1.在PZT中添加稀土氧化物L(fēng)a2O3,即可獲得透明鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）電光陶瓷.原母體材料PZT因存在孔隙,晶界相和各向異性,一般不透明,而La2O3加入使其微觀結(jié)構(gòu)趨于均勻一致,在很大程度上消除了孔隙,減弱了其各向異性,顯著減少了晶界上多次折射所引起光散射和第二相所引起光散射,故PLZT具有良好透光性能.PLZT電光陶瓷存在著一次電光效應(yīng)（波克爾效應(yīng)）,二次電光效應(yīng)（克爾效應(yīng)）以及光散射效應(yīng)和光學(xué)記憶效應(yīng),其中克爾效應(yīng)應(yīng)用最為普遍,如屏蔽核爆炸輻射護(hù)目鏡,重型轟炸機(jī)窗口,光通信調(diào)制器,全息記錄裝置等.由于PLZT電光陶瓷具備利用電場(chǎng)改變其光學(xué)性質(zhì)特點(diǎn),它出現(xiàn)標(biāo)志著陶瓷材料真正進(jìn)入功能光學(xué)領(lǐng)域. 

2.壓敏陶瓷

　　中南工業(yè)大學(xué)研究了稀土元素對(duì)ZnO壓敏陶瓷電性能影響,用稀土氧化物L(fēng)a2O3對(duì)ZnO壓敏陶瓷進(jìn)行摻雜后,其壓敏電壓VlmA值顯著提高；而當(dāng)摻雜量從0.1%增加到10%時(shí),陶瓷非線性系數(shù)α值從20下降為1,基本無(wú)壓敏性質(zhì).故對(duì)于ZnO陶瓷,低濃度稀土元素?fù)诫s時(shí)可提高其壓敏電壓值,但對(duì)非線性系數(shù)影響不大；而高濃度摻雜時(shí)陶瓷則不呈現(xiàn)壓敏特征.

3.氣敏陶瓷

　　從20世紀(jì)70年代開始,人們就在將稀土氧化物摻加到ZnO,SnO2及Fe2O3等氣敏陶瓷材料中作用方面作了許多研究,并制得了ABO3型和A2BO4型稀土復(fù)合氧化物材料.有研究結(jié)果顯示,在ZnO中加入稀土氧化物,可明顯提高其對(duì)丙烯靈敏度；在SnO2中摻加CeO2,可得到對(duì)乙醇敏感燒結(jié)型元件.

　　大連理工大學(xué)對(duì)在Fe2O3中摻加稀土氧化物RE2O3（RE=Nd,Sm,La）而獲得REFeO3系列材料性能進(jìn)行了研究,指出材料超微粒化是提高氣敏元件靈敏度重要因素,且稀土元素不同,對(duì)材料微觀形貌影響也有所不同,其中NdFeO3和SmFeO3粒度較小,LaFeO3粒度稍大.將所測(cè)REFeO3系列氣敏元件在0.13%濃度不同氣氛中進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)REFeO3系列材料對(duì)乙醇均有較高靈敏度,且其靈敏度高低順序依次為NdFeO3﹥SmFeO3﹥LaFeO3,同時(shí)對(duì)汽油靈敏度較低,對(duì)其它氣體幾乎不反應(yīng),因此具有較強(qiáng)選擇性.

4.熱敏陶瓷

　　鈦酸鋇（BaTiO3）是目前研究最多且應(yīng)用最廣熱敏陶瓷.當(dāng)在BaTiO3中摻加微量稀土元素如La,Ce,Sm,Dy,Y等時(shí)（摩爾原子分?jǐn)?shù)控制為0.2%～0.3%）,由于用與Ba2+半徑相近RE3+取代了部分Ba2+,產(chǎn)生了多余正電荷,并通過(guò)Ti4+作用形成了弱束縛電子,故使陶瓷電阻率顯著降低；但若摻雜量超過(guò)一定值（如摻雜La摩爾分?jǐn)?shù)﹥0.35%）,由于Ba2+空位形成和導(dǎo)電載流子消失,陶瓷電阻率反而急劇上升,甚至成為絕緣體. 

