济南大学化学化工学院：《功能材料》第五章 敏感陶瓷（薄其兵）

第五章敏感陶瓷 随着科学技术的发展,在工业生产领 城、科学研究领域和人们的日常生活中, 需要检测、控制的对象(信息迅速增加

1 第五章 敏 感 陶 瓷 随着科学技术的发展，在工业生产领 域、科学研究领域和人们的日常生活中， 需要检测、控制的对象(信息)迅速增加

信息的获取有赖于传感器,或称敏感 元件。 在各种类型的敏感元件中,陶瓷敏感 元件占有十分重要的地位 敏感陶瓷在某些传感器中,是关键材 料之一,用于制造敏感元件

2 信息的获取有赖于传感器，或称敏感 元件。 在各种类型的敏感元件中，陶瓷敏感 元件占有十分重要的地位。 敏感陶瓷在某些传感器中，是关键材 料之一，用于制造敏感元件

敏感陶瓷用于制造敏感元件,是根据某 些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、 光、电压及某种气体、某种离子的变化特别 敏感的特性而制得的。 按其相应的特性,可把这些材料分别称 作热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子敏 感陶瓷

3 敏感陶瓷用于制造敏感元件，是根据某 些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、 光、电压及某种气体、某种离子的变化特别 敏感的特性而制得的。 按其相应的特性，可把这些材料分别称 作热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子敏 感陶瓷

此外,还有具有压电效应的压力、位置 速度、声浪等敏感陶瓷,具有铁氧体性质的 磁敏陶瓷及具有多种敏感特性的多功能敏感 陶瓷等。 这些敏感陶瓷已广泛应用于工业检测、 控制仪器、交通运输系统、汽车、机器人、 防止公害、防灾、公安及家用电器等领

4 此外，还有具有压电效应的压力、位置、 速度、声波等敏感陶瓷，具有铁氧体性质的 磁敏陶瓷及具有多种敏感特性的多功能敏感 陶瓷等。 这些敏感陶瓷已广泛应用于工业检测、 控制仪器、交通运输系统、汽车、机器人、 防止公害、防灾、公安及家用电器等领域

1、敏感陶瓷分类 ①物理敏感陶瓷: 光敏陶瓷,如CdS、CdSe等 热敏陶瓷,如PIC陶瓷、NTC和CTR 热敏陶瓷等 磁敏陶瓷,如Insb、InAs、GaAs等;

5 1、敏感陶瓷分类 ①物理敏感陶瓷： 光敏陶瓷，如CdS、CdSe等； 热敏陶瓷，如PTC陶瓷、NTC和CTR 热敏陶瓷等； 磁敏陶瓷，如InSb、InAs、GaAs等；

声敏陶瓷,如罗息盐、水 E Batic、PZT等 压敏陶瓷,如ZnO、SiC等 力敏陶瓷,如 PbTio、PZT等

6 声敏陶瓷，如罗息盐、水晶、 BaTiO3、PZT等； 压敏陶瓷，如ZnO、SiC等； 力敏陶瓷，如PbTiO3、PZT等

②化学敏感陶瓷 氧敏陶瓷,如SnO2、ZnO、ZrO等 湿敏陶瓷,TiO2MgCr2O4、ZnO Li2O-V2O等。 生物敏感陶瓷也在积极开发之中

7 ②化学敏感陶瓷 氧敏陶瓷，如SnO2、ZnO、ZrO2等； 湿敏陶瓷，TiO2—MgCr2O4、ZnO￾Li2O-V2O5等。 生物敏感陶瓷也在积极开发之中

2.敏感陶瓷的结构与性能 陶瓷是由晶粒、晶界、气孔组成的多相 系统,通过人为的掺杂,可以造成晶粒表 面的组分偏离,在晶粒表层产生固溶、偏 析及晶格缺陷等

8 2. 敏感陶瓷的结构与性能 陶瓷是由晶粒、晶界、气孔组成的多相 系统，通过人为的掺杂，可以造成晶粒表 面的组分偏离，在晶粒表层产生固溶、偏 析及晶格缺陷等

另外,在晶界处也会产生异质相的析 出、杂质的聚集、晶格缺陷及晶格各向异 性等。 这些晶粒边界层的组成、结构变化 显著改变了晶界的电性能,从而导致整个 陶瓷电学性能的显著变化

9 另外，在晶界 处也会产生异质相的析 出、杂质的聚集、晶格缺陷及晶格各向异 性等。 这些晶粒边界层的组成、结构变化， 显著改变了晶界的电性能，从而导致整个 陶瓷电学性能的显著变化

3.热敏陶瓷 热敏陶瓷是一类电阻率、磁性、介电性 等性质随温度发生明显变化的材料,主要用 于制造温度传感器、线踣温度补偿及稳频的 元件-热敏电阻 thermistor) 热敏陶瓷具有灵敏度高、稳定性好、制 造工艺简单及价格便宜等特点。 10

10 3. 热敏陶瓷 热敏陶瓷是一类电阻率、磁性、介电性 等性质随温度发生明显变化的材料，主要用 于制造温度传感器、线路温度补偿及稳频的 元件--热敏电阻(thermistor)。 热敏陶瓷具有灵敏度高、稳定性好、制 造工艺简单及价格便宜等特点