稀土在功能陶瓷中的应用及市场前景
互联网 10-09-15 阅读数：
二、稀土在功能陶瓷中的应用
1、在超导陶瓷中的应用
自1987年中、日、美等国材料科学家发现氧化物陶瓷钇钡铜氧（YBCO）具有优良的高温超导性（Tc高达92K）以来，人们在稀土高温超导陶瓷的性能研究及应用开发方面做了大量工作，并取得了许多重大进展，日本已有研究表明，用Nd、Sm、Eu、Gd等轻稀土（Ln）取代YBCO中的Y后，所得超导陶瓷材料LnBCO的临界磁场强度显著提高，磁通钉扎力也大为增强，在电力、储能和运输等方面极具实用价值。如经一定生产工艺所制得的LnBCO块材，能在77K捕集大于10T的磁场，可代替Nd-Ti用作磁悬浮列车的磁体。
北京大学以ZrO2为衬底并加热至约200℃，分别将Y（或其它稀土）、Ba的氧化物和Cu分层蒸发在衬底上进行扩散处理，并于 800～900℃温度区间热处理，所制得的超导陶瓷在100K以上表现出具有良好的金属性电阻温度系数。日本鹿儿岛大学将稀土La掺加到Sr、Nb氧化物中所制成的陶瓷薄膜，在255K即发生超导现象。
2、在压电陶瓷中的应用
钛酸铅（PbTiO3）是一种典型的具备机械能-电能耦合效应的压电陶瓷，其居里温度高（490℃）、介电常数低，适于高温和高频条件下应用。但在其制备冷却过程中，因产生立方-四方相变而易出现显微裂纹。为了解决这一问题，采用稀土对其进行改性，经1150℃温度烧结后可获得相对密度为99% 的RE-PbTiO3陶瓷，显微组织得到明显改善，可用于制造在75MHZ的高频条件下工作的换能器阵列。分析认为，由于稀土离子RE3＋的置换作用，使 PbTiO3陶瓷介电常数减小及压电各向异性（kt/kp）增强，特别适用于电子扫描医用超声系统中的换能器。并且因陶瓷的介电常数和径向机电耦合系数减小，其高频谐振峰变得单纯，利于制造高灵敏度、高分辨率的超声换能器。