敏感陶瓷
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光敏陶瓷也称光敏电阻瓷，属半导体陶
瓷。
由于材料的电特性不同以及光子能量
的差异，它在光的照射下吸收光能，产生 不同的光电效应：光电导效应和光生伏特 效应。
29
22
湿敏半导体陶瓷的应用
湿敏陶瓷的应用很广泛，主要
应用于家电、汽车、医疗、工业设 备、农、林、畜牧业等领域。
23
6. 压敏半导体陶瓷
一般电阻器的电阻值可以认为是一个恒
定值，即流过它的电流与施加电压成线性关
系。
压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化
有一显著的非线性变化的半导体陶瓷，用这
种材料制成的电阻称为压敏电阻器。
生物敏感陶瓷也在积极开发之中。
5
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。
6
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。
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；
3
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。
4
②化学敏感陶瓷
氧敏陶瓷，如SnO2、ZnO、ZrO2等；
湿敏陶瓷，TiO2—MgCr2O4、ZnOLi2O-V2O5等。
26
1.齐钠二极管； 2.SiC压敏电阻； 3.ZnO压敏电阻； 4.线性电阻； 5.ZnO压敏电阻。
压敏电阻的I-U特性曲线
27
由图可见，压敏电阻陶瓷的I-U特性
不是一条直线，其电阻值在一定电流范围
内呈非线性变化。 因此，压敏电阻又称非线性电阻，用 这种陶瓷制造的器件叫非线性电阻器。
28
7. 光敏半导体陶瓷
9
②电阻随温度的升高而减小的热敏电阻
称为负温度系数热敏电阻，简称NTC热敏电
阻( negative temperature coefficient )；
③电阻在某特定温度范围内急剧变化的
热敏电阻，简称为CTR临界温度热敏电阻( critical temperature resistor )。
10
Leabharlann Baidu 热敏电阻的应用
热敏电阻在温度传感器中的应用最广
，它虽不适于高精度的测量，但其价格低
廉，多用于家用电器、汽车等。
11
4. 气敏陶瓷
在现代社会，人们在生活和工作中使用 和接触的气体越来越多，其中某些易燃、易 爆、有毒气体及其混合物一旦泄露到大气中
，会造成大气污染，甚至引起爆炸和火灾。
12
气敏陶瓷是一种对气体敏感的陶瓷材 料，陶瓷气敏元件(或称陶瓷气敏传感器)由 于其具有灵敏度高、性能稳定、结构简单 、体积小、价格低廉、使用方便等优点，
得到迅速发展。
13
⑴ 气敏陶瓷的分类及结构
气敏陶瓷大致可分为半导体式、固 体电解质式及接触燃烧式三种：
14
①半导体式气敏陶瓷
按照主要原料成分来分类，如SnO2型、
ZnO型、-Fe2O3型、-Fe2O3型、钙钛矿化合
物型、TiO2型等。
15
②固体电解质
是一类介于固体和液体之间的奇特固体 材料，其主要特征是它的离子具有类似于液 体电解质的快速迁移特性，如ZrO2氧敏陶瓷
7
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。
8
热敏陶瓷的特性分类
①电阻随温度升高而增大的热敏电阻 称为正温度系数热敏电阻，简称 PTC 热敏 电阻( positive temperature coefficient )；
20
⑴ 湿敏半导体陶瓷的分类
以湿敏材料制造的湿敏元件配以适 当的电路即成为湿度传感器。 根据湿敏材料的性能及其使用功能
可分为以下四类：
21
①无机盐系，如LiCl电解质型。 ②有机高分子系，有电解质型(离子 交换树脂)、膨润型、电容型。 ③半导体陶瓷系，有电容型、电阻 型、阻抗型。 ④半导体型，如半导体硅材料。 其中，最常用的为半导体陶瓷系湿 敏电阻型。
敏感陶瓷
1
