Geleidend Keramiek
geleidend Keramiek, geavanceerde industriële materialen die door wijzigingen in de structuur dienen als elektrische geleiders.
naast de bekende fysische eigenschappen van keramische materialen—hardheid, druksterkte, broosheid—is er de eigenschap van elektrische weerstand. De meeste Keramiek weerstaan de stroom van elektrische stroom, en om deze reden keramische materialen zoals porselein zijn traditioneel gemaakt in elektrische isolatoren. Sommige keramiek, echter, zijn uitstekende geleiders van elektriciteit. De meeste van deze geleiders zijn geavanceerde keramiek, moderne materialen waarvan de eigenschappen worden gewijzigd door nauwkeurige controle over hun fabricage van poeders tot producten. De eigenschappen en fabricage van geavanceerde keramiek worden beschreven in het artikel geavanceerde keramiek. Dit artikel biedt een overzicht van de eigenschappen en toepassingen van verschillende elektrisch geleidende geavanceerde keramiek.
de oorzaken van weerstand in de meeste Keramiek worden beschreven in het artikel keramische samenstelling en eigenschappen. Voor de toepassing van dit artikel, de oorsprong van de geleidbaarheid in keramiek kan kort worden uitgelegd. Elektrische geleidbaarheid in keramiek, zoals in de meeste materialen, is van twee soorten: elektronisch en ionisch. Elektronische geleiding is de passage van vrije elektronen door een materiaal. In keramiek staan de ionenbindingen die de atomen bij elkaar houden geen vrije elektronen toe. Echter, in sommige gevallen onzuiverheden van verschillende valentie (dat wil zeggen, het bezit van verschillende aantallen bindingselektronen) kunnen worden opgenomen in het materiaal, en deze onzuiverheden kunnen fungeren als donors of acceptoren van elektronen. In andere gevallen kunnen overgangsmetalen of zeldzame aardelementen van variërende valentie worden opgenomen; deze onzuiverheden kunnen fungeren als centra voor polaronen – soorten elektronen die kleine gebieden van lokale polarisatie creëren als ze van atoom naar atoom bewegen. Elektronisch geleidende keramiek wordt gebruikt als weerstanden, elektroden en verwarmingselementen.
Iongeleiding bestaat uit de doorvoer van ionen (atomen met positieve of negatieve lading) van de ene locatie naar de andere via puntafwijkingen die vacatures in het kristalrooster worden genoemd. Bij normale omgevingstemperaturen vindt zeer weinig ionenhopping plaats, aangezien de atomen zich in relatief lage energietoestanden bevinden. Bij hoge temperaturen, echter, vacatures worden mobiel, en bepaalde Keramiek vertonen wat bekend staat als snelle Ionische geleiding. Deze keramiek is vooral nuttig in gassensoren, brandstofcellen en batterijen.
