Johtavaa keramiikkaa
johtavaa keramiikkaa, kehittyneitä teollisuusmateriaaleja, jotka rakenteensa muutosten vuoksi toimivat sähköjohtimina.
keraamisten materiaalien tunnettujen fysikaalisten ominaisuuksien-kovuuden, puristuslujuuden, haurauden—lisäksi on olemassa sähkövastuksen ominaisuus. Suurin osa keramiikasta vastustaa sähkövirran virtausta, ja tästä syystä keraamisista materiaaleista kuten posliinista on perinteisesti tehty sähköeristeitä. Jotkin keramiikat ovat kuitenkin erinomaisia sähkönjohtimia. Useimmat näistä johtimista ovat kehittynyttä keramiikkaa, nykyaikaisia materiaaleja, joiden ominaisuuksia muokataan valvomalla tarkasti niiden valmistusta jauheista tuotteiksi. Kehittyneen keramiikan ominaisuuksia ja valmistusta kuvataan artikkelissa advanced ceramics. Tämä artikkeli tarjoaa tutkimuksen ominaisuuksia ja sovelluksia useita sähköä johtava kehittynyt keramiikka.
resistiivisyyden syyt suurimmassa osassa keramiikkaa on kuvattu artikkelissa ceramic composition and properties. Tätä artikkelia varten keramiikan johtavuuden alkuperä voidaan selittää lyhyesti. Sähkönjohtavuus keramiikassa, kuten useimmissa materiaaleissa, on kahdenlaisia: elektronisia ja ionisia. Elektroninen johtuminen on vapaiden elektronien kulkua materiaalin läpi. Keramiikassa atomeja yhdessä pitävät ionisidokset eivät salli vapaita elektroneja. Joissakin tapauksissa materiaaliin voi kuitenkin sisältyä epäpuhtauksia, joiden valenssi on erilainen (eli joilla on eri määrä sidoselektroneja), ja nämä epäpuhtaudet voivat toimia elektronien luovuttajina tai vastaanottajina. Muissa tapauksissa voidaan käyttää siirtymämetalleja tai harvinaisia maametalleja, joiden valenssi vaihtelee; nämä epäpuhtaudet voivat toimia polaarien keskuksina-elektronien lajeina, jotka synnyttävät pieniä paikallisen polarisaation alueita siirtyessään atomista toiseen. Elektronisesti johtavaa keramiikkaa käytetään vastuksina, elektrodeina ja lämmityselementteinä.
ioninen johtuminen koostuu ionien (positiivisen tai negatiivisen varauksen omaavien atomien) siirtymisestä paikasta toiseen kidehilan avoimiksi kutsutun pistevian kautta. Normaaleissa ympäristön lämpötiloissa tapahtuu hyvin vähän ionihyppelyä, koska atomit ovat suhteellisen matalissa energiatiloissa. Korkeissa lämpötiloissa avoimista paikoista tulee kuitenkin liikkuvia, ja joissakin keramiikassa esiintyy niin sanottua nopeaa ionien johtumista. Nämä keramiikat ovat erityisen hyödyllisiä kaasuantureissa, polttokennoissa ja akuissa.
