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稀土在功能陶瓷中的應用

隨著材料科學的發(fā)展，近年來功能復合陶瓷備受關注，稀土摻雜在功能復合陶瓷的開發(fā)研究方面也取得了較大進展。浙江大學陳昂等，采用常規(guī)功能陶瓷的制備方法，YBa₂Cu₃O₇-x和鐵電陶瓷BaTiO₃復合，獲得了鐵電性與超導性共存的YBa₂Cu₃O₇-x-BaTiO₃系復合功能陶瓷，其電導特性符合三維導電行為，并當YBa₂Cu₃O₇-x含量較高時呈超導性。華中理工大學周東祥等的研究指出，LaCoO₃-SrCoO₃系和LaCrO₃-SrCrO₃系復合功能陶瓷，可用作磁流體電機的電極材料和氣敏材料；而在NTC熱敏復合材料NiMn2O4-LaCrO₃陶瓷中，新化合物LaMnO₃導電相決定著陶瓷的主要性質。西安交通大學的鄒秦等通過用稀土離子Y₃+、La₃+對（Sr,Ca）TiO₃摻雜，省去了原有的用堿金屬離子（Nb₅+、Ta₅+）涂覆并進行熱擴散的工藝，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）、非線性高（非線性系數α﹥10）的介電-壓敏復合功能特性。

智能陶瓷是指具有自診斷、自調整、自恢復、自轉換等特點的一類功能陶瓷。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，即體現出形狀自我恢復的自調諧機制，故也是一種智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出，倡導了一種研制和設計陶瓷材料的新理念，對拓寬稀土在近代功能陶瓷中應用極為有利。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特的作用。由于稀土元素可與銀、鋅、銅等過渡元素協(xié)同增效，開發(fā)的稀土復合磷酸鹽抗菌可使陶瓷表面產生大量的羥基自由基，從而增強了陶瓷的抗菌性能。

應充分發(fā)揮我國的稀土資源優(yōu)勢，進一步加強稀土摻雜對功能陶瓷性能影響的研究和新型功能陶瓷的開發(fā)力度，有效提升稀土在高科技材料中的應用價值。

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、二氧化硅為基質材料，以過渡元素和稀土元素為組合著色劑，添加少量礦化劑，經高溫９００～１１５０℃固相反應合成。其主要技術指標如下：色相有紅、黃、藍、綠和灰，穩(wěn)定性小于或等于１２８０℃高可達１３００℃），適應氣氛為氧化焰，顆粒直徑小于１５μｍ的不少于９２％，大于３０μｍ者為零。