，制成各種用途的敏感元件，如電導(dǎo)率隨溫度變化的熱敏陶瓷，具有光導(dǎo)電效應(yīng)的光敏陶瓷，隨接觸氣體分子的種類不同的氣敏陶瓷，以及電導(dǎo)率隨濕度變化的濕敏陶瓷。下面以半導(dǎo)體氣敏陶瓷為例說(shuō)明其性質(zhì)及作用。

半導(dǎo)體氣敏陶瓷使用二氧化錫，氧化鐵，氧化鎢，氧化鋁，氧化鋅等陶瓷材料壓制燒結(jié)而成的，阿門通過(guò)有選擇的吸附氣體，使半導(dǎo)體氣敏陶瓷的表面狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起它的電阻等物理化學(xué)性質(zhì)的變化，以此確定未知?dú)怏w的濃度。當(dāng)檢測(cè)到某種氣體時(shí)氣敏檢漏儀就會(huì)發(fā)出警報(bào)。如氧化鋅的半導(dǎo)體氣敏材料可檢測(cè)氫氣，氧氣和丙烷等氣體。應(yīng)用半導(dǎo)體材料制成的“人工鼻”靈敏度非常高，對(duì)萬(wàn)分之一濃度的氫氣即能顯示，相應(yīng)快速，穩(wěn)定性好。這種“人工鼻”被普遍應(yīng)用于煤礦開(kāi)采的瓦斯，煤氣運(yùn)輸和化工生產(chǎn)中管道氣體泄漏及廚房，浴室，石油化工廠等處的有毒氣體和可燃性氣體的監(jiān)測(cè)。有了這種“人工鼻”，礦井，車間，娛樂(lè)場(chǎng)所及家庭等不必為有毒易燃?xì)怏w而擔(dān)心了，使人們的生命和財(cái)產(chǎn)得到了保障。

3.生物陶瓷材料

生物陶瓷材料是指主要用于人體硬組織的修復(fù)和重建的生物醫(yī)學(xué)陶瓷材料。它包括了單晶體，非晶體生物玻璃，涂層材料，無(wú)機(jī)材料與金屬?gòu)?fù)合材料，無(wú)機(jī)與有機(jī)的復(fù)合材料。生物陶瓷材料作為一種無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料，與生物組織具有良好的相容性和優(yōu)異的親和性，穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，可滅菌性及無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視。應(yīng)用的有人工牙根，人工血管和人工尿管；更有用于酶固定，細(xì)菌，微生物分離等方面。

例如，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，世界上許多國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)、瑞士、荷蘭和日本等國(guó)就已相繼開(kāi)展了氧化鋁生物陶瓷的研究和應(yīng)用，制成了氧化鋁股骨頭、臼與金屬骨柄組合的人工骨關(guān)節(jié)，開(kāi)創(chuàng)了致密Al2O3陶瓷在骨外科中的應(yīng)用。至今，高密度、高純度、多晶氧化鋁已大量用于制作人工髖關(guān)節(jié)的股骨干、股骨頭和髖臼部件。大量的研究和臨床應(yīng)用表明 ：氧化鋁陶瓷具有良好的生物相容性，氧化鋁陶瓷 硬度高，耐磨損能力強(qiáng)，構(gòu)成的關(guān)節(jié)面光滑而持久。氧化鋁磨損顆粒引 起的生物學(xué)反應(yīng)小于聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯顆粒。

三． 功能陶瓷材料的趨勢(shì)展望

通過(guò)瀏覽書(shū)刊文獻(xiàn)等，對(duì)于功能材料的研究及應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越多科學(xué)家們正致力于發(fā)現(xiàn)新的功能陶瓷材料，下面舉例說(shuō)明。1.“全陶瓷內(nèi)加熱器"研制成功

內(nèi)加熱技術(shù)是與外加熱方式相對(duì)應(yīng)的，簡(jiǎn)單地說(shuō)內(nèi)加熱技術(shù)就是從原來(lái)“煤爐”燒水變換為“熱得快”燒“水”，這里的“水”是指熔融態(tài)的金屬和合金。發(fā)熱元件和保護(hù)外套共同組成的內(nèi)加熱器，直接插入熔融金屬或合金中，主要通過(guò)接觸傳導(dǎo)熱量，加熱效率得到大幅度提升。內(nèi)加熱技術(shù)從能源角度來(lái)看，可以實(shí)現(xiàn)能量的準(zhǔn)確傳遞無(wú)端的能量損耗大幅降低，能源利用率從外熱式的2O～30％提高到內(nèi)熱式的8O～ 90 以上，節(jié)能效果明顯。

2.新型稀土納米導(dǎo)電陶瓷材料問(wèn)世

新型稀土納米導(dǎo)電陶瓷材料采用稀土多元滲透技術(shù)，利用陶瓷材料具有多孔疏松的組織結(jié)構(gòu)特征，對(duì)陶瓷材料進(jìn)行稀土元素的滲入，為新型導(dǎo)電材料的制備方法提供了新的思路。同時(shí)采用氣相化學(xué)方法，使稀土元素在高溫下氣化，并在氣態(tài)下通過(guò)氣固界面反應(yīng)，進(jìn)入固體材料的表面及內(nèi)部，使鈦酸鹽陶瓷的性能得到顯著改善，為高效功能陶瓷材料的制備開(kāi)辟了新 的途徑。

3.發(fā)光陶瓷材料問(wèn)世

發(fā)光陶瓷是把高科技的發(fā)光材料融入傳統(tǒng)的陶瓷釉料中，在高溫1300℃ 以上燒制而成，也叫夜光陶瓷、熒光陶瓷。它具有陶瓷的特點(diǎn)，即優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性，耐水性，還有蓄光發(fā)光性能，并且不含任何放射性元素，對(duì)人體無(wú)害，無(wú)毒，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。它可以吸收陽(yáng)光或其它散射光，吸收光能以后發(fā)生活化，而發(fā)出強(qiáng)光，發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)以上，發(fā)光性能可重復(fù)再現(xiàn)，且長(zhǎng)期維持發(fā)光性能。四． 總結(jié)

當(dāng)然，新型功能陶瓷材料還有很多，上面僅是介紹幾種重要新型功能陶瓷材料的性質(zhì)及應(yīng)用，就可以看出其應(yīng)用的廣泛性與其重要性是其它材料無(wú)法替代的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)新材料的要求也越來(lái)越高，我認(rèn)為，對(duì)新型功能陶瓷材料的研究應(yīng)予以重視，相信，在新的發(fā)展形勢(shì)下，研究開(kāi)發(fā)新型功能陶瓷材料定會(huì)在國(guó)家的軍事，經(jīng)濟(jì)，航空及人們的生活水平等方面的提高起到重要作用。五． 參考文獻(xiàn)

[1].王修智，蔣民華.神奇的新材料.山東科學(xué)技術(shù)出版社.2007 [2].齊寶森，呂宇鵬.21世紀(jì)新型材料.化學(xué)工業(yè)出版社.2011 [3].趙建華.材料科技與人類文明.華中科技大學(xué)出版社.2011 [4].林志偉.功能陶瓷材料研究進(jìn)展綜述.廣東科技期刊.2010 [5].曲遠(yuǎn)方.功能陶瓷及應(yīng)用.化學(xué)工業(yè)出版社.2002 [6].傅正義.李建保.先進(jìn)陶瓷及無(wú)機(jī)非金屬材料.科學(xué)出版社.2007 [7].王永玲.功能陶瓷性能與應(yīng)用.科學(xué)出版社.2003 以上是自己通過(guò)查閱資料文獻(xiàn)等方式總結(jié)新型功能陶瓷材料性質(zhì)應(yīng)用及展望，以此來(lái)論證它的重要作用，如有不對(duì)的地方還請(qǐng)老師指正！

第二篇：展望新型功能材料的未來(lái)

展望新型功能材料的未來(lái)

化學(xué)與化學(xué)工程系

科學(xué)教育

楊飛飛 44號(hào)

摘要：隨著社會(huì)技術(shù)的高度發(fā)展，材料，特別復(fù)合材料的加工得到很大的進(jìn)步和發(fā)展，新材料因其特殊的屬性，在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，眾所周知，現(xiàn)代飛機(jī)和衛(wèi)星的制造材料應(yīng)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕等特性，先進(jìn)復(fù)合材料的獨(dú)有性能使它成為制造飛機(jī)和衛(wèi)星的理想材料。闡述了先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈等方面的應(yīng)用情況及先進(jìn)復(fù)合材料未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：新型材料，復(fù)合材料，應(yīng)用發(fā)展

