导电陶瓷

原理

　　楷体电子电导(包括空穴电导)有氧化物或碳化物半导体等。离子电导有固体电介质陶瓷，如ZrO2、β-Al2O3等。这些都是离子晶体的氧化物或复合物。在固体介质中，带电离子的运动比在液体中倍受限制，但仍然能以扩散的形式发生，从而产生离子电导。陶瓷的电导率是横穿晶界的电导率和沿表面晶体的电导率之和。离子在晶体中扩散通过取代晶格空位的方式进行，在一般情况下，这类运动取向混乱，不给出净的电荷运动，从而产生了离子导电流。

用途

　　导电陶瓷材料可用各种方法涂覆在电极材料上，例如真空喷涂、等离子喷涂等，或采用溅射喷涂方法，在基片上进行导电陶瓷材料的涂覆工艺。电极上陶瓷涂层厚度一般为０．１至２０微米，陶瓷涂层电阻率小于１００欧姆·厘米，最小可达１０欧姆·厘米。

　　采用导电陶瓷材料涂覆于电极表面，既耐腐蚀，又耐高温。电池中采用这种类型的电极后，电极表面具有足够的电流密度。涂层的电阻率也相当稳定，陶瓷和金属表面接触紧密，电极不发生腐蚀现象。电池运行性能良好。

　　稳定氧化锆陶瓷除有以上导电性能外，近年来更有一种超群的导电性能被发现，这就是它的超导性能。超导现象是１９１１年荷兰科学家在实验中偶然发现的，一般导电体都有电阻，但一些个别的物质，在一定的温度条件下，会出现没有电阻的超导现象。有超导能力的超导体，应用到工业中去，可实现远距离无损耗输电，可用来产生极强磁场等等。但在普通温度条件下有超导能力的材料很难找。人们想不到稳定氧化锆陶瓷不单具有超导性能，而且其温度要求最容易实现，于是稳定氧化锆陶瓷作为新的超导材料成为现代高科技的宠儿。

分类及应用

　　有两大类：一类是具有电子电导(包括空穴电导)的氧化物、含氧酸(如铬酸镧陶瓷)或碳化物(如碳化硅陶瓷)。另一类是具有离子电导的陶瓷，又称固体电解质陶瓷(solid electrolyte ceramics)、快离子导体材料(fast ion conducting materials)或快离子陶瓷。是导电陶瓷的主要一类，如氧化锆陶瓷，Na-β-A12O3陶瓷等。其用途因陶瓷制品的材质不同而异。如Na-β-A12O3陶瓷可用作钠-硫电池和钠-溴电池的隔膜材料，用于电子手表、电子照相机等。二氧化锆陶瓷可用作磁流体发电机电极和电热元件等。在空气中工作温度可达2200℃左右。铬酸镧陶瓷引入锶、钙后可抑制其中铬的挥发，所制成的电热元件，在室温下通电，其表面温度可达1900℃。新型导电陶瓷NaZrPO4，NaZr2Si2PO12等在研制中，可望用作大容量电池。