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。
2
1、敏感陶瓷分类
①物理敏感陶瓷： 光敏陶瓷，如CdS、CdSe等；
24
制造压敏陶瓷的材料有SiC、ZnO、 BaTiO3、Fe2O3、SnO2、SrTiO3等。 其中BaTiO3、Fe2O3利用的是电极与
烧结体界面的非欧姆特性，而SiC、ZnO、
SrTiO3利用的是晶界非欧姆特性。
目前，应用最广、性能最好的是氧化
锌压敏半导体陶瓷。
25
⑴ 压敏陶瓷的基本特性
压敏电阻陶瓷具有非线性伏 -- 安特性，对 电压变化非常敏感。 在某一临界电压以下，压敏电阻陶瓷电 阻值非常高，几乎没有电流；但当超过这一 临界电压时，电阻将急剧变化，并且有电流 通过。随着电压的少许增加，电流会很快增 大。 压敏电阻陶瓷的这种电流 -电压特性曲线 如图所示。
或电子受容性)气体，如O2、NOx等。
具有阳离子吸附性质的气体称为还原性( 或电子供出性)气体，如H2、CO、乙醇等。
19
5. 湿敏半导体陶瓷
湿度，通常是指空气中水蒸气的含量。 湿度与人类的日常生活和生产活动有着 十分密切的关系，因此需要随时监测空气湿 度。 新型湿度传感器可将湿度的变化以电信 号形式输出，易于实现远距离监测、记录和 反馈的自动控制。
，K2SO4、Na2SO4等碱金属硫酸盐等。
16
③接触燃烧式气敏陶瓷元件系
用铂金丝作母线，表面用陶瓷涂层、
触媒材料、防晶粒生长材料以及防触媒中
毒材料等涂层所制成。
17
⑵ 气敏陶瓷的性能
半导体表面吸附气体分子时，半导体的
电导率将随半导体类型和气体分子种类的
不同而变化。
18
吸附气体一般分为物理吸附和化学吸附 两大类。被吸附的气体一般也可分为两类。 具有阴离子吸附性质的气体称为氧化性(
瓷。
由于材料的电特性不同以及光子能量
的差异，它在光的照射下吸收光能，产生 不同的光电效应：光电导效应和光生伏特 效应。
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湿敏半导体陶瓷的应用
湿敏陶瓷的应用很广泛，主要
应用于家电、汽车、医疗、工业设 备、农、林、畜牧业等领域。
23
6. 压敏半导体陶瓷
一般电阻器的电阻值可以认为是一个恒
定值，即流过它的电流与施加电压成线性关
系。
压敏陶瓷是指电阻值随着外加电压变化
有一显著的非线性变化的半导体陶瓷，用这
种材料制成的电阻称为压敏电阻器。
生物敏感陶瓷也在积极开发之中。
5
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。
6
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。
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；
3
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。
4
②化学敏感陶瓷
氧敏陶瓷，如SnO2、ZnO、ZrO2等；
湿敏陶瓷，TiO2—MgCr2O4、ZnOLi2O-V2O5等。
26
1.齐钠二极管； 2.SiC压敏电阻； 3.ZnO压敏电阻； 4.线性电阻； 5.ZnO压敏电阻。
压敏电阻的I-U特性曲线
27
由图可见，压敏电阻陶瓷的I-U特性
不是一条直线，其电阻值在一定电流范围
内呈非线性变化。 因此，压敏电阻又称非线性电阻，用 这种陶瓷制造的器件叫非线性电阻器。
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7. 光敏半导体陶瓷
9
②电阻随温度的升高而减小的热敏电阻
称为负温度系数热敏电阻，简称NTC热敏电
阻( negative temperature coefficient )；
③电阻在某特定温度范围内急剧变化的
热敏电阻，简称为CTR临界温度热敏电阻( critical temperature resistor )。
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Leabharlann Baidu 热敏电阻的应用