5.濕敏陶瓷

　　在種類繁多濕敏陶瓷中,目前稀土摻加主要為鑭及其氧化物,如Sr1-xLaxSnO3系,La2O3-TiO2系,La2O3-TiO2-V2O5系,Sr0.95La0.05SnO3及Pd0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)0.98O3-KH2PO3等.為了進(jìn)一步提高濕度陶瓷靈敏度,在現(xiàn)性和穩(wěn)定性,以增強(qiáng)其實(shí)用性,還需加強(qiáng)稀土摻加對(duì)陶瓷相關(guān)性能影響方面研究.

6.市場(chǎng)前景

　　隨著材料科學(xué)發(fā)展,近年來(lái)功能復(fù)合陶瓷備受關(guān)注,稀土摻雜在功能復(fù)合陶瓷開發(fā)研究方面也取得了較大進(jìn)展.浙江大學(xué)陳昂等,采用常規(guī)功能陶瓷制備方法,將稀土超導(dǎo)陶瓷YBa2Cu3O7-x和鐵電陶瓷BaTiO3復(fù)合,獲得了鐵電性與超導(dǎo)性共存YBa2Cu3O7-x- BaTiO3系復(fù)合功能陶瓷,其電導(dǎo)特性符合三維導(dǎo)電行為,并當(dāng)YBa2Cu3O7-x含量較高時(shí)呈超導(dǎo)性.華中理工大學(xué)周東祥等研究指出,LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3- SrCrO3系復(fù)合功能陶瓷,可用作磁流體電機(jī)電極材料和氣敏材料；而在NTC熱敏復(fù)合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中,新化合物L(fēng)aMnO3導(dǎo)電相決定著陶瓷主要性質(zhì).西安交通大學(xué)鄒秦等通過(guò)用稀土離子Y3+,La3+對(duì)（Sr,Ca）TiO3摻雜,省去了原有用堿金屬離子（Nb5+,Ta5+）涂覆并進(jìn)行熱擴(kuò)散工藝,而且制得陶瓷材料致密度高,工藝性能良好,并保持了電阻率低（ρ為10-2Ω·cm量級(jí)）,非線性高（非線性系數(shù)α﹥10）介電-壓敏復(fù)合功能特性.

　　智能陶瓷是指具有自診斷,自調(diào)整,自恢復(fù),自轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)一類功能陶瓷.如前所述在鋯鈦酸鉛（PZT）陶瓷中添加稀土鑭而獲得鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）陶瓷,不但是一種優(yōu)良電光陶瓷,而且因其具有形狀記憶功能,即體現(xiàn)出形狀自我恢復(fù)自調(diào)諧機(jī)制,故也是一種智能陶瓷.智能陶瓷材料概念提出,倡導(dǎo)了一種研制和設(shè)計(jì)陶瓷材料新理念,對(duì)拓寬稀土在近代功能陶瓷中應(yīng)用極為有利.

　　近年研究還表明,稀土在生物陶瓷,抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有著獨(dú)特作用.由于稀土元素可與銀,鋅,銅等過(guò)渡元素協(xié)同增效,開發(fā)稀土復(fù)合磷酸鹽抗菌可使陶瓷表面產(chǎn)生大量羥基自由基,從而增強(qiáng)了陶瓷抗菌性能.

　　我國(guó)是一個(gè)眾所周知稀土資源大國(guó),應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)稀土摻雜對(duì)功能陶瓷性能影響研究和新型功能陶瓷開發(fā)力度,以充分發(fā)揮我國(guó)稀土資源優(yōu)勢(shì),有效提升稀土在高科技材料中應(yīng)用價(jià)值

 

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