材料是人類生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的工具。人類文明曾被劃分為舊石器時(shí)代、新石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等，由此可見(jiàn)材料的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的影響——沒(méi)有材料就是沒(méi)有發(fā)展。先進(jìn)復(fù)合材料（Advanced Composites ACM）專指可用于加工主承力結(jié)構(gòu)和次承力結(jié)構(gòu)、其剛度和強(qiáng)度性能相當(dāng)于或超過(guò)鋁合金的復(fù)合材料。目前主要指有較高強(qiáng)度和模量的硼纖維、碳纖維、芳綸等增強(qiáng)的復(fù)合材料 隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了材料的不斷更新，發(fā)展和進(jìn)步，各種新材料不斷涌現(xiàn)并得到應(yīng)用，尤其以先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用最突出，眾所周知，由于航空航天飛行器的特殊使用環(huán)境，飛行器的制造材料要求非常之高，飛機(jī)和衛(wèi)星制造材料要求質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕，這些苛刻的條件，只有借助新材料技術(shù)才能解決。先進(jìn)復(fù)合材料具有質(zhì)量輕，較高的比強(qiáng)度、比模量、較好的延展性、抗腐蝕、導(dǎo)熱、隔熱、隔音、減振、耐高（低）溫，獨(dú)特的耐燒蝕性、透電磁波，吸波隱蔽性、材料性能的可設(shè)計(jì)性、制備的靈活性和易加工性等特點(diǎn)，被大量地應(yīng)用到航空航天等軍事領(lǐng)域中，是制造飛機(jī)、火箭、航天飛行器等軍事武器的理想材料。世紀(jì)以來(lái)，物理、化學(xué)、力學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的研究和發(fā)展推動(dòng)了對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、材料的物理化學(xué)和力學(xué)性能的深入認(rèn)識(shí)和了解。同時(shí)，金屬學(xué)、冶金學(xué)、工程陶瓷技術(shù)、高分子科學(xué)、半導(dǎo)體科學(xué)、復(fù)合材料科學(xué)以及納米技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展促進(jìn)了各種新型材料的產(chǎn)生,并推進(jìn)了對(duì)于材料的制備、生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)、性能及其相互之間關(guān)系的研究，為材料的設(shè)計(jì)、制造、工藝優(yōu)化和材料功能和性能的合理使用，提供了充分的科學(xué)依據(jù)。現(xiàn)代材料科學(xué)更注重于研究新型復(fù)合材料和納米材料的制備和創(chuàng)新，對(duì)于設(shè)計(jì)具有不同性能要求的材料復(fù)合工藝和納米態(tài)材料的凝聚過(guò)程，以及各類材料之間的相互滲透和交叉的性能以及綜合性能的研究給予了更多的重視。現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展不僅與揭露材料本質(zhì)及其演化規(guī)律的物理化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能有關(guān)，而且與使用材料的工程技術(shù)學(xué)科以及制造加工材料的工程學(xué)科有著相互交叉性的密切關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，“材料科學(xué)與工程”逐步形成學(xué)科，并發(fā)展成為一門獨(dú)立的一級(jí)學(xué)科。作為一級(jí)學(xué)科的“材料科學(xué)與工程”下分三個(gè)二級(jí)學(xué)科：材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程。

材料的未來(lái)發(fā)展

新材料的誕生會(huì)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的迅速發(fā)展，甚至?xí)呱碌漠a(chǎn)業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域。材料科學(xué)現(xiàn)已發(fā)展成為一門跨學(xué)科的綜合性學(xué)科。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前及未來(lái)發(fā)展的實(shí)際情況，新材料領(lǐng)域值得注意的新發(fā)展方向主要有半導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)材料、有機(jī)／高分子材料、敏感與傳感轉(zhuǎn)換材料、納米材料、生物材料及復(fù)合材料。

1.半導(dǎo)體材料 隨著高科技發(fā)展的需要，半導(dǎo)體及其應(yīng)用研究的中心正向直接影響市場(chǎng)的微型或低維量子器件、改善傳輸質(zhì)量和效率、增大功率和距離等方向發(fā)展，半導(dǎo)體化合物（GaAs、InAs、GaN、SiC等）具有重要的應(yīng)用前景。

2.結(jié)構(gòu)材料

Fe基、Al基、Ti基以及Mg基合金作為力學(xué)材料的主體，構(gòu)成了系列結(jié)構(gòu)材料，其主要功能是承擔(dān)負(fù)載（如火車、汽車、飛機(jī)）。汽車用鋼近年來(lái)已從一般鋼鐵發(fā)展為使用燦合金或特殊的高強(qiáng)Mg基合金，高強(qiáng)Ti合金在高強(qiáng)鋼中有重要位置，不銹鋼則有取代碳鋼的趨勢(shì)。用于軍用飛機(jī)的Al合金及一般鋼材則被先進(jìn)的Ti合金及高分子基復(fù)合材料所取代。進(jìn)一步還需要發(fā)展碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料或Al基復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)材料的主體有：（1）鋼鐵；（2）Al合金；（3）Mg合金；（4）Ti合金；（5）結(jié)構(gòu)陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料。

3.有機(jī)／高分子材料

有機(jī)／高分子材料是現(xiàn)代工業(yè)和高新技術(shù)的重要基石，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)以及國(guó)家安全不可或缺的重要材料。一方面量大面廣的通用高分子材料需要不斷地升級(jí)改造，以降低成本、提高材料的使用性能；另一方面各類新型的高分子材料將應(yīng)運(yùn)而生，尤其是有機(jī)及聚合物分子或少數(shù)分子組合體的光、電和磁特性將成為高分子向功能化以及微型器件化發(fā)展的重要方向。主要有以下三個(gè)研究方向：（1）分子材料與分子電子器件研究；（2）光電信息功能高分子材料研究；（3）生物醫(yī)用高分子材料。

4, 導(dǎo)電高分子材料

導(dǎo)電高分子材料科學(xué)是近年來(lái)發(fā)展較快的領(lǐng)域,自1977 年第一個(gè)導(dǎo)電高分子聚乙炔(PAC)發(fā)現(xiàn)以來(lái),對(duì)導(dǎo)電聚合物的合成、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電機(jī)理、性能、應(yīng)用等方面有許多新認(rèn)識(shí),現(xiàn)已發(fā)展成為一門相對(duì)獨(dú)立的學(xué)科。其可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子和復(fù)合型導(dǎo)電高分子類。主要應(yīng)用在發(fā)光二極管、抗靜電、導(dǎo)電性應(yīng)用、電磁屏蔽與隱身等領(lǐng)域中〔3〕。從導(dǎo)電機(jī)理的角度看,導(dǎo)電高分子大致可分為兩大類:一類是復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料,它是指在普通的聚合物中加入各種導(dǎo)電性填料而制成的,這些導(dǎo)電性填料可以是銀、鎳、鋁等金屬的微細(xì)粉末、導(dǎo)電性碳黑、石墨及各種導(dǎo)電金屬鹽等,此類導(dǎo)電高分子材料在國(guó)內(nèi)外已得以廣泛的應(yīng)用,如抗靜電、電磁波屏蔽、微波吸收、電子元件中的電極等。還有一類是結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料,即依靠高分子本身產(chǎn)生的導(dǎo)電載流子導(dǎo)電,這類導(dǎo)電高分子材料一般經(jīng)“摻雜”(P 型摻雜或N 型摻雜)后具有高的導(dǎo)電性能(電導(dǎo)率增加幾個(gè)數(shù)量級(jí))，多為共軛型高聚物聚乙炔、聚對(duì)苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯基乙炔等是目前研究較多的導(dǎo)電高分子材料。這種功能高分子除具有優(yōu)異的壓電特性外，還具有熱釋電效應(yīng)，可廣泛地用于武器、電聲、超聲、診斷醫(yī)療傳感器、無(wú)損測(cè)試、地震預(yù)報(bào)等諸多領(lǐng)域。

5土建功能高分子材料(1)土工織物

土工織物是一種多功能材料，主要功能有濾層作用、排水作用、隔離作用、加強(qiáng)作用、防滲與防潮作用等。在工程中往往是一種功能起主導(dǎo)作用,其它功能也不同程度地起作用。土工織物是以高分子合成纖維、合成橡膠與塑料為基本原材料, 這些高分子土工產(chǎn)品通常是以聚丙烯、聚酯為主，還有聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚乙烯醇、聚烯烴、聚四氟乙烯，以及透水性的土工材料氯橡膠、丁腈橡膠等材料。由含有這些組分的纖維絲、繩和塑料袋、條、板所制成的土工合成材料的主要特性是: 質(zhì)地柔軟而質(zhì)量輕，整體連續(xù)性好，抗拉、抗折強(qiáng)度高，耐腐蝕性和抗微生物侵蝕性好, 反濾性好，防滲性好，施工非常方便。目前, 國(guó)內(nèi)土工織物的生產(chǎn)能力、應(yīng)用范圍、測(cè)試技術(shù)與理論研究等方面均發(fā)展很快。土工織物在長(zhǎng)江三峽工程、長(zhǎng)江綜合開(kāi)發(fā)治理工程、防治洪澇災(zāi)害、處理工業(yè)垃圾、保護(hù)水源以及環(huán)境保護(hù)等工程中均得到了應(yīng)用。土工織物是一種非常有生命力的新型土工材料, 其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益均非常顯著，具有很高的推廣價(jià)值。今后，土工織物將面向大中型工程、永久性工程, 并向系列化與復(fù)合型的方向發(fā)展；同時(shí)，相應(yīng)的理論研究、測(cè)試技術(shù)、施工規(guī)范等方面也將不斷完善與提高。

