離子導電陶瓷是指由離子沿電場方向運動而產生高電導率的陶瓷。按導電離子的種類可分為陽離子導電陶瓷和陰離子導電陶瓷兩大類。
基本介紹
- 中文名：離子導電陶瓷
- 外文名：Ion conductive ceramic
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
簡介,類型,套用,
簡介
離子導電陶瓷是指由離子沿電場方向運動而產生高電導率的陶瓷。按導電離子的種類可分為陽離子導電陶瓷和陰離子導電陶瓷兩大類。用Ca、Mg、Y等低價鹼土金屬、稀土金屬離子摻雜的ZrO2陶瓷是典型的陰離子導電陶瓷。
類型
它是螢石型(CaF2)結構的氧離子導體。在結構中產生大量的氧離子空位，在電場作用下，氧離子可通過氧空位擴散而導電。屬於螢石型結構的氧離子導體還有ThO2基固溶體、氧化鈰基固溶體、氧化鉿基固溶體以及氧化鉍基固溶體，與螢石型結構的氧化物相似，鈣鈦礦”型結構的氧化物ABO3(A=R或R,B=R或R)中的A或B被低價陽離子部分取代時，為了保持電中性、也會產生氧離子空位，從而出現氧離子傳導。主要有LaAlO3、CaTiO3、SrTiO3為基的三個系統。但CaF2型結構的晶胞中心有很大空隙，有利於O離子的遷移，所以氧離子傳導性質優於鈣鈦礦型結構。
套用
此外，還有螢石型結構和氟鈰礦結構的氟離子導體。摻雜低價鹼：土金屬和稀士金屬的氧離子導電的ZrO2基陶瓷研究得最早，可用作高溫燃料電池隔膜，磁流體發電通道用電極材料、氧化氣氛下高溫（>1800攝氏度 )的發熱元件、氧敏感材料等。用穩定氧化鋯製成的氧分析器、氧敏感元件具有工作溫度範圍寬、測量範圍廣、回響快、精度高、結構簡單優點，廣泛用作煙道測氧，鋼水定氧及熱處理爐氣氛控制等。β- Al2O3和β"-Al2O3是一類具有代表性的陽離子導電陶瓷，主要用作高能量密度的一次電池隔膜，還可用作提純金屬鋼、制純鹼、鈉探測器等。屬於陽離子導電陶瓷還有鋰離子導電陶瓷、銀、銅離子導電陶瓷、氫離子導電陶瓷等。
