1.2　功能陶瓷材料发展历程

功能陶瓷与传统陶瓷相比在原料及工艺等方面有很大的区别，是知识和技术密集型产品。功能陶瓷材料之所以具有卓越的功能及特性，不仅与材料的化学组成有关，而且在很大程度上取决于其微观结构。功能材料的开发，首先依赖于新材料的发现和人工合成。功能陶瓷的发展始于20世纪30年代，经历从电介质陶瓷、压电铁电陶瓷、半导体陶瓷、快离子导体陶瓷、高温超导陶瓷的发展过程。1941年美国首先制成介电常数高达1100的钛酸钡铁电陶瓷。1947年，美国Roberts在BaTiO3陶瓷上，施加高压进行极化处理，获得了压电陶瓷的压电性；随后日本积极开展利用BaTiO3压电陶瓷制作换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器、谐振器等各种压电陶瓷器件。1955年W.Haayman等人发现，在高纯BaTiO3陶瓷中加入微量稀土氧化物，其室温电阻率将大幅度下降，并且发现某一温度范围内，其电阻率可提高几个数量级，由此开拓了PTC材料的广泛应用；20世纪60年代初期，用于晶体管电路的温度补偿PTC元件最早实现商品化，随后用于电动机过热保护、彩电消磁限流及恒温发热等场合的系列化PTC元件相继实现规模化生产。20世纪70年代初，美国的Bryan等首先研制成介电常数为38的微波介质BaTi4O9材料；接着，美国Bell实验室成功研制了温度稳定性好的微波介质Ba2Ti9O20，实现了介质谐振器的实用化，开拓了介质陶瓷在微波频段上的使用。1986年，瑞士Muller和德国Bednorz发现LaBaCuO氧化物陶瓷具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动，并于1987年获诺贝尔物理学奖。功能陶瓷目前已发展成为性能多样、品种繁多、使用广泛、市场占有份额很高的一类先进陶瓷材料。