(2)超輕型填土材料

當(dāng)前, 應(yīng)用較廣泛的輕質(zhì)填土材料是聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)，它具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,以及隨意切割成長(zhǎng)型、逐層鋪砌、搬運(yùn)方便等優(yōu)異的施工性能。作為一種土建結(jié)構(gòu)材料, 它已廣泛地應(yīng)用于公路及鐵路填土、橋臺(tái)與擋墻填土、機(jī)場(chǎng)、港口碼頭、地下結(jié)構(gòu)等工程中, 并取得了很好的效果。1995 年我國(guó)在杭甬高速公路橋頭路堤采用EPS 法，克服了軟土地段填土的困難，將其填筑成EPS 與混凝土相結(jié)合的橋頭路堤, 使用情況良好?，F(xiàn)已在沿海地區(qū)的軟土工程中得到推廣應(yīng)用〔5〕。

隱身材料

(1)納米吸波材料

由于納米材料具有極好的吸波特性, 且納米材料對(duì)電磁波的透射率及吸收率比微米粉要大得多,同時(shí)具備寬頻帶、兼容性好、質(zhì)量小和厚度薄等特點(diǎn)。因 此美、法、日、俄等國(guó)家都把納米材料作為新一代隱身材料進(jìn)行探索和研究。美國(guó)已研制出一種稱作“ 超墨粉” 納米吸波材料, 其對(duì)雷達(dá)波的吸收率高達(dá)99%,目前正在研究覆蓋厘米波、毫米波、紅外、可見(jiàn)光等波段的納米復(fù)合材料。(2)等離子體吸波涂料

等離子體吸波涂料是將放射性物質(zhì)涂覆在目標(biāo)上, 使目標(biāo)表面附近的局部空間電離, 形成等離子體來(lái)吸收電磁波的能量。早在20世紀(jì)60年代,前蘇聯(lián)就開(kāi)始了等離子體吸收電磁波性能的研究。80年代初開(kāi)始了等離子體的實(shí)驗(yàn), 重點(diǎn)研究等離子體在高空超聲速飛行器上的潛在應(yīng)用。此技術(shù)最大的特點(diǎn)就是不用改變裝備的結(jié)構(gòu), 只需利用等離子體發(fā)生器就可以實(shí)現(xiàn)隱身目的, 且隱身效果非常好。目前, 這種技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家是俄羅斯和美國(guó)〔6〕。

(3)生物醫(yī)用功能材料

生物醫(yī)用高分子主要分醫(yī)用高分子、藥用高分子和仿生高分子三大類。目前, 除人腦外的大部分人體器官都可用高分子材料來(lái)制作, 有治療保健作用的功能高分子也在開(kāi)發(fā)之中。對(duì)生物醫(yī)用高分子材料除了要求具有醫(yī)療功能外, 還要強(qiáng)調(diào)安全性, 即不僅要治病, 還要對(duì)人體健康無(wú)害。目前在血液相容性高分子、組織相容性高分子、生物降解吸收高分子、硬組織材料用高分子和生物復(fù)合高分子材料、醫(yī)用高分子現(xiàn)場(chǎng)固化材料、醫(yī)用粘合劑、固定化酶、高分子藥物釋放和送達(dá)體系等都有相應(yīng)的研究, 并取得了初步成果〔7〕 功能高分子材料發(fā)展趨勢(shì)(1)先進(jìn)復(fù)合高分子材料

當(dāng)今材料技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一是從均質(zhì)材料向復(fù)合材料發(fā)展, 二是由結(jié)構(gòu)材料往功能材料、多功能材料并重的方向發(fā)展。這種發(fā)展趨勢(shì)造就了先進(jìn)復(fù)合材料的迅速崛起與快速發(fā)展。

先進(jìn)復(fù)合高分子材料是指以一種材料為基體(如樹(shù)脂、陶瓷、金屬等), 加入另一種稱之為增強(qiáng)(或增韌)材料的高聚物(如纖維等)復(fù)合成的高功能整體結(jié)構(gòu)物〔8〕, 這種將多相物復(fù)合在一起, 充分發(fā)揮各相性能優(yōu)勢(shì)的結(jié)構(gòu)特征賦予了高分子復(fù)合材料廣闊的應(yīng)用空間。目前高分子復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用已進(jìn)入世界科技和工業(yè)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域, 重點(diǎn)集中在航空航天、基礎(chǔ)設(shè)施、沿海油氣田和 汽車的應(yīng)用, 與此同時(shí), 醫(yī)用復(fù)合材料日益增長(zhǎng), 成為近年來(lái)不可忽視的快速發(fā)展領(lǐng)域〔9〕。

(2)生物降解及環(huán)境友好高分子材料

隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)日益加深，生態(tài)可降解已不再陌生，與此同時(shí)世界各國(guó)對(duì)材料的生態(tài)可降解性的要求也提上日程。在這種背景下，生態(tài)可降解的高分子材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也越來(lái)越受到各國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的重視。目前，具有生態(tài)可降解性的高分子材料主要是發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)處于對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的復(fù)制及仿制階段。因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物降解及環(huán)境友好高分子材料對(duì)于國(guó)內(nèi)的相應(yīng)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)是當(dāng)務(wù)之急。研究表明高分子的生物降解過(guò)程主要是其在各種生物酶作用下的水解反應(yīng)、有時(shí)是先水解再進(jìn)一步氧化或先氧化再水解，即易水解的高分子往往具有生物降解性［10］。即今后可降解高分子材料研究幾種在在生物相容性、理化性能、降解速率的控制及緩釋性等方面。

7智能高分子材料

智能材料是能夠感知環(huán)境變化，通過(guò)自我判斷和自我結(jié)論，實(shí)現(xiàn)自我指令和自我執(zhí)行的新型材料。該類材料集感知、驅(qū)動(dòng)和信息處理于一體，形成類似生物材料那樣具有智能屬性?？梢岳迷擃惒牧先菀赘兄袛喹h(huán)境并實(shí)現(xiàn)環(huán)境響應(yīng)的特性來(lái)制造傳感器、制動(dòng)器及仿生器等。因此，其將在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、航空航天及制造業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。

開(kāi)發(fā)功能高分子材料的重要意義

功能高分子材料其獨(dú)特的功能和不可替代的特性已帶來(lái)各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，甚至質(zhì)的飛躍，且在各行業(yè)已產(chǎn)生相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，并導(dǎo)致許多新產(chǎn)品的出現(xiàn)。由于高分子材料在結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性和多樣性, 可以在分子結(jié)構(gòu)(包括支鏈結(jié)構(gòu))、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、共混、復(fù)合、界面和表面甚至外觀結(jié)構(gòu)等諸多方面, 進(jìn)行單一或多種結(jié)構(gòu)的綜合利用, 因此最大程度地滿足了其他高技術(shù)要求材料技術(shù)為他們提供的更多、更好的功能。隨著納米技術(shù)研究的深入，在分子、甚至原子水平上實(shí)現(xiàn)材料的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合與加工生產(chǎn)成為可能，材料的功能將會(huì)進(jìn)一步得到擴(kuò)展，呈現(xiàn)前所未有的創(chuàng)新?？梢灶A(yù)言,新一代功能高分子材料的春天已經(jīng)來(lái)臨，納米材料必將成為新世紀(jì)材料發(fā)展的主流，也必將對(duì)新世紀(jì)的高新

技術(shù)如電子、生物技術(shù)、生命科學(xué)的研究產(chǎn)生極為深遠(yuǎn)的影響。目前我國(guó)電子、國(guó)防、醫(yī)藥和許多尖端技術(shù)部門所需的不少功能高分子材料仍依賴于國(guó)外市場(chǎng)，這使得我們的一些產(chǎn)品和核心技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不足。在各發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量的人力財(cái)力對(duì)功能高分子材料進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，且進(jìn)展迅速時(shí)，我國(guó)也應(yīng)加大對(duì)功能高分子材料的研究開(kāi)發(fā)支持力度，加入到這場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中去，這將進(jìn)一步提高我國(guó)的綜合國(guó)力。在未來(lái)的航空航天領(lǐng)域的發(fā)展中，我們相信：新型復(fù)合新材料將扮演越來(lái)越重要的角色，以后，隨著使用環(huán)境對(duì)材料提出的新的，更苛刻的要求，新材料將具有不同的發(fā)展方向。

一方面，新材料將向耐高溫的方向發(fā)展，隨著人類對(duì)天空，外太空的探索，耐高溫的新材料也將大有作為，據(jù)理論計(jì)算和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度每提高100℃，它的推力就可提高15%左右?？梢?jiàn)提高發(fā)動(dòng)機(jī)材料的耐高溫性能的重要性。