热敏电阻在温度传感器中的应用最广
，它虽不适于高精度的测量，但其价格低
廉，多用于家用电器、汽车等。
11
4. 气敏陶瓷
在现代社会，人们在生活和工作中使用 和接触的气体越来越多，其中某些易燃、易 爆、有毒气体及其混合物一旦泄露到大气中
，会造成大气污染，甚至引起爆炸和火灾。
12
气敏陶瓷是一种对气体敏感的陶瓷材 料，陶瓷气敏元件(或称陶瓷气敏传感器)由 于其具有灵敏度高、性能稳定、结构简单 、体积小、价格低廉、使用方便等优点，
得到迅速发展。
13
⑴ 气敏陶瓷的分类及结构
气敏陶瓷大致可分为半导体式、固 体电解质式及接触燃烧式三种：
14
①半导体式气敏陶瓷
按照主要原料成分来分类，如SnO2型、
ZnO型、-Fe2O3型、-Fe2O3型、钙钛矿化合
物型、TiO2型等。
15
②固体电解质
是一类介于固体和液体之间的奇特固体 材料，其主要特征是它的离子具有类似于液 体电解质的快速迁移特性，如ZrO2氧敏陶瓷
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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。
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热敏陶瓷的特性分类
①电阻随温度升高而增大的热敏电阻 称为正温度系数热敏电阻，简称 PTC 热敏 电阻( positive temperature coefficient )；
20
⑴ 湿敏半导体陶瓷的分类
以湿敏材料制造的湿敏元件配以适 当的电路即成为湿度传感器。 根据湿敏材料的性能及其使用功能
可分为以下四类：
21
①无机盐系，如LiCl电解质型。 ②有机高分子系，有电解质型(离子 交换树脂)、膨润型、电容型。 ③半导体陶瓷系，有电容型、电阻 型、阻抗型。 ④半导体型，如半导体硅材料。 其中，最常用的为半导体陶瓷系湿 敏电阻型。
敏感陶瓷
1
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。
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1、敏感陶瓷分类
①物理敏感陶瓷： 光敏陶瓷，如CdS、CdSe等；
24
制造压敏陶瓷的材料有SiC、ZnO、 BaTiO3、Fe2O3、SnO2、SrTiO3等。 其中BaTiO3、Fe2O3利用的是电极与
烧结体界面的非欧姆特性，而SiC、ZnO、
SrTiO3利用的是晶界非欧姆特性。
目前，应用最广、性能最好的是氧化
锌压敏半导体陶瓷。
25
⑴ 压敏陶瓷的基本特性
压敏电阻陶瓷具有非线性伏 -- 安特性，对 电压变化非常敏感。 在某一临界电压以下，压敏电阻陶瓷电 阻值非常高，几乎没有电流；但当超过这一 临界电压时，电阻将急剧变化，并且有电流 通过。随着电压的少许增加，电流会很快增 大。 压敏电阻陶瓷的这种电流 -电压特性曲线 如图所示。
或电子受容性)气体，如O2、NOx等。
具有阳离子吸附性质的气体称为还原性( 或电子供出性)气体，如H2、CO、乙醇等。
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5. 湿敏半导体陶瓷
湿度，通常是指空气中水蒸气的含量。 湿度与人类的日常生活和生产活动有着 十分密切的关系，因此需要随时监测空气湿 度。 新型湿度传感器可将湿度的变化以电信 号形式输出，易于实现远距离监测、记录和 反馈的自动控制。
，K2SO4、Na2SO4等碱金属硫酸盐等。
16
③接触燃烧式气敏陶瓷元件系
用铂金丝作母线，表面用陶瓷涂层、
触媒材料、防晶粒生长材料以及防触媒中
毒材料等涂层所制成。
17
⑵ 气敏陶瓷的性能
半导体表面吸附气体分子时，半导体的
电导率将随半导体类型和气体分子种类的
不同而变化。
18
吸附气体一般分为物理吸附和化学吸附 两大类。被吸附的气体一般也可分为两类。 具有阴离子吸附性质的气体称为氧化性(