我国新型智能性陶瓷材料前景展望

    智能陶瓷材料包括对使用环境敏感且能对环境变化作出灵敏反应的材料，目前已成为材料科学及工程领域中研究的亮点。智能陶瓷将包括功能材料、驱动系统与反馈系统结合的智能材料系统或结构。由于其综合性的功能的发挥，它可适时感知与响应外界环境的变化，实现自测、自诊断、自修复、自适应等诸多性能。用于智能陶瓷系统的材料与制品，已形成仿生聚合物、导电聚合物，电流变流体、光纤传感系统、磁致伸缩材料、微电机系统、压电及电致伸缩陶瓷，压电聚合物、压电陶瓷／聚合物复合材料，形状记忆材料及聚合物等。其中功能陶瓷材料将是智能陶瓷及其器件进行设计与发展使用的主要核心材料。 

    当前有些功能陶瓷制品已具有智能化的功能、如半导体钛酸钡正温度系数热能电阻及氧化锌变阻器，它们对于温度和电压已经具备自身诊断、候补保护与自身修复的功能，可以使材料本身抵抗环境的突然变化，并可重复多次使用。在智能陶瓷系统中，压电陶瓷是最重要的品类。由于压电陶瓷具有机电、声、光、热、弹等多种功能及耦合效应。可以用作压力、温度、光等多种传感器。压电驱动器又具有位移控制精度高、响应快、推动力大、驱动功率低和工作频率宽等优点。所以常使用压电陶瓷材料用于结构减震、控制震动，结构破坏及有源消声等。现在已经普及使用及正拟开发研制的压电类智能陶瓷制品及材料系统如下： 

    （1）高级轿车减震装置：利用正压电效应、逆压电效应和电致伸缩效应综合研制成功智能减震器，具有识别路面并自我调节的功能。可将粗糙路面形成的震动减到最低限度，提供乘车人员乘车的舒服感。整个感知与调节过程只需要20秒。另外，采用智能陶瓷材料制成的减震装置还可以推广应用到精密加工的稳固工作平台等。 （2）智能雨刷：由利用钛酸钡陶瓷的压阻效应制成智能陶瓷雨刷，可以自动感知雨量，自动将轿车挡风玻璃上的雨刷调节到最佳速度。 

    （3）有源消声：主要使用于震动频率低于500赫兹的消声，系由压电陶瓷拾音器、谐振器、模拟声线圈和数字信号处理集成电路组成。 

    （4）可以利于智能陶瓷材料开发智能安全系统与智能传输系统。 

    （5）热释电电压变压器：此产品由两种或两种以上功能陶瓷进行组合后形成的新型复合陶瓷功能块。它能够产生一些新效应亦称组合功能效应。简单讲它是由一片半导性PTC陶瓷膜与一片热诱导相变特性的PZT型陶瓷膜组合而成。由于前者的输入与后者的输出导致发热及将热量传输，从而产生诱导相变。 

    智能陶瓷材料的开发研究正处于刚刚兴起时期，它的应用将对汽车、造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响，大大提高其智能与自动化的水平。