另一方面，新材料也將向低成本方向發(fā)展，正如現(xiàn)在，飛機(jī)上，航天器上只是部分使用新型材料，因?yàn)樾虏牧系脑靸r(jià)高昂，所以，新材料的低成本化，大規(guī)模工業(yè)流程化也是研究的重點(diǎn)，它包括以下幾個(gè)主要方面：降低原材料成本，尤其是降低高性能碳纖維成本，世界呼聲很高；開(kāi)發(fā)低溫固化、高溫使用的樹(shù)脂和預(yù)浸料，節(jié)約能源，開(kāi)發(fā)長(zhǎng)壽命的預(yù)浸料，使用混雜纖維新型復(fù)合材料，通過(guò)工藝創(chuàng)新如電子束固化工藝等降低制造成本。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)的應(yīng)用

二、食品加工中蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的應(yīng)用

各種蛋白質(zhì)都有不同的功能性質(zhì)，在食品加工過(guò)程發(fā)揮出不同的功能。根據(jù)其功能性 質(zhì)的不同，選定適宜的蛋白質(zhì)，確定用量，加入到食品中，使之與其它成分如糖、脂肪、水反應(yīng)，可加工成理想的成品。

(一)以乳蛋白作為功能蛋白質(zhì)

在生產(chǎn)冰淇淋和發(fā)泡奶油點(diǎn)心過(guò)程中，乳蛋白起著發(fā)泡劑和泡沫穩(wěn)定劑的作用。乳蛋 白冰淇淋還有保香作用。在焙烤食品中加入脫脂乳粉，可以改善面團(tuán)的吸水性，增大體 積，阻止水分的蒸發(fā)，控制氣體的逸散速度，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)性。乳清中的蛋白質(zhì)，具有較強(qiáng)的 耐攪打性，可用作西式點(diǎn)心的頂端配料，穩(wěn)定泡沫，脫脂奶粉可以作為乳化劑添加到肉糜 中去，增強(qiáng)其保濕性?！?/p>

(二)以卵類蛋白作為功能蛋白質(zhì)

卵類蛋白主要由蛋清蛋白和蛋黃蛋白組成。

蛋清蛋白的主要功能是促進(jìn)食品的凝結(jié)、膠凝、發(fā)泡和成形。在攪打適當(dāng)黏度的卵類 蛋白質(zhì)的水分體系時(shí)，其中的蛋清蛋白的重疊的分子部分伸展開(kāi)，捕捉并且滯留住氣體，形成泡沫。卵類蛋白對(duì)泡沫有穩(wěn)定作用。用雞蛋作為揉制糕餅面團(tuán)混合料時(shí)，蛋白質(zhì)在 氣一液界面上形成彈性膜，這時(shí)已有部分蛋白質(zhì)凝結(jié)．把空氣滯留在面團(tuán)中，有利于發(fā)酵，防止氣體逸散，面團(tuán)體積增大，穩(wěn)定蜂窩結(jié)構(gòu)和外形。

蛋黃蛋白的主要功能是乳化及乳化穩(wěn)定性。它常常吸附在油水界面上，促進(jìn)產(chǎn)生并穩(wěn) 定水包油乳狀液。卵類蛋白能促進(jìn)油脂在其它成分中的擴(kuò)散，從而加強(qiáng)食品的黏稠度。

雞蛋在調(diào)味汁和牛乳糊中不但起增稠作用，還可作為黏結(jié)劑和涂料，把易碎食品黏連 在一起，使它們?cè)诩庸r(shí)不致散裂。

(三)以肌肉蛋白質(zhì)作為功能蛋白質(zhì)

肌肉蛋白的保水性是影響鮮肉滋味、嫩度和顏色的重要功能性質(zhì)，也是影響肉類加工 質(zhì)量的決定因素。肌肉中的水溶性肌漿蛋白和鹽溶性肌纖蛋白的乳化性，對(duì)大批量肉類的 加工質(zhì)量影響極大。肌肉蛋白的溶解性、溶脹性、黏著性和膠凝性，在食品加工中也很重 要。如膠凝性可以提高產(chǎn)品強(qiáng)度、韌性和組織性。蛋白的吸水、保水和保油性能，使食品 在加工時(shí)減少油水的流失量，阻止食品收縮；蛋白的黏著性有促進(jìn)肉糜結(jié)合，免用黏著劑 的作用。

(四)以大豆蛋白質(zhì)作為功能蛋白質(zhì)

大豆蛋白質(zhì)具有廣泛的功能性質(zhì)，如溶解性、吸水和保水性、黏著性、膠凝性、彈 性、乳化性和發(fā)泡性等。每一種性質(zhì)都給食品加工帶來(lái)特定的效果。如將大豆蛋白加入到 咖啡乳內(nèi)，是利用其乳化性；涂在冰淇淋表面，是利用其發(fā)泡性；用于肉類加工，是利用 它的保水性、乳化性和膠凝性。加在富含脂肪的香腸、大紅腸和午餐肉中，是利用它的乳 化性，提高肉糜問(wèn)的黏性等等。因其價(jià)廉，故應(yīng)用得非常廣泛。

第四篇：新型功能材料

先進(jìn)功能陶瓷材料

摘要:本文概述了先進(jìn)功能陶瓷材料的基本分類和優(yōu)良性能,并對(duì)研究現(xiàn)狀做了陳述和對(duì)未來(lái)先進(jìn)功能陶瓷材料的發(fā)展做了展望.關(guān)鍵詞: 先進(jìn)功能陶瓷材料；分類；優(yōu)良性能；發(fā)展概況；展望

Advanced ceramic materials

Abstract: This paper provides an overview of advanced ceramic materials the basic classification and excellent performance, and the research situation on the statement and the future of advanced ceramic materials is prospected.Key words: advanced ceramic materials;classification;excellent performance;development situation;Prospect

1.功能陶瓷材料的簡(jiǎn)要介紹

功能陶瓷材料對(duì)電、磁、光、熱、化學(xué)、生物等現(xiàn)象或物理量有很強(qiáng)反應(yīng)，或能使上述某些現(xiàn)象或量值發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的一種陶瓷材料。功能陶瓷是一類頗具靈性的材料，它們或能感知光線，或能區(qū)分氣味，或能儲(chǔ)存信息……因此，說(shuō)它們多才多能一點(diǎn)都不過(guò)分【1-3】．它們?cè)陔?、磁、聲、光、熱等方面具備的許多優(yōu)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呢！而這些性質(zhì)的實(shí)現(xiàn)往往取決于其內(nèi)部的電子狀態(tài)或原子核結(jié)構(gòu)，又稱電子陶瓷。已在能源開(kāi)發(fā)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等方面有廣泛應(yīng)用。

超導(dǎo)陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧陶瓷在98K時(shí)具有超導(dǎo)性能，為超導(dǎo)材料的實(shí)用化開(kāi)辟了道路，成為人類超導(dǎo)研究歷程的重要里程碑【2】。壓電陶瓷在力的作用下表面就會(huì)帶電，反之若給它通電它就會(huì)發(fā)生機(jī)械變形。電容器陶瓷能儲(chǔ)存大量的電能，目前全世界每年生產(chǎn)的陶瓷電容器達(dá)百億支，在計(jì)算機(jī)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(chǎn)生敏感效應(yīng)：熱敏陶瓷可感知微小的濕度變化，用于測(cè)溫、控溫；而氣敏陶瓷制成的氣敏元件能對(duì)易燃、易爆、有毒、有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警和空氣調(diào)節(jié)；而用光敏陶瓷制成的電阻器可用作光電控制，進(jìn)行自動(dòng)送料、自動(dòng)曝光、和自動(dòng)記數(shù)。磁性陶瓷是部分重要的信息記錄材料。還有半導(dǎo)體陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發(fā)光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推進(jìn)劑陶瓷、太陽(yáng)能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等，在自動(dòng)控制、儀器儀表、電子、通訊、能源、交通、冶金、化工、精密機(jī)械、航空航天、國(guó)防等部門均發(fā)揮著重要作用【3】。

2.先進(jìn)功能陶瓷材料的發(fā)展

先進(jìn)功能陶瓷是包括具有電，礠，光，聲，熱，力學(xué)等不同性能極其交叉偶合效應(yīng)的壓電，磁電，熱電，光電等能量互換的功能材料，主要分類有電子陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，光電陶瓷，生物陶瓷，快離子導(dǎo)體和高溫超導(dǎo)陶瓷材料等【4】。目前，殘葉規(guī)模最大的功能陶瓷是新型元期間用的信息功能陶瓷或電子陶瓷，約占60%-80%的份額，主要包括：電介質(zhì)陶瓷（電絕緣陶瓷和電容器陶瓷），鐵電陶瓷，壓電陶瓷，微博陶瓷，半導(dǎo)體敏感陶瓷和磁性陶瓷等。

3.先進(jìn)功能陶瓷材料的基本分類

3.1壓電陶瓷

主要是以鋯鈦酸鉛為主，應(yīng)用于超聲換能器，壓電諧振器，濾波器，微位移器和壓電驅(qū)動(dòng)器等【4-5】。近年來(lái)，作為環(huán)境友好性材料，無(wú)鉛壓電陶瓷的研發(fā)和應(yīng)用的到普遍重視。3.2電容器陶瓷

