導電性セラミックス

導電性セラミックスは、構造の変更により導電体として機能する先進的な産業材料です。

セラミック材料のよく知られている物理的性質に加えて-硬度、圧縮強度、脆性—電気抵抗率の特性があります。 ほとんどのセラミックスは電流の流れに抵抗するため、磁器などのセラミック材料は伝統的に電気絶縁体に作られてきました。 しかし、いくつかのセラミックは、電気の優れた導体です。 これらの導体のほとんどは、粉末から製品への製造を正確に制御することによって特性が変更される最新の材料である高度なセラミックスです。 高度なセラミックスの特性と製造については、高度なセラミックスの記事に記載されています。 この記事は複数の電気で伝導性の高度の製陶術の特性そして適用の調査を提供する。

ほとんどのセラミックにおける抵抗率の原因は、セラミックの組成と特性の記事に記載されています。 この記事の目的のために、セラミックスにおける導電性の起源を簡単に説明することができる。 セラミックスの電気伝導率は、ほとんどの材料と同様に、電子とイオンの2つのタイプがあります。 電子伝導は、材料を通る自由電子の通過である。 セラミックスでは、原子を一緒に保持するイオン結合は自由電子を可能にしない。 しかし、場合によっては、原子価が異なる（すなわち、結合電子の数が異なる）不純物が材料に含まれていてもよく、これらの不純物は電子のドナーまたはアクセプターとして作用することがある。 これらの不純物は、原子から原子に移動するときに局所的な分極の小さな領域を作り出す電子の種であるポーラロンの中心として働くことができる。 電子伝導性の製陶術は抵抗器、電極および発熱体として使用されます。

イオン伝導は、結晶格子内の空格子点と呼ばれる点欠陥を介して、あるサイトから別のサイトへのイオン（正または負の電荷の原子）の輸送からなる。 通常の周囲温度では、原子は比較的低いエネルギー状態にあるため、イオンホッピングはほとんど行われない。 しかし、高温では空格子点は移動性になり、特定のセラミックスは高速イオン伝導として知られているものを示す。 これらの製陶術はガスセンサー、燃料電池および電池に特に有用である。