在陶瓷材料的許多應用中，導電性是重要的。半導體材料有許多特殊用途，如電阻發熱元件，又如整流器、光電池、晶體管、熱敏電阻、探測器以及調制器等半導體器件已成為現代電子學的一個重要組成部分。陶瓷作為電絕緣體應用具有同等的重要性，瓷和玻璃常被用于低壓和高壓絕緣。因此，我們對電導性能的所有內容都感興趣。

對于這些材料的性質和特點的研究主要從兩種觀點出發。電氣工程師們把它們視為電路中的主要元件，這些元件按照電測量的要求具有規定的性質和特點。物理學家則根據對電子和離子性狀的定量了解來研究這些性能。而陶瓷工作者則必須兩者兼顧，既考慮最終使用方面的問題，也要通過原子和電子性狀來了解組成、結構和環境對性能的影響。

導電陶瓷的原理

在一定條件（溫度、壓力等）下具有電子（或空穴）電導或離子電導的陶瓷叫導電陶瓷。某些氧化物陶瓷加熱時，處于原子外層的電子可以獲得足夠的能量，以便克服原子核對它的吸引力，而成為可以自由運動的自由電子，這種陶瓷就變成導電陶瓷。

導電陶瓷的特征

快離子導體材料的晶體結構具有4個特征：

①結構主體由一類占有特定位置的離子構成；

②具有數量遠高于可移動離子數的大量空位，在無序的亞晶格里總是存在可供遷移離子占據的空位；

③亞晶格點陣之間具有近乎相等的能量和相對低的激活能；

④在點陣間總是存在通路，以至于沿著有利的路徑可以平移。對于某些快離子導體，特別是滿足化學計量化的化合物，在低溫下存在傳導離子有序結構；而在高溫下亞晶格結構變成如同液體的無序，離子運動十分容易。

導電陶瓷有哪些

常見的快離子導電陶瓷材料分為3類：

①銀、銅的鹵族和硫族化合物，金屬原子在化合物中鍵合位置相對隨意；

②具有β-Al2O3結構的高遷移率單價陽離子氧化物；

③具有氟化鈣( CaF2)結構的高濃度缺陷的氧化物，如CaO·ZrO2、Y2O3·ZrO2

快離子導體(固體電解質)陶瓷材料是一種新型且有特殊功能的儀器儀表材料，由于每種快離子導體都有一種起主宰作用的遷移離子，故它們具有很好的離子選擇性。根據離子傳導性對周圍物質的活度(濃度或分壓)、溫度、濕度、壓力的敏感性，利用快離子導體可制作多種固態離子選擇電極、氣(液、濕、熱、壓)敏傳感器、高純物質提取裝置等；利用快離子導體內某些離子的氧化-還原著色效應可制作電色顯示器等。利用快離子導體充、放電特性可制作庫侖計、可變電阻器、電化學開關、電積分器、記憶元件等多種離子器件，因此該材料有著廣泛的應用范圍及很好的應用前景。

導電陶瓷為什么能導電

通常陶瓷不導電，是良好的絕緣體。例如在氧化物陶瓷中，原子的外層電子通常受到原子核的吸引力，被束縛在各自原子的周圍，不能自由運動。所以氧化物陶瓷通常是不導電的絕緣體。然而，某些氧化物陶瓷加熱時，處于原子外層的電子可以獲得足夠的能量，以便克服原子核對它的吸引力，而成為可以自由運動的自由電子，這種陶瓷就變成導電陶瓷。

楷體電子電導(包括空穴電導)有氧化物或碳化物半導體等。離子電導有固體電介質陶瓷，如ZrO2、β-Al2O3等。這些都是離子晶體的氧化物或復合物。在固體介質中，帶電離子的運動比在液體中倍受限制，但仍然能以擴散的形式發生，從而產生離子電導。陶瓷的電導率是橫穿晶界的電導率和沿表面晶體的電導率之和。離子在晶體中擴散通過取代晶格空位的方式進行，在一般情況下，這類運動取向混亂，不給出凈的電荷運動，從而產生了離子導電流。

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