陶瓷電容器是電子技術(shù)中使用量醉倒的電容器，其成分主要有金紅石，鈦酸鋇等。其結(jié)構(gòu)有圓片式高壓陶瓷，晶界層電容器和多層陶瓷電容器【5】。3.3 裝置陶瓷

主要包括用于電子技術(shù)，微電子技術(shù)和光電子技術(shù)中，起絕緣作用的高壓電瓷，陶瓷理念，基片及多層陶瓷封裝材料等，有滑石瓷，莫來(lái)石，剛玉磁等【6】。隨著高溫和低溫供熱陶瓷技術(shù)的快速發(fā)展，陶瓷和玻璃陶瓷基板材料的需求昨年增加。3.4微波介質(zhì)陶瓷

主要為鈦酸鹽，鋅酸鹽基的陶瓷和玻璃陶瓷。是一種高頻，低能耗，溫度穩(wěn)定型電介質(zhì)材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于濾波器，移相器，微波電容等現(xiàn)代微波通訊的關(guān)鍵材料。

3.5 半導(dǎo)體陶瓷

主要組成有鈦酸鋇，鈦酸鎂等，主要用于熱敏，電敏，光敏，氣敏等敏感元件和傳感器中【7】。

3.6 磁性陶瓷

是制造各種磁性與電感器件的基礎(chǔ)材料，包括軟磁鐵氧體，永磁材料以及納米微晶軟磁合金等，其中主要是錳鋅鐵氧體，鎳鋅鐵氧體等。3.7 壓電晶體

應(yīng)用于以聲表面波器件為主的各類高頻器件，主要有石英晶體，四硼酸鋰和新型雅典單晶等【8】。另外，馳豫型貼點(diǎn)壓電單晶陶瓷等，已經(jīng)在醫(yī)用超聲成像方面取得突破性進(jìn)展和應(yīng)用。3.8功能陶瓷薄膜

隨著集成鐵電學(xué)的深入研究，鐵電陶瓷薄膜與微電子工藝的兼容，利用其貼典型，美國(guó)已成功研制了非揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器，并且已批量生產(chǎn)。微小型話和集成化的不斷發(fā)展，才來(lái)與器件的融合，分立和集成器件的界限越來(lái)越模糊，這使得傳統(tǒng)的材料分類變得困難【8-10】。

3.9其他功能陶瓷

除了上述得到廣泛應(yīng)用的功能陶瓷外，還有很多很有發(fā)展?jié)撃芎蛻?yīng)用前景的陶瓷材料，例如遠(yuǎn)紅外陶瓷，壓電復(fù)合材料，磁電復(fù)合材料，透明導(dǎo)電材料，快粒子導(dǎo)體陶瓷，生物醫(yī)用陶瓷，高溫超導(dǎo)陶瓷以及核反應(yīng)堆陶瓷等【9】。

4.先進(jìn)功能陶瓷材料的應(yīng)用領(lǐng)域

高性能先進(jìn)功能陶瓷材料具有電、光、磁、半導(dǎo)、化學(xué)等多方面的功能特性，從而在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中占有重要地位，并有廣闊的開(kāi)拓前景。

（1）電學(xué)、電子功能材料 該領(lǐng)域中有各種類型的材料，例如：絕緣材料、壓電材料、半導(dǎo)體材料、離子傳導(dǎo)材料等，現(xiàn)將典型的材料列舉如下：氧化鋁、鈦酸鋇、鈦鋯酸鉛、氧化鋅系陶瓷等。

（2）磁學(xué)功能材料 鐵氧體就是在這種功能的材料，鐵氧體有軟質(zhì)和硬質(zhì)之分。在軟質(zhì)鐵氧體中，有尖晶石型和石榴石型；在硬質(zhì)鐵氧體中，有磁鉛酸鹽型【11】。

（3）光學(xué)功能材料 透光陶瓷有氧化鋁、氧化鎂、氧化釔；透光壓電陶瓷（光電陶瓷）已知有PLZT【12】。

（4）化學(xué)功能材料 這一領(lǐng)域的材料中，作為敏感元件的有：氣敏元件、濕敏元件和催化劑；作為氧化物有的：氧化錫、氧化鋅、復(fù)合氧化物等，應(yīng)用很廣。（5）熱功能材料 作為紅外線輻射材料的有氧化鋯、氧化鈦。可用作熱源。（6）生物體功能材料 應(yīng)用在人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等等。以下是幾種常用的先進(jìn)功能陶瓷的大概分類和應(yīng)用領(lǐng)域：

（一）電性陶瓷——可分別歸納為幾大類

1．介質(zhì)材料。許多陶瓷材料具有高的介電常數(shù)，稱為介質(zhì)材料。按其結(jié)構(gòu)與性能，可分為以下幾類。

（1）絕緣陶瓷。其典型代表有al2o3、aln及beo等。al2o3陶瓷已廣泛用作半導(dǎo)體集成電路的基片與高性能的封裝材料。aln具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)，有利于在日益增長(zhǎng)集成度條件下熱量的散失，是繼al2o3之后，下一代的基片材料。beo同樣具有高的導(dǎo)熱系數(shù)，但由于鈹?shù)亩拘?，而且價(jià)格昂貴，限制了它的應(yīng)用。

（2）鐵電陶瓷。這是一大類功能陶瓷，具有鐵電性，以ba-tio3、srtio3等為代表，有寬廣的應(yīng)用性，其中電容性陶瓷的產(chǎn)量及銷售額占有最大的比重。

（3）壓電陶瓷。鐵電陶瓷經(jīng)過(guò)極化處理，在大多數(shù)情況下可使其電疇轉(zhuǎn)向、排列，從而具有壓電性，以鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等為其主要代表。用它們制成的器件，在水聲、電聲、超聲、濾波、引燃、引爆等方面，有甚為廣泛的應(yīng)用【13】。最近，微位移器的發(fā)展，壓電陶瓷及電致伸縮陶瓷發(fā)揮了很大作用。著名的huber望遠(yuǎn)鏡在外層空間的位置的微小而精確的調(diào)整，就是用這種微位移器實(shí)現(xiàn)的。2．半導(dǎo)陶瓷——不少類無(wú)機(jī)物質(zhì)具有半導(dǎo)性，被利用為在不同環(huán)境下的敏感材料，發(fā)展成為傳感器。

（1）濕敏材料、器件。

（2）溫度敏感材料與器件——典型的有被廣泛使用的ptc、ntc器件。

（3）氣氛敏感材料與器件。

（4）變阻器（varister）——sic、zno等。吸收高電壓、脈沖電流，作為避雷器等。

3．離子導(dǎo)體。其中以摻雜cao或y2o3的四方穩(wěn)定zro2作為氧離子導(dǎo)體，以及β”al2o3和nasicon作為鈉離子導(dǎo)體最有代表性。前者作為在各種環(huán)境下，包括高溫窯爐、煙道氣、汽車尾氣和鋼水中測(cè)定氧的濃度等，已發(fā)展成相應(yīng)的器件，獲得廣泛的應(yīng)用。在近年來(lái)發(fā)展中的氧化物燃料電池（sofc），氧離子導(dǎo)體是整個(gè)系統(tǒng)中構(gòu)成傳導(dǎo)氧離子的電介質(zhì)部件，起到核心的作用。而鈉離子導(dǎo)體材料則是多年來(lái)引起材料界與電化學(xué)界重視的鈉-硫電池的關(guān)鍵材料。

（二）磁性陶瓷

1．軟磁材料。以鐵氧體為代表的軟磁材料，人們經(jīng)過(guò)多年的工作，開(kāi)發(fā)了幾代材料，為磁記錄介質(zhì)的應(yīng)用與發(fā)展做出貢獻(xiàn)。它的優(yōu)點(diǎn)之一，是更適于在高頻下使用。

2．硬磁材料。另外一大類鐵氧體陶瓷構(gòu)成鐵磁體材料，也適用于高頻，同樣獲得廣泛的應(yīng)用。

（三）光性陶瓷

陶瓷材料做到透明，從而可利用其光性，是陶瓷材料制備科學(xué)的一大進(jìn)步。其關(guān)鍵是要在燒結(jié)致密化過(guò)程中，排除其中幾乎所有的閉口氣孔。否則，由于存在著許多與可見(jiàn)光波長(zhǎng)相似的氣孔，射入光因強(qiáng)烈的散射作用，不能透過(guò)，使陶瓷材料失透。

1．透明氧化鋁。一般al2o3陶瓷是不透明的，利用其耐高溫、高硬度、耐磨損，高強(qiáng)度以及電絕緣等特性。但當(dāng)人們掌握了在制備al2o3陶瓷時(shí)，排除其中的全部氣孔，即成為透明氧化鋁?，F(xiàn)在的水平，已可制出透過(guò)95％可見(jiàn)光的管子，用做高壓鈉蒸氣燈。在燈管內(nèi)，溫度可達(dá)1400℃，同時(shí)鈉蒸氣有強(qiáng)烈的腐蝕作用，透明氧化鋁成為理想的燈管材料，現(xiàn)已是一巨大的產(chǎn)業(yè)。

