功能陶瓷与三氧化钨

功能陶瓷在电、磁、声、光、热等方面具备的许多优异性能令其他材料难以企及,有的功能陶瓷材料更是一材多能。而这些性质的实现往往取决于其内部的电子状态或原子核结构,又称电子陶瓷。已在能源开发、电子技术、传感技术、激光技术、光电子技术、红外技术、生物技术、环境科学等方面有广泛应用。

此外,还有半导体陶瓷、绝缘陶瓷、介电陶瓷、发光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推进剂陶瓷、太阳能光转换陶瓷、贮能陶瓷、陶瓷固体电池、阻尼陶瓷、生物技术陶瓷、催化陶瓷、特种功能薄膜等,在自动控制、仪器仪表、电子、通讯、能源、交通、冶金、化工、精密机械、航空航天、国防等部门均发挥着重要作用。在奇妙的材料世界里还有许多未知的现象有待于我们去探究,相信随着科学技术的进一步发展,人类也必然会发掘出功能材料的新功能,并将其派上新用场。

近年来,纳米技术得到飞速发展,研究十分活跃。当粒子进入纳米量级时,具有量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,使材料显示出奇特的物理、化学性能。WO3是一种重要的功能材料,在电致变色、有毒气体探测以及光催化降解等方面都有着广泛的应用。1994年,Makarov和Trontelj发现Na2CO3与MnO2掺杂的WO3具有明显的非线性I-V特性,这表明WO3基功能材料具有应用于压敏电阻的潜在可能。王豫课题组研究了WO3功能陶瓷及掺杂低价金属元素和稀土元素的WO3基功能陶瓷的电学性能,发现无论掺杂与否WO3陶瓷,都具有一定的非线性特征,掺杂工艺可以改变其非线性系数的大小。但目前对于三氧化钨功能陶瓷的研究大多数以微米WO3为原料,采用普通电子陶瓷制备工艺,侧重改变掺杂元素及比例,观察对其电学行为的影响,而烧结工艺的改变对三氧化钨基功能陶瓷电学行为的影响却少见报道。本文采用自制纳米三氧化钨粉末为原料,制备了待烧结样品,通过淬火工艺得到三氧化钨功能陶瓷,并研究了淬火温度对三氧化钨功能陶瓷电学行为的影响。结果表明:较低温度淬火可以使样品的非线性系数提高到10.93,但随着淬火温度的提高,三氧化钨陶瓷的非线性系数快速下降,当淬火温度高于900℃时,样品的电学行为转变为线性特征,非线性系数约为1。

三氧化钨

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