稀土在功能陶瓷中的应用

由于稀土元素特殊的电子层结构，使其具有良好的光、电、磁、超导等特性，在功能陶瓷中得到了广泛的应用。在许多功能陶瓷的原料中掺加一定的稀土元素，不但可以改善陶瓷的烧结性、致密度、强度等，更重要的是可以使其特有的功能效应得到显著提高。

1.在介电陶瓷中的应用

介电陶瓷，又称电介质陶瓷，主要用于制作陶瓷电容器和微波介质元件。在TiO2、MgTiO3、BaTiO3等介电陶瓷及其复合介电陶瓷中，添加La、Nd、Dy等稀土能显著改善其介电性能，提高器件使用寿命，扩大其应用范围。

2.在压电陶瓷中的应用

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料。在传统的压电陶瓷材料如PbTiO3、PZT中掺杂微量稀土氧化物如La2O3、SmO3、Nd2O3等可以大大改善这些材料的烧结性能、介电性能、压电性能以及抗时间老化和抗温度老化等性能，使压电陶瓷材料可以广泛地应用于高压发生器、超声发生器、水声换能器等装置中。

3.在敏感陶瓷中的应用

敏感陶瓷，又被称为传感器陶瓷，其特征是对某些外界条件如电压、气体成分、温度、湿度等反应敏感，广泛用于控制电路的传感元件。钛酸钡（BaTiO3）是目前研究最多且应用最广的热敏陶瓷，在BaTiO3中掺加微量稀土元素如La、Ce、Sm、Y等，陶瓷的电阻率显著降低；对于ZnO压敏陶瓷，低浓度稀土元素掺杂时可提高其压敏电压值，但对非线性系数影响不大；而高浓度掺杂时陶瓷则不呈现压敏特征。

4.在磁性陶瓷中的应用

磁性陶瓷又称为铁氧体陶瓷，是以氧化铁和其他铁族或稀土族氧化物为主要成分的复合氧化物磁性材料。磁性材料中广泛使用Y、Sm、Eu、Er、Dy、Nd等稀土元素的氧化物。稀土磁性材料具备高磁能积和高矫顽力等优异的特性，是现代信息技术、医疗器械、国防军工、新能源等高精尖科技不可缺少的重要材料之一。

5.在导电陶瓷中的应用

以稀土氧化物Y2O3作添加剂的钇稳定化氧化锆(YSZ)陶瓷，高温下仍具有良好的热稳定性和化学稳定性，是较好的氧离子导体，在离子导电陶瓷中具有突出地位。可用于测量汽车尾气中的氧分压，有效控制空气/燃料比，节能效果显著，在工业锅炉、熔炼炉、焚化炉等以燃烧为主的设备中也有广泛应用。

6.在超导陶瓷中的作用

超导陶瓷是一类在临界温度时电阻为零的陶瓷，在信息技术、能源利用以及交通运输等领域有着巨大的应用前景。目前大部分超导材料是稀土元素组成的化合物。用Nd、Sm、Eu、Gd等轻稀土掺杂的超导材料的磁场强度、磁通钉扎力、电阻温度系数等性能将有显著提高，在电力、储能、运输等方面极具利用价值。

7.在生物陶瓷中的应用

生物陶瓷是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，稀土生物功能陶瓷在农业、医药和环保领域有广泛的应用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效，开发的稀土磷酸盐抗菌产品可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基，从而增强陶瓷材料的抗菌性能。

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