2．透明mgo、zns等。是紅外及特殊的窗口材料。在工業(yè)、高溫實(shí)驗(yàn)室及國(guó)防上均有重要應(yīng)用【13】。

3．透明摻鑭的鋯鈦酸鉛（plzt）陶瓷，是一種有廣泛應(yīng)用價(jià)值的功能陶瓷。由于可制備得到透明的材料，在光閥、光調(diào)制、光存儲(chǔ)、顯示等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，成為光信息處理技術(shù)中的重要材料和器件。

（四）化學(xué)陶瓷即利用其化學(xué)及電化學(xué)性能的一類材料。

1．氣敏材料與器件，如zno、fe2o3、sno2等。已用于氣氛檢測(cè)器、漏氣報(bào)警及自動(dòng)換氣風(fēng)扇等。

2．催化劑載體及催化劑——沸石、氧化鋁、尖晶石以及相應(yīng)的納米材料是很好或已獲得廣泛應(yīng)用的催化劑載體，有些經(jīng)過(guò)修飾就具有很好的催化劑功能。

3．電極材料。用于諸多的電解工業(yè)，主要是碳化物、硼化物等。

（五）熱性陶瓷

主要利用陶瓷，特別是涂層材料在適當(dāng)?shù)母邷叵戮哂懈咝实募t外輻射特性。例如以 zro2及 tio2為基的涂層，在食品、化工、醫(yī)藥等許多行業(yè)中獲得應(yīng)用。

5.先進(jìn)功能陶瓷材料的發(fā)展現(xiàn)狀

先進(jìn)功能陶瓷材料已經(jīng)發(fā)展成為多晶體，單晶，薄膜，多層膜，復(fù)合材料等多種材料形態(tài)的大家族，功能效應(yīng)的多樣性，成分和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和應(yīng)用的廣泛性，使得先進(jìn)功能陶瓷材料科學(xué)發(fā)展成為一門新興的的交叉學(xué)科，設(shè)計(jì)固體物理，晶體化學(xué)，固體力學(xué)，電子器件與信息工程科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域【14】，具有豐富的科學(xué)內(nèi)涵，目前，先進(jìn)功能陶瓷已經(jīng)成為新一代電子元器件殘葉的關(guān)鍵材料，是促進(jìn)信息技術(shù)重大創(chuàng)新的源泉和先導(dǎo)，是技術(shù)創(chuàng)新和高科技發(fā)展十分活躍的研究領(lǐng)域，其地位僅次于集成電路，是當(dāng)今世界競(jìng)爭(zhēng)最激烈，發(fā)展最迅速的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)。同時(shí)也是衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志之一。先進(jìn)功能陶瓷以每年15%的高速度增長(zhǎng)，大約五年年產(chǎn)量增加一倍，信息功能陶瓷材料及其制品的用量逐年增加，因此先進(jìn)功能陶瓷材料對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)及集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著非常重要的作用【15】。

6.先進(jìn)功能陶瓷材料的發(fā)展前景和展望

功能陶瓷的不斷開(kāi)發(fā)．對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起了巨大促進(jìn)作用．功能陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之更為廣泛．目前主要用于電、磁、光、聲、熱和化學(xué)等信息的檢羽、轉(zhuǎn)換、傳輸、處理和存儲(chǔ)等，并已在電子信息、集成電路、計(jì)算機(jī)、能源工程、超聲換能人工智能、生物工程等眾多近代科技領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)功能陶瓷組成結(jié)構(gòu)的易詞性和可控性，可以制備超高絕緣性、絕緣性、半導(dǎo) 性、導(dǎo)電性和超導(dǎo)電性陶瓷；根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和耦合特性，可以制備壓電、光電、熱電、磁電和鐵電等陶瓷；根據(jù)其對(duì)外場(chǎng)條件的敏感效應(yīng)，可制備熱敏氣敏、濕敏、壓敏、磁敏和光敏等敏感陶瓷【16】。高溫超導(dǎo)氧化物陶瓷的發(fā)現(xiàn)，能陶瓷的研究形成了全球性的熱點(diǎn)，高溫超導(dǎo)陶瓷的研究開(kāi)發(fā)，為未來(lái)的技術(shù)革命帶來(lái)新的曙光。本世紀(jì)90年代開(kāi)始的納米功能陶瓷的研究，表明人們已開(kāi)始深入到介于宏觀與原子尺度的納米層次來(lái)研究功能陶瓷的性能與結(jié)構(gòu)，以期進(jìn)一步開(kāi)拓功能陶新的應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)論從應(yīng)用的廣度。還是市場(chǎng)占有率來(lái)看，在當(dāng)前及以后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)。功能陶瓷在現(xiàn)代陶瓷中仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。因此，功能陶瓷今后在性能方面會(huì)向著高教能、高可靠性、低損耗、多功能、超高功能以及智能化方向發(fā)展【17】。在設(shè)備技術(shù)方面向著多層、多相乃至超微細(xì)結(jié)構(gòu)的調(diào)控與復(fù)合、低溫活化燒結(jié)、立體布線、超細(xì)超純、薄膜技術(shù)等方向發(fā)展，在材料及應(yīng)用的主要研究方向應(yīng)包括智能化敏感陶瓷及其傳感器；具有高轉(zhuǎn)換率、高可靠性、低損耗、大功率的壓電陶瓷及其換能器；超高速大容量超導(dǎo)計(jì)算機(jī)用光纖陶瓷材料；多層封裝立體布線用的高導(dǎo)熱低介電常數(shù)陶瓷基板材料；量大面廣、低燒、高比容、用定性的多層陶瓷電容器材料等?，F(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速提高，極大地促進(jìn)了陶瓷工業(yè)的發(fā)展 陶瓷產(chǎn)品的應(yīng)用也日益擴(kuò)大，因此我們可以相信現(xiàn)代陶瓷必將給我們的生活帶來(lái)巨大的變化，滲透到我們生活的各個(gè)方面。參考文獻(xiàn)： 【1】 張金升張銀燕編著.陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)與性能.北京:化學(xué)工業(yè)出版社2007 【2】 張玉龍, 馬建平編著.實(shí)用陶瓷材料手冊(cè).北京: 化學(xué)工業(yè)出版社2006 【3】 李榮久編編著.陶瓷金屬?gòu)?fù)合材料.北京: 冶金工業(yè)出版社2006

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第五篇：發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

【摘要】本文簡(jiǎn)單介紹了發(fā)光陶瓷的簡(jiǎn)介和發(fā)光釉的應(yīng)用，主要從低、中、高溫發(fā)光陶瓷釉和發(fā)光搪瓷的制備、性能和特點(diǎn)做一綜述，并對(duì)發(fā)光釉料現(xiàn)代工業(yè)化現(xiàn)狀進(jìn)行了概括，最后對(duì)發(fā)光陶瓷釉的前景做一介紹和進(jìn)行展望。

【關(guān)鍵詞】發(fā)光釉

低、中、高溫發(fā)光陶瓷釉

發(fā)光搪瓷

制備、性能與特點(diǎn)

工業(yè)化現(xiàn)狀

前言

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料俗稱為“夜光粉”，屬于光致發(fā)光材料的一種，是指經(jīng)日光和長(zhǎng)波紫外線等光源的短時(shí)間照射，關(guān)閉光源后，仍可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)光的材料。20世紀(jì)9 0 年代后，相繼發(fā)展到其他硫化物，鋁酸鹽，硅酸鹽，復(fù)合氧化物或硫氧化物等多種基質(zhì)材料體系長(zhǎng)余輝發(fā)光材料可應(yīng)用于塑料，涂料，陶瓷，玻璃等傳統(tǒng)行業(yè)中，分別制得發(fā)光塑料，發(fā)光涂料，發(fā)光陶瓷，發(fā)光玻璃等【1】。而現(xiàn)在考慮發(fā)光陶瓷的發(fā)光性能，也考慮到發(fā)光陶瓷的成本比較而言，發(fā)光釉的制備容易工業(yè)化，可以預(yù)見(jiàn)長(zhǎng)余輝的發(fā)光釉研制開(kāi)發(fā)應(yīng)該有美好前景。

1.發(fā)光陶瓷簡(jiǎn)介

1.1發(fā)光陶瓷的合成方法【2】

發(fā)光陶瓷的合成方法主要有三種:(l)將發(fā)光材料的粉料直接燒制成發(fā)光陶瓷塊,再經(jīng)過(guò)加工的方式制成各種形狀的成品.新一代的鋁酸鹽和硅酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料本身就是一種功能陶瓷;(2)將發(fā)光材料與傳統(tǒng)的陶瓷原料相混合,直接燒制出光陶瓷;(3)先制成發(fā)光陶瓷釉料,將發(fā)光陶瓷釉料施于陶瓷胚體表面,燒制成表面發(fā)光的陶瓷制品.陶瓷釉料是指熔融在陶瓷表面上一層很薄的均勻的透明的玻璃質(zhì)層,它可以改善制品使用性能,提高陶瓷的裝飾質(zhì)量.1.2發(fā)光釉簡(jiǎn)介【3】

