氧化鎢陶瓷

功能陶瓷與三氧化鎢

三氧化鎢（WO₃）是一種極為重要的高技術材料，這種材料具有非線性、介電常數高、電致變色、氣體探測、化學催化等特徵。利用WO₃的這些特徵，可將其納米粉末燒制成壓敏電阻陶瓷、陶瓷電容器、光（電）變色陶瓷薄膜、氣敏陶瓷、光催化降解陶瓷薄膜、電池電極陶瓷材料、微波吸收陶瓷薄膜、新型高溫熱電陶瓷及其薄膜等功能陶瓷與陶瓷薄膜，在化工、能源、電力等眾多的領域有著巨大的應用潛力。

功能陶瓷在電、磁、聲、光、熱等方面具備的許多優異性能令其他材料難以企及，有的功能陶瓷材料更是一材多能。而這些性質的實現往往取決於其內部的電子狀態或原子核結構，又稱電子陶瓷。已在能源開發、電子技術、傳感技術、鐳射技術、光電子技術、紅外技術、生物技術、環境科學等方面有廣泛應用。

此外，還有半導體陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、鐳射用陶瓷、核燃料陶瓷、推進劑陶瓷、太陽能光轉換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等，在自動控制、儀器儀錶、電子、通訊、能源、交通、冶金、化工、精密機械、航空航太、國防等部門均發揮著重要作用。在奇妙的材料世界裏還有許多未知的現象有待於我們去探究，相信隨著科學技術的進一步發展，人類也必然會發掘出功能材料的新功能，並將其派上新用場。

近年來，納米技術得到飛速發展，研究十分活躍。當粒子進入納米量級時，具有量子尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，使材料顯示出奇特的物理、化學性能。WO₃是一種重要的功能材料，在電致變色、有毒氣體探測以及光催化降解等方面都有著廣泛的應用。1994年，Makarov和Trontelj發現Na₂;CO₃與MnO₂摻雜的WO₃具有明顯的非線性I-V特性，這表明WO₃基功能材料具有應用於壓敏電阻的潛在可能。王豫課題組研究了WO₃功能陶瓷及摻雜低價金屬元素和稀土元素的WO₃基功能陶瓷的電學性能，發現無論摻雜與否WO₃陶瓷，都具有一定的非線性特徵，摻雜工藝可以改變其非線性係數的大小。但目前對於三氧化鎢功能陶瓷的研究大多數以微米WO₃為原料，採用普通電子陶瓷製備工藝，側重改變摻雜元素及比例，觀察對其電學行為的影響，而燒結工藝的改變對三氧化鎢基功能陶瓷電學行為的影響卻少見報導。採用自製納米三氧化鎢粉末為原料，製備待燒結樣品，通過淬火工藝得到三氧化鎢功能陶瓷，並研究了淬火溫度對三氧化鎢功能陶瓷電學行為的影響。結果表明：較低溫度淬火可以使樣品的非線性係數提高到10.93，但隨著淬火溫度的提高，三氧化鎢陶瓷的非線性係數快速下降，當淬火溫度高於900℃時，樣品的電學行為轉變為線性特徵，非線性係數約為1。