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导电陶瓷常见快离子导体陶瓷材料

导电陶瓷常见快离子导体陶瓷材料

常见的快离子导电陶瓷材料分为3类:

①银、铜的卤族和硫族化合物,金属原子在化合物中键合位置相对随意;

②具有β-Al2O3结构的高迁移率单价阳离子氧化物;

③具有氟化钙( CaF2)结构的高浓度缺陷的氧化物,如CaO·ZrO2、Y2O3·ZrO2

快离子导体(固体电解质)陶瓷材料是一种新型且有特殊功能的仪器仪表材料,由于每种快离子导体都有一种起主宰作用的迁移离子,故它们具有很好的离子选择性。根据离子传导性对周围物质的活度(浓度或分压)、温度、湿度、压力的敏感性,利用快离子导体可制作多种固态离子选择电极、气(液、湿、热、压)敏传感器、高纯物质提取装置等;利用快离子导体内某些离子的氧化-还原着色效应可制作电色显示器等。利用快离子导体充、放电特性可制作库仑计、可变电阻器、电化学开关、电积分器、记忆元件等多种离子器件,因此该材料有着广泛的应用范围及很好的应用前景。 2100433B

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导电陶瓷造价信息

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陶瓷保温系列一

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导体陶瓷

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导电陶瓷导电陶瓷的特征

快离子导体材料的晶体结构具有4个特征:①结构主体由一类占有特定位置的离子构成;②具有数量远高于可移动离子数的大量空位,在无序的亚晶格里总是存在可供迁移离子占据的空位;③亚晶格点阵之间具有近乎相等的能量和相对低的激活能;④在点阵间总是存在通路,以至于沿着有利的路径可以平移。对于某些快离子导体,特别是满足化学计量化的化合物,在低温下存在传导离子有序结构;而在高温下亚晶格结构变成如同液体的无序,离子运动十分容易。

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导电陶瓷快离子导电理论

离子导电性可以认为是离子电荷载流子在电场(电势梯度)或化学势场(化学势梯度)作用下,通过间隙或空位在材料中发生长距离的迁移,电荷载流子或迁移离子一定是材料中最易移动的离子,它可以是阳离子,也可以是阴离子,如SiO2基体硅化物玻璃中的一价阳离子。在单晶或多晶体中,离子迁移时有它特有的通道,按其传输通道类型可分为一维、二维和三维传导3大类。一维传导是指晶体结构中的离子传输通道都是同一指向的,都出现于具有链状结构的化合物(如LiAlSiO4)中;二维传导是指离子在晶体结构中的某一个面上迁移,它多出现于层状结构的化合物中,如二维缺陷传导的β-Al2O3(Na2O·11Al2O3);三维传导是指离子可以在某些骨架结构化合物的三维方向上迁移,其传导性能基本上是各向同性的,如三维无序、离子输运的Na3Zr2Si2PO12。与晶态物质相比,非晶体离子导体的结构网络内没有明确、特定的离子传输通道,其传导性能是各向同性的。从结构概念理论上推测,晶格缺陷或无序性对提高晶态离子导体的电导率有重要作用,故本身具有很大无序度的非晶态物质应当大大有利于离子传导过程,但并未发现离子传导性超越晶态物质的非晶体离子导体。事实上,正常离子化合物的电导率并不是很高,而固体电解质的电导率要比它高出几个数量级,故通常把固体电解质称为快离子导体或最佳离子导体或超离子导体。

快离子导体的单晶体难以制成所需要的各种形状和尺寸,因此该领域中有实用价值的主要是多晶材料,即快离子导体陶瓷材料。由于离子总是循着所需能量最低的通道迁移,在多晶体内离子最低能量传输通道在晶界处受阻,故多晶体的电导率通常低于单晶体的电导率。与金属材料类似,陶瓷材料的电阻率也包括晶内电阻率和晶界电阻率两部分,晶粒和晶界的电导率和电导活化能是不同的。在低温区,晶界电阻通常较大,陶瓷的离子传导过程由晶界控制,其电导率主要取决于晶界导电;而在高温区,晶界电阻变小,陶瓷的离子传导过程变成由晶粒控制,其电导率主要取决于晶粒电导。陶瓷材料的导电性质与它的化学组成、晶体结构、相组成和显微结构有密切关系。当某些化合物在不同温度下分解为传导性不同的晶相时,常采用掺杂方法使高传导相在宽的温度范围内都能稳定,以获得较好的离子传导和其他性质,故大多数快离子导体的化学组成不低于三元。

