稀土在功能陶瓷中的應(yīng)用

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，近年來(lái)功能復(fù)合陶瓷備受關(guān)注，稀土摻雜在功能復(fù)合陶瓷的開(kāi)發(fā)研究方面也取得了較大進(jìn)展。浙江大學(xué)陳昂等，采用常規(guī)功能陶瓷的制備方法，YBa₂Cu₃O₇-x和鐵電陶瓷BaTiO₃復(fù)合，獲得了鐵電性與超導(dǎo)性共存的YBa₂Cu₃O₇-x-BaTiO₃系復(fù)合功能陶瓷，其電導(dǎo)特性符合三維導(dǎo)電行為，并當(dāng)YBa₂Cu₃O₇-x含量較高時(shí)呈超導(dǎo)性。華中理工大學(xué)周東祥等的研究指出，LaCoO₃-SrCoO₃系和LaCrO₃-SrCrO₃系復(fù)合功能陶瓷，可用作磁流體電機(jī)的電極材料和氣敏材料；而在NTC熱敏復(fù)合材料NiMn2O4-LaCrO₃陶瓷中，新化合物L(fēng)aMnO₃導(dǎo)電相決定著陶瓷的主要性質(zhì)。西安交通大學(xué)的鄒秦等通過(guò)用稀土離子Y₃+、La₃+對(duì)（Sr,Ca）TiO₃摻雜，省去了原有的用堿金屬離子（Nb₅+、Ta₅+）涂覆并進(jìn)行熱擴(kuò)散的工藝，而且制得的陶瓷材料致密度高、工藝性能良好，并保持了電阻率低（ρ為10-2Ω/cm量級(jí)）、非線性高（非線性系數(shù)α﹥10）的介電-壓敏復(fù)合功能特性。

智能陶瓷是指具有自診斷、自調(diào)整、自恢復(fù)、自轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)的一類(lèi)功能陶瓷。如前所述在鋯鈦酸鉛（PZT）陶瓷中添加稀土鑭而獲得的鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）陶瓷，不但是一種優(yōu)良的電光陶瓷，而且因其具有形狀記憶功能，即體現(xiàn)出形狀自我恢復(fù)的自調(diào)諧機(jī)制，故也是一種智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出，倡導(dǎo)了一種研制和設(shè)計(jì)陶瓷材料的新理念，對(duì)拓寬稀土在近代功能陶瓷中應(yīng)用極為有利。近年的研究還表明，稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有著獨(dú)特的作用。由于稀土元素可與銀、鋅、銅等過(guò)渡元素協(xié)同增效，開(kāi)發(fā)的稀土復(fù)合磷酸鹽抗菌可使陶瓷表面產(chǎn)生大量的羥基自由基，從而增強(qiáng)了陶瓷的抗菌性能。

應(yīng)充分發(fā)揮我國(guó)的稀土資源優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步加強(qiáng)稀土摻雜對(duì)功能陶瓷性能影響的研究和新型功能陶瓷的開(kāi)發(fā)力度，有效提升稀土在高科技材料中的應(yīng)用價(jià)值。

稀土陶瓷顏料主要是指五種色相的組合著色鋯英石基稀土陶瓷顏料。它可用作彩釉磚、外墻磚、地磚等建筑陶瓷的裝飾材料，尤其適用于衛(wèi)生潔具陶瓷制品的彩飾，還可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。組合著色鋯英石基稀土陶瓷顏料，是以二氧化鋯、二氧化硅為基質(zhì)材料，以過(guò)渡元素和稀土元素為組合著色劑，添加少量礦化劑，經(jīng)高溫９００～１１５０℃固相反應(yīng)合成。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：色相有紅、黃、藍(lán)、綠和灰，穩(wěn)定性小于或等于１２８０℃高可達(dá)１３００℃），適應(yīng)氣氛為氧化焰，顆粒直徑小于１５μｍ的不少于９２％，大于３０μｍ者為零。