| 单词 | 传感功能材料 |
| 释义 | 【传感功能材料】 传感工程学是以物理学中的效应现象、化学中的反应以及生物学中的各种等作为基础的。使传感工程学实用化，必须发展功能材料学科，所以，传感工程的发展依赖于材料的进步。 传感功能材料从大的方面可分为有机、无机、金属等3类。各功能材料的开发都是通过控制原子、分子的排列，使材料更加薄膜化、小型化、纤维化、气孔化、复合化等手段进行的，采用这些方法就是使其电磁传感功能或光导传感功能更加显著等。通过对功能材料的研究，改变材料的形态，使之附加如光学、电磁、音响、热、分离、吸收、力学、运输、载体、化学、生物等新的功能是完全可能的。例如铁氧体材料微小型化，即可使其变为顺磁体。关于材料的分类，最近提出按传统的材料概念分为结构材料(以高性能为目标)和功能材料(以多功能为目标)的设想。功能材料对敏感元件今后的发展影响很大。敏感材料是敏感元件的基本材料，它们种类繁多，性能各异，其物理化学性能与其化学组成、晶体结构、显微组织和缺陷特征密切相关。按结晶状态，可分为单晶、多晶和非晶3种；按电子结构，可分为金属、陶瓷和聚合物3大类；按功能特性，可分为半导体、介电体、导电体、铁磁体、铁弹体、磁弹体等；按形态，可分为块材、薄膜、纤维、多孔和复合等。目前以半导体材料的应用最为普遍。近年来，敏感材料研究发展的主要趋势是：(1)半导体材料在敏感技术发展中具有较大的优势，今后一个时期内仍然占有主要地位；(2)功能陶瓷在敏感技术发展中有较大的潜力，对敏感元件的发展具有一定的战略地位；(3)功能金属、功能聚合物和功能非晶态材料在敏感技术发展中具有广阔的应用前景，引人注目；(4)研究固体材料的敏感原理和敏感技术，把敏感元件的生产转到先进的技术基础上，对提高质量、降低成本、发挥敏感元件的社会经济效益具有重要意义。半导体陶瓷简称半导瓷，是利用陶瓷工艺制成的具有半导体特性的材料。有一种传统的观点，认为半导体材料大半是单晶材料，只有复杂的单晶工艺才能保证半导体材料的优越性，而简易的陶瓷工艺对材料的半导体特性是不易保证的。另一种传统观点认为，作为电子材料的陶瓷，其优越性之一就是具有优良的绝缘性，不管装置瓷或电熔瓷，都要求有高的绝缘性能。因此，在生产中防止材料的半导化，应当成为重要技术措施。半导体材料的导电性能介乎于导体与绝缘体之间，其导电率约在10－10～103Ω－1cm－1之间，而其电导率受温度、光照、电场、气氛、湿度等影响可能发生显著的变化。由于半导体材料的这种特性，使得它可以把外界物理量的变化转变为便于处理的电信号，从而制成各种用途的传感器。这种半导体传感器比其他材料制成的同样器件要灵敏。当然，半导体单晶也有这种对外界物理量变化的某些敏感性，但单晶产品的制备要比陶瓷困难和复杂，特点是大块单晶的制备更为困难。因此，到目前为止，大部分的半导体敏感元件都是采用半导体陶瓷材料制成的，只有在那些要求比较特殊，陶瓷材料暂时还不能取代单晶材料的领域中，才不得不继续使用单晶材料。由于半导体陶瓷多晶结构的固有特点，在某些方面它还有优于单晶的特殊性能。例如氧化锌半导体瓷制成的压敏电阻器，用作高压稳压和浪涌吸收器时，可以用于很高的电压，这是单晶材料所难于做到的。由此可见，在半导体敏感元件的领域中，陶瓷材料和单晶材料是互为补充的。由于半导瓷材料简单，制作方便，因此用途很广，价格更低，使用价值更大。从敏感元件应用领域来看，有热敏、压敏、光敏、气敏和湿敏元件等。(山东工业大学范坤泰撰) |
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