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导电陶瓷常见快离子导体陶瓷材料常见问题

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导电陶瓷陶瓷导电机理

材料的总电导率由电子电导率δe和离子电导率δi两部分组成,即δ=δe δi。当电流通过材料时,电子可以有两种方式通过晶格运动来完成电荷输运过程:①电子脱离原子成为自由电子,在晶格中运动,形成所谓的电子导电;②电子与原子核一起移动产生所谓的离子导电。对金属来说,电子导电是其导电的主要方式,相比之下,离子导电几乎可忽略不计。但对多晶陶瓷或非晶态玻璃等材料来说,由于离子电导活化能比较低(一般在0.5eV以下),离子导电已不容忽视,甚至是这些材料中的主要导电方式。

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导电陶瓷常见快离子导体陶瓷材料文献

Na~+导电陶瓷的交流阻抗谱 Na~+导电陶瓷的交流阻抗谱

Na~+导电陶瓷的交流阻抗谱

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页数: 未知

以β″-Al_2O_3导电陶瓷为电解质,研究制备银/碳毡/低熔点钠盐电极(Ag/C/(NaNO_3+NaNO_2)),并选择银电极作为对比电极。测试条件为:温度275~400℃、频率12~10~5 Hz。采用交流阻抗谱法(Ac)进行β″-Al_2O_3导电陶瓷与金属Na~+界面兼容性和界面离子传导机理研究。结果表明:β″-Al_2O_3导电陶瓷的电导与温度关系服从于阿仑尼乌斯公式。比较两种电极可以发现,电极/电解质的界面接触对电极/电解质界面迁移阻抗和阻抗谱测试结果会有较大程度的影响。

陶瓷材料论文 陶瓷材料论文

陶瓷材料论文

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透明陶瓷的研究现状与发展展望 摘要 :透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。 综述了透明陶瓷的分类, 探讨了透明陶瓷的制备工艺, 并展望了透明陶的应用前 景。 关键词 : 透明 陶瓷 透光性 制备工艺 应用 前言 :自 1962 年 R.L.Coble 首次报导成功地制备了透明氧化铝陶瓷材料以来 , 为陶瓷材料开辟了新的应用领域。这种材料不仅具有较好的透明性 ,且耐腐蚀 , 能在高温高压下工作 ,还有许多其他材料无可比拟的性质 ,如强度高、介电性能优 良、低电导率、高热导性等 ,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线 电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用 〔1〕。近 38年来 ,世界上许多国 家 ,尤其是美国、日本、英国、俄罗斯、法国等对透明陶瓷材料作了大量的研究 工作 ,先后开发出了 Al2O3、Y2O3、MgO、CaO、TiO2、ThO2、ZrO2

离子导电陶瓷简介

离子导电陶瓷是指由离子沿电场方向运动而产生高电导率的陶瓷。按导电离子的种类可分为阳离子导电陶瓷和阴离子导电陶瓷两大类。用Ca、Mg、Y等低价碱土金属、稀土金属离子掺杂的ZrO2陶瓷是典型的阴离子导电陶瓷 。

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快离子导电陶瓷简介

原理

电子电导类陶瓷是由于电子或空穴的运动产生导电现象的陶瓷。离子电导类陶瓷又称“快离子导体”或“固体电解质”,是离子在通过晶体点阵缺陷或玻璃网状结构中的隧道和通路,按一定方向运动而产生导电性的陶瓷。可制作吲体电解质电池,离子选择电极,压敏、气敏、湿敏等敏感元件,高温发热体、高温电极和导电材料等。

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电子导电陶瓷定义

电子导电陶瓷是指由自由电子(或空穴在电场作用下作定向运动而产生高电导率的陶瓷。

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