發(fā)光釉是熔融在陶瓷坯體表面上的一層很薄的均勻的玻璃體物質(zhì)，它具有玻璃所固有的一切物理化學(xué)性質(zhì):平滑光亮，硬度大，抗風(fēng)化，易清洗，不吸濕，不透氣，能抵抗氫氟酸和強(qiáng)堿除外的大部分酸和堿的侵蝕，如與坯體配合適當(dāng)，則還能提高坯體的強(qiáng)度，以及具有熒光，抗菌等特殊功能。同時(shí)，也可使陶瓷制品外觀豐富多彩。但是，釉又不完全等同于玻璃，例如它不單純是硅酸鹽，有時(shí)還含有硼酸鹽或磷酸鹽等，又例如玻璃中不含有A12O3，但A12O3是大多數(shù)釉的重要成分，它能增加坯與釉

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望 的附加性，又可防止失透。發(fā)光釉,是指具有長(zhǎng)余輝發(fā)光功能的釉料,一般由發(fā)光粉,基礎(chǔ)釉料和添加劑三部分組成,然后按一定比例混合后施于坯體表面，燒成后具有發(fā)光功能的一種釉料，可用于陶瓷制品和搪瓷制品的生產(chǎn)。發(fā)光釉發(fā)明于20世紀(jì)80年代,國(guó)外最早應(yīng)用在日本,前蘇聯(lián),法國(guó)等國(guó)【4-8】,國(guó)內(nèi)相繼也有了相關(guān)的一些專利【9-11】報(bào)道".其中基礎(chǔ)釉的選擇是決定發(fā)光釉的發(fā)光性能以及釉面質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，基礎(chǔ)釉的選擇應(yīng)該考慮到以下一些基本原則: 1.始熔溫度必須低于發(fā)光釉的燒成溫度，使基礎(chǔ)釉在發(fā)光釉燒成溫度以下熔融并包覆在發(fā)光粉顆粒的表面，防止發(fā)光粉與空氣中的氧氣接觸而氧化;2.基礎(chǔ)釉必須始透明的.該樣既可以使光線透過(guò)，照射到發(fā)光材料上，保證發(fā)光粉得到最大的光吸收，也可以使發(fā)光粉產(chǎn)生的熒光損失降低到最少;3.熱膨脹系數(shù)低，釉料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)該略低于陶瓷坯體的熱膨脹系數(shù)，這樣，釉燒冷卻過(guò)程中的收縮率比坯體的收縮率小，凝固的釉層受到壓應(yīng)力，從而可提高釉的機(jī)械強(qiáng)度，防止釉面開(kāi)裂;4.不與發(fā)光粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在燒成溫度下粘度應(yīng)該較大，不易析晶失透，與發(fā)光粉相容性應(yīng)該較好；

5.不含使發(fā)光粉發(fā)生發(fā)光碎滅作用的元素；

6.與陶瓷坯體相匹配，以制得光滑，具有良好光澤的釉表面。

2.陶瓷發(fā)光釉的應(yīng)用

夜光粉(發(fā)光粉)可作為一種添加劑或顏料，均勻分布在各種透明或半透明介質(zhì)中，如涂料、油黑、塑料、印花玻璃、陶瓷、釉、衛(wèi)浴、雕刻、玻璃馬賽克、化纖物等也可以同色料一起用，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的自發(fā)光功能，呈現(xiàn)良好的低度照明指示和裝飾美化效果，該材料具有穩(wěn)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，發(fā)光性能在結(jié)晶構(gòu)造不受到破壞的前提下可永久保持吸光、蓄能、發(fā)光，一般使用壽命可長(zhǎng)達(dá)15年以上，該材料在-20C-1300C范圍內(nèi)發(fā)光性能基本無(wú)變化，在300W高壓銀燈下1 000小時(shí)后，顏色及發(fā)光性能無(wú)變化，因此可在戶外使用。

在旅游景點(diǎn)、危險(xiǎn)區(qū)、保護(hù)區(qū)和森林等地方需要夜間標(biāo)示或警示，若采用燈光照明系統(tǒng)，由于地域大或其它原因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如果采用蓄能發(fā)光搪瓷標(biāo)牌做指標(biāo)將會(huì)給人們帶來(lái)許多方便。較早研究的發(fā)光搪瓷釉料都是以重金屬主要是銅激活的硫化鋅或堿土金屬硫化物為發(fā)光材料。這類發(fā)光材料的缺點(diǎn)在于發(fā)光余輝時(shí)間短，而且其中

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

一些因含有放射性物質(zhì)，而不利于生產(chǎn)和應(yīng)用。

3.陶瓷發(fā)光釉的制備與性能特點(diǎn)

近年來(lái)，發(fā)光釉料的研究從無(wú)到有，無(wú)論是制備工藝方面，性能特點(diǎn)方面都取得了很大的發(fā)展。發(fā)光釉根據(jù)燒成溫度(550℃-1200℃)的不同，可分為低溫釉，中溫釉和高溫釉。（1）低溫發(fā)光陶瓷釉的燒成溫度一般在550-980 ℃之間（2）中溫發(fā)光陶瓷釉料的一般使用溫度為 980~1050℃之間（3）高溫發(fā)光陶瓷釉的燒成溫度為 1050℃-1 2 0 0 ℃之間。而現(xiàn)代工業(yè)中有一種應(yīng)用比較成熟的發(fā)光釉，就是發(fā)光搪瓷。本文就從低、中、高溫發(fā)光陶瓷釉和發(fā)光搪瓷的制備、性能和特點(diǎn)做一綜述。

3.1低溫陶瓷發(fā)光釉料【12】

陶瓷發(fā)光釉的出現(xiàn)始于20世紀(jì)80年代，國(guó)外最早應(yīng)用在日本、前蘇聯(lián)、法國(guó)等國(guó)。主要以硫化物為發(fā)光材料，與低溫釉料混合制成。由于發(fā)光體為=+(固溶體，而一般情況下，重氧化成就開(kāi)始明顯氧化成硫酸鋅，當(dāng)溫度超過(guò)，就已經(jīng)嚴(yán)

(表面，所以在制備發(fā)光陶瓷釉料時(shí)要采取適當(dāng)?shù)姆姥趸胧涸谛纬杀Ｗo(hù)膜，以減輕氧化。這樣，可使此類發(fā)光釉料的燒成溫度在傳統(tǒng)發(fā)光釉的制造工藝大體上有3種：

（1）把合成好的熒光基質(zhì)、激活劑和釉料混合均勻，一起施釉燒成；（2）把已含有激活劑的熒光粉和基礎(chǔ)釉料混合均勻，一起施釉燒成；（3）把所有原料一起制成釉，在燒成的過(guò)程中，自動(dòng)形成發(fā)光物質(zhì)。

左右。

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

良好，防止了發(fā)光粉與空氣中的氧氣接觸而發(fā)生氧化。結(jié)果使此類發(fā)光釉的發(fā)光余輝時(shí)間達(dá)到了20~40min。

張宏泉等【15】運(yùn)用分層施釉的方法，對(duì)發(fā)綠光的工藝過(guò)程進(jìn)行了研究，從而達(dá)到了張希艷等【16】將

光致發(fā)光陶瓷釉的制備

熒光粉在高溫下不發(fā)生熒光猝滅的目的。

發(fā)光粉體與基礎(chǔ)釉料按比例混合后，利用絲網(wǎng)印刷的工藝，制備了陶瓷發(fā)光釉制品。

通過(guò)晶相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，熒光粉晶體處在玻璃的包圍之中，且是正常發(fā)光狀態(tài)，目前這被大多數(shù)人認(rèn)為是陶瓷發(fā)光釉的發(fā)光機(jī)理。此類低溫陶瓷發(fā)光釉可廣泛應(yīng)用在日用瓷、工藝瓷的釉上彩部分，不僅不影響白天的視覺(jué)效果，而且多種多樣的發(fā)光顏色更賦予了普通陶瓷制品在夜間發(fā)光的效果。大連路明發(fā)光科技股份有限公司在這方面已投入生產(chǎn)，它們生產(chǎn)的唐三彩瓷版畫(huà)，在繼承了唐三彩原來(lái)色彩豐富多樣、流光溢彩、大方美觀的基礎(chǔ)上，又賦予其夜間發(fā)光的性能。

3.2中溫陶瓷發(fā)光釉料

1996年以后，隨著新型稀土離子激活的堿土鋁酸鹽蓄光型發(fā)光材料的發(fā)明和性能的提高，出現(xiàn)了將這種新型的發(fā)光材料用于陶瓷行業(yè)的趨勢(shì)。近年來(lái)，關(guān)于這方面的研究也越來(lái)越多，從而使得發(fā)光釉料的制備工藝也越來(lái)越成熟，燒成溫度也提高到1000℃以上。新型稀土離子激活的硅酸鹽蓄光型發(fā)光材料的發(fā)明，使發(fā)光陶瓷的性能進(jìn)一步提高。

