Ledende keramikk
Ledende keramikk, avanserte industrielle materialer som, på grunn av endringer i deres struktur, fungerer som elektriske ledere.
i tillegg til de kjente fysiske egenskapene til keramiske materialer-hardhet—trykkstyrke—brittleness – er det egenskapen til elektrisk resistivitet. De fleste keramikk motstå strømmen av elektrisk strøm, og av denne grunn keramiske materialer som porselen har tradisjonelt blitt gjort om til elektriske isolatorer. Noen keramikk er imidlertid gode ledere av elektrisitet. De fleste av disse lederne er avansert keramikk, moderne materialer hvis egenskaper er modifisert gjennom presis kontroll over deres fabrikasjon fra pulver til produkter. Egenskapene og produksjonen av avansert keramikk er beskrevet i artikkelen avansert keramikk. Denne artikkelen gir en undersøkelse av egenskaper og anvendelser av flere elektrisk ledende avansert keramikk.
årsakene til resistivitet i de fleste keramikk er beskrevet i artikkelen keramisk sammensetning og egenskaper. I denne artikkelen kan opprinnelsen til konduktivitet i keramikk forklares kort. Elektrisk ledningsevne i keramikk, som i de fleste materialer, er av to typer: elektronisk og ionisk. Elektronisk ledning er passasjen av frie elektroner gjennom et materiale. I keramikk tillater ikke de ioniske bindingene som holder atomene sammen frie elektroner. Imidlertid kan i noen tilfeller urenheter av forskjellig valens (det vil si forskjellige antall bindingselektroner) inngå i materialet, og disse urenheter kan fungere som givere eller akseptorer av elektroner. I andre tilfeller kan overgangsmetaller eller sjeldne jordarter med varierende valens inkluderes; disse urenhetene kan fungere som sentre for polaroner – arter av elektroner som lager små regioner med lokal polarisasjon når de beveger seg fra atom til atom. Elektronisk ledende keramikk brukes som motstander, elektroder og varmeelementer.
Ionisk ledning består av transitt av ioner (atomer med positiv eller negativ ladning) fra ett sted til et annet via punktfeil som kalles ledige stillinger i krystallgitteret. Ved normale omgivelsestemperaturer skjer svært lite ionhopping, siden atomene er i relativt lave energitilstander. Ved høye temperaturer blir imidlertid ledige stillinger mobile, og visse keramikk utviser det som kalles rask ionisk ledning. Disse keramikkene er spesielt nyttige i gassensorer, brenselceller og batterier.
