傳感器材料介紹

傳感器材料是傳感器技術的重要基礎,是傳感器技術升級的重要支撐。隨著材料科學的進步,傳感器技術日臻成熟,其種類越來越多,除了早期使用的半導體材料、陶瓷材料以外,光導纖維以及超導材料的開發,為傳感器的發展提供了物質基礎。例如,根據以硅為基體的許多半導體材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化,以及半導體光熱探測儀器有靈敏度高、精度高、非接觸性等特點,發展紅外傳感器、激光傳感器、光纖傳感器等現代傳感器在敏感材料中,陶瓷材料、有機材料發展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密調配化學成分的基礎上,經過高精度成型燒結,得到對某一種或某幾種氣體具有識別功能的敏感材料,用于制成新型氣體傳感器。此外,高分子有機敏感材料,是近幾年人們極為關注的具有應用潛力的新型敏感材料,可制成熱敏、光敏、氣敏、濕敏、力敏、離子敏和生物敏等傳感器。傳感器技術的不斷發展,也促進了更新型材料的開發,如納米材料等。美國NRC公司已開發出納米ZrO2氣體傳感器,控制機動車輛尾氣的排放,對凈化環境效果很好,應用前景比較廣闊。由于采用納米材料制作的傳感器,具有龐大的界面,能提供大量的氣體通道,而且導通電阻很小,有利于傳感器向微型化發展，隨著科學技術的不斷進步將有更多的新型材料誕生。

在發展新型傳感器中，離不開新工藝的采用。新工藝的含義范圍很廣，這里主要指與發展新興傳感器聯系特別密切的微細加工技術。該技術又稱微機械加工技術，是近年來隨著集成電路工藝發展起來的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學刻蝕等用于微電子加工的技術，目前已越來越多地用于傳感器領域，例如濺射、蒸鍍、等離子體刻蝕、化學氣體淀積、外延、擴散、腐蝕、光刻等，迄今已有大量采用上述工藝制成的傳感器的國內外報道。智能材料是指設計和控制材料的物理、化學、機械、電學等參數，研制出生物體材料所具有的特性或者優于生物體材料性能的人造材料。有人認為，具有下述功能的材料可稱之為智能材料：具備對環境的判斷可自適應功能具備自診斷功能具備自修復功能 具備自增強功能或稱為時基功能。

生物體材料的最突出特點是具有時基功能，因此這種傳感器特性是微分型的，它對變分部分比較敏感。反之，長期處于某一環境并習慣了此環境，則靈敏度下降。一般說來，它能適應環境調節其靈敏度。除了生物體材料外，最引人注目的智能材料是形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物。