新型涂料——稀土陶瓷材料

一、什么是稀土陶瓷材料

稀土，是包括l5个镧系元素和钪、钇共l7个金属元素的总称。稀土及稀土氧化物在陶瓷材料中的应用，主要是作为添加物来改进陶瓷材料的烧结性、致密性、显微结构和晶相组成等，从而在极大程度上改善了它们的力学、电学、光学或热学性能，以满足不同场合下使用的陶瓷材料的性能要求。

二、稀土陶瓷材料的种类

1、稀土陶瓷釉:由于稀土具有未充满的4f电子,当受到不同波长的光照射时，这些电子不仅有选择地吸收和反射入射光，而目还可以发射出波长更长的光，因此稀土可以作为彩色釉用于陶瓷器皿的着色剂、助色剂、变色剂或光泽剂，从而得到多种颜色的陶瓷器器皿，陶瓷釉料中采用稀土元素，相对于普通的釉料，所得的产品颜色色泽更深，更为鲜艳。更重要的是，稀士离子高温稳定，作为少数不多的高温彩色陶瓷釉，可以承受1300℃的高温焙烧，满足高温制备陶瓷器皿的需求。

2、压敏电阻陶瓷：压敏电阻陶瓷是指在一定条件下具有非线性伏安特性，其电阻值对电压变化敏感的半导体陶瓷。压敏陶瓷用于整流器、集成电路和过电压保护件等，稀土氧化物的添加通过抑制晶粒的长大，可提高非线性系数。

3、气敏陶瓷: 也被称为气敏半导体，在吸收某种气体后电阻率会发生变化，属于对气体敏感的半导体材料，可用于气敏检测仪器装置自动报警。有研究表明在Zn0中加入稀土氧化物，可明显提高其对丙烯的灵敏度:在SnO2中掺加CeO2，可得到对乙醇敏感的烧结型元件。

4、热敏陶瓷: 热敏陶瓷是一类其电阻率随温度发生明显变化的材料。可用于制作温度传感器，温度测量，线路温度补偿和稳频等。主要是通过在（钛酸钡）BaTi03中掺加微量稀土元素如La、Ce、Sm（衫）、Dy（镝）、Y等实现对温度的感知。

5、湿敏陶瓷:是一种新型的湿度传感器材料，具有灵敏度高、响应速度快、稳定性好等特点，已广泛应用于环境监测、气象观测、工业自动化等领域。在湿敏陶瓷中，目前稀土的参加主要为镧及其氧化物。

6、稀土超导陶瓷:是指具有超导特性的功能陶瓷，也就是说一定的临界温度(Tc)时，陶瓷进入超导态，电阻率趋向于零，且在磁场中其体内的磁感应强度也为零的特性。

目前所涉及到的最接近常温的超导材料是日本鹿儿岛大学将稀土La（镧）掺加到Sr（锶）、Nb（铌）氧化物中所制成的陶瓷薄膜，在255K即发生超导现象。

稀土材料的应用很多，这本书讲的特别好。

三；稀土对金属陶瓷涂层微观组织改性作用主要表现在细化晶粒、净化组织、产生固溶强化和弥散强化等方面。对改善陶瓷涂层的强度、韧性、硬度、耐磨和耐蚀性等方面都有独到的作用，能在一定程度上改善了陶瓷涂层的性能，拓宽陶瓷涂层的应用范围，

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例如：

Y2O3、La2O3等稀土材料的加入可以提高陶瓷硬度；

CeO2的添加可以增加ZrO2涂层的抗热震性；

LaO2的添加可以让Al2O3陶瓷涂层更加致密，降低孔隙率；

在ZrO2–Y2O3陶瓷涂层中添加一定量的CeO2，耐碱腐蚀性能有一定的提升；

CeO和La2O3多用于改善陶瓷涂层的耐磨性，降低摩擦系数。