[科普中國]-電子導(dǎo)電陶瓷

電子導(dǎo)電陶瓷是指由自由電子(或空穴在電場作用下作定向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生高電導(dǎo)率的陶瓷。傳統(tǒng)的陶瓷材料，雖然是不導(dǎo)電的絕緣體，但通過摻雜加熱或其它激發(fā)方法，外層價(jià)電子獲得足夠能量,擺脫原子核對它的束縛和控制，成為自由電子(或空穴)即可參與導(dǎo)電。

定義電子導(dǎo)電陶瓷是指由自由電子(或空穴在電場作用下作定向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生高電導(dǎo)率的陶瓷。

原理傳統(tǒng)的陶瓷材料，雖然是不導(dǎo)電的絕緣體，但通過摻雜加熱或其它激發(fā)方法，外層價(jià)電子獲得足夠能量，擺脫原子核對它的束縛和控制，成為自由電子(或空穴)即可參與導(dǎo)電1。

特點(diǎn)導(dǎo)電性能不僅與自由電子激發(fā)的難易有關(guān)，而且也與晶粒表面及界面特性、晶粒大小、形狀和取向有關(guān)。

作用電子導(dǎo)電陶瓷的高溫穩(wěn)定性好、抗氧化能力強(qiáng)、電導(dǎo)率高，可用作氧化氣氛中的高溫發(fā)熱體、高溫燃料電池(HTFC)的陰極、磁流體發(fā)電(MHD)通道用的電板材料等1。

構(gòu)造構(gòu)成電子導(dǎo)電的主要氧化物有摻雜的ZrO2ThO2和LaCrO2等。摻雜ZrO2(如CeO2摻雜)和ThO2最高使用溫度分別為2000℃和2500℃但室溫電導(dǎo)率較低，800℃以上電阻率下降,所以作為發(fā)熱體使用，應(yīng)先用其他熱源進(jìn)行預(yù)熱。LaCrO3陶瓷是一種新型電子導(dǎo)電材料，高溫下Cr離子的揮發(fā)限制了它的應(yīng)用，用Sr等摻雜可改善揮發(fā)性和提高電導(dǎo)率。ZrCrO3組成的層疊型復(fù)合材料可作為磁流體發(fā)電通道用的申極材料。

類型屬于電子導(dǎo)電的陶瓷還有LaNi02、LaMnO3(sr)、CoCrO4、 LaCoO3(sr)、InO2/SnO2、SiC、MoSi2等2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃倫先 - 副教授 - 西南大學(xué)