Ledende keramik
ledende keramik, avancerede industrielle materialer, der på grund af ændringer i deres struktur tjener som elektriske ledere.
ud over de velkendte fysiske egenskaber af keramiske materialer-hårdhed, trykstyrke, brølhed—er der egenskaben af elektrisk resistivitet. De fleste keramik modstår strømmen af elektrisk strøm, og af denne grund er keramiske materialer som porcelæn traditionelt blevet lavet til elektriske isolatorer. Nogle keramik er imidlertid fremragende ledere af elektricitet. De fleste af disse ledere er avanceret keramik, moderne materialer, hvis egenskaber ændres gennem præcis kontrol over deres fremstilling fra pulvere til produkter. Egenskaberne og fremstillingen af avanceret keramik er beskrevet i artiklen avanceret keramik. Denne artikel tilbyder en undersøgelse af egenskaberne og anvendelserne af flere elektrisk ledende avancerede keramik.
årsagerne til resistivitet i de fleste keramik er beskrevet i artiklen keramisk sammensætning og egenskaber. Med henblik på denne artikel, oprindelsen af ledningsevne i keramik kan forklares kort. Elektrisk ledningsevne i keramik, som i de fleste materialer, er af to typer: elektronisk og ionisk. Elektronisk ledning er passage af frie elektroner gennem et materiale. I keramik tillader de ioniske bindinger, der holder atomerne sammen, ikke frie elektroner. I nogle tilfælde kan urenheder med forskellig Valens (dvs.besidder forskellige antal bindingselektroner) imidlertid indgå i materialet, og disse urenheder kan fungere som donorer eller acceptorer af elektroner. I andre tilfælde kan overgangsmetaller eller sjældne jordarters elementer med varierende Valens være inkluderet; disse urenheder kan fungere som centre for polaroner-arter af elektroner, der skaber små regioner med lokal polarisering, når de bevæger sig fra atom til atom. Elektronisk ledende keramik anvendes som modstande, elektroder og varmeelementer.
ionisk ledning består af transit af ioner (atomer med positiv eller negativ ladning) fra et sted til et andet via punktfejl kaldet ledige stillinger i krystalgitteret. Ved normale omgivelsestemperaturer finder der meget lidt ionhopping sted, da atomerne har relativt lave energitilstande. Ved høje temperaturer bliver ledige stillinger imidlertid mobile, og visse keramik udviser det, der kaldes hurtig ionisk ledning. Disse keramik er især nyttige i gassensorer, brændselsceller og batterier.