張玉軍等【17】采用鋁酸基超長(zhǎng)余輝發(fā)光粉作為發(fā)光材料，系統(tǒng)研究了適于發(fā)光的陶瓷釉料，成功地制備了中溫發(fā)光陶瓷釉制品，并討論了釉組成和燒成條件對(duì)釉料發(fā)光效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)光陶瓷釉料的發(fā)光來(lái)自銪激活的鋁酸鍶發(fā)光晶體，燒成過(guò)程中發(fā)光材料的晶體結(jié)構(gòu)并沒(méi)有被破壞；發(fā)光釉的起始亮度相對(duì)于發(fā)光材料本身有所降低，這是由于在燒成過(guò)程中，部分顆粒較細(xì)的發(fā)光晶體熔入到釉熔體中所致；釉中含量的增加會(huì)降低發(fā)光釉的起始亮度，相反，SO和B2O3含量的增加卻能相對(duì)提高發(fā)光釉的起始亮度。該方法制得的陶瓷發(fā)光釉燒成溫度可達(dá)1800℃，且發(fā)光起始亮度高，余輝時(shí)間長(zhǎng)，并無(wú)放射性毒害。

此類發(fā)光陶瓷釉的使用方法有很多種，可以噴淋，可以絲網(wǎng)印刷，還可以手繪；既可做底釉，又可與堆釉顆粒做三度燒產(chǎn)品。目前，它主要應(yīng)用于建筑陶瓷上，例如可以制成室內(nèi)使用的夜間指示、防火、安全標(biāo)志陶瓷產(chǎn)品。該類產(chǎn)品具有阻燃、耐老

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

化性好等優(yōu)點(diǎn)；此外還可制成三度燒的腰線磚，用以裝點(diǎn)居室、美化家庭.3.3高溫陶瓷發(fā)光釉料

目前大部分發(fā)光陶瓷的最高燒成溫度都低于1100℃，根本不能滿足地磚和衛(wèi)生潔具以及日用瓷的生產(chǎn)要求。所以目前關(guān)于高溫陶瓷發(fā)光釉料還比較少，但已有少數(shù)高溫陶瓷發(fā)光釉料的制備。

關(guān)于發(fā)光釉料的高溫發(fā)光問(wèn)題，主要用以下2種方法解決：(1)在發(fā)光粉的表面包覆一層對(duì)發(fā)光粉的余輝起始亮度影響不大的物質(zhì)，以提高它的耐溫性；(2)用配合料和釉料一起燒成，在燒成過(guò)程中生成發(fā)光晶體，從而使釉料整體呈現(xiàn)發(fā)光的性能。

關(guān)于發(fā)光粉表面改性的研究于十年前就已經(jīng)出現(xiàn)。馬林等【18】為了解決熒光粉在節(jié)能熒光燈使用過(guò)程中的光衰問(wèn)題，綜合運(yùn)用浸漬、吸附、反應(yīng)等復(fù)合方法對(duì)熒光粉進(jìn)行處理，獲得了表面具有納米氧化鋁

膜層的熒光粉，從而減少了短波紫外輻射的轟擊、汞的吸附沉積等破壞因素的影響，取得了較好的效果。

溶膠凝膠法制備發(fā)光粉是一種比較新型的制備方法，很多人在做這方面的研究。袁曦明等【19】用檸檬酸合成前驅(qū)體檸檬酸鹽，運(yùn)用溶膠-凝膠法制備出了黃綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料【20】，并確定最佳燒成溫度在1200-1250℃之間。張世英等

藍(lán)色熒光粉，與傳統(tǒng)的高溫固也是采用溶膠-凝膠法制備了納米晶相反應(yīng)制備方法相比，克服了原料混合不均勻和燒結(jié)溫度高的缺陷。

萬(wàn)紅峰在其碩士學(xué)位論文【21】中利用溶膠-凝膠法制備出輝發(fā)光材料，進(jìn)而利用該發(fā)光材料為原料，成功制備出光陶瓷釉。制備的1150℃二次燒結(jié)后的845mcd/m2，發(fā)光性能的降低可能是因?yàn)楦邷叵轮饾u被氧化成長(zhǎng)余中高溫發(fā)

發(fā)光體耐高溫性能良好，XRD分析結(jié)果表明經(jīng)粉體晶形沒(méi)有發(fā)生變化，發(fā)光亮度值降為

發(fā)光材料中

在的緣故。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料發(fā)光性能出色，余輝時(shí)間達(dá)12小時(shí)以上，同時(shí)發(fā)光性能受粉體粒度影響較大，粉體粒度為80目時(shí)初始亮度值為3826mcd/m2，200目時(shí)降低為2065mcd/m2。

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

4.發(fā)光釉料現(xiàn)代工業(yè)化現(xiàn)狀

【22】

目前工業(yè)生產(chǎn)的陶瓷發(fā)光釉大多是中低溫的陶瓷發(fā)光釉，發(fā)光材料多是 ZnS 和鋁酸鹽類，使用要求苛刻。有關(guān)這兩類的陶瓷發(fā)光釉制備工藝報(bào)道過(guò)于簡(jiǎn)略，總的來(lái)說(shuō)，由于發(fā)光材料的類型、顆粒細(xì)度、基礎(chǔ)釉成分、燒成溫度和保溫時(shí)間等的不同，產(chǎn)品的質(zhì)量差異很大。就燒成溫度而言，同一溫度下快燒、慢燒、保溫時(shí)間直接影響產(chǎn)品的發(fā)光性能，以及釉面質(zhì)量等?？紤]到發(fā)光釉的長(zhǎng)余輝性能，必須保證有足夠的發(fā)光材料顆粒存在于釉層中，那么就需要在保證釉面質(zhì)量的情況下采用快速升溫、短時(shí)間保溫和快速冷卻的燒成工藝。另外，發(fā)光材料與基礎(chǔ)釉的成分對(duì)發(fā)光性能影響很大，要保證基礎(chǔ)釉對(duì)發(fā)光材料熔解作用小，不存在猝滅離子，而且兩者相容性一定要好。在國(guó)家節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的方針指導(dǎo)下，建筑陶瓷生產(chǎn)開(kāi)始向低溫快速燒成方向發(fā)展，燒成制度也有利于陶瓷發(fā)光釉的燒成，因此，陶瓷發(fā)光釉大規(guī)模的應(yīng)用于建筑陶瓷業(yè)更為可行。

5.前景與展望

發(fā)光陶瓷市場(chǎng)運(yùn)用廣闊;在色彩和圖案上進(jìn)行充分開(kāi)發(fā)，將具有更強(qiáng)的裝飾效果，可人量運(yùn)用在夜場(chǎng)，如夜總會(huì)、酒店、酒吧、KTV、樓梯、消防通道等，成為夜場(chǎng)必選之磚，發(fā)光材料無(wú)毒無(wú)害無(wú)輻射節(jié)能環(huán)保。因其發(fā)光波長(zhǎng)的原理，具有很好的抑制細(xì)菌再生長(zhǎng)之功效，比現(xiàn)在市面上一此大廠推出納米抗污技術(shù)更具優(yōu)越性，更能滿足人們的綠色健康環(huán)保的要求【23】。

而到目前為止陶瓷發(fā)光釉的研究還有很大的局限性，從理論上來(lái)說(shuō)，發(fā)光材料的能量傳遞機(jī)理、長(zhǎng)余輝機(jī)理還存在很大的爭(zhēng)議，而且發(fā)光材料與基礎(chǔ)釉的相互作用 有待進(jìn)一步的深入研究。從應(yīng)用上來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)用于建筑陶瓷工業(yè)化生產(chǎn)的陶瓷發(fā)光釉開(kāi)發(fā)不足，最可行的稀土激活硅酸鹽類陶瓷發(fā)光釉色調(diào)單

一、初始發(fā)光亮度不高、余輝時(shí)間不夠長(zhǎng)，還需要加強(qiáng)研究，尤其是硅酸鹽類陶瓷發(fā)光釉的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用報(bào)道較少。今后的研究可以從以下四個(gè)方面進(jìn)行 :（1）從長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備入手，研究低成本的硅酸鹽類陶瓷發(fā)光釉，開(kāi)發(fā)顏色更加豐富，使用性能、發(fā)光性能更好的陶瓷發(fā)光釉。

（2）從制備方法入手，尋求專門應(yīng)用于陶瓷發(fā)光釉的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料制品的研究，在此基礎(chǔ)上，改善制釉工藝和施釉技術(shù)，使其適應(yīng)陶瓷生產(chǎn)的工藝要求。

發(fā)光陶瓷釉料的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望

（3）從提高初始亮度、延長(zhǎng)余輝時(shí)間、增加余輝多色性以及增加耐候性方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)探索，這是衡量陶瓷發(fā)光有可實(shí)用化的重要依據(jù)。

（4）從擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域入手，利用陶瓷發(fā)光釉開(kāi)發(fā)各種陶瓷類新產(chǎn)品，如公路指引標(biāo)志，拓展其應(yīng)用范圍。

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