【正文】 ZnOZnCr2O4陶瓷濕度傳感器 ZnOZnCr2O4陶瓷濕度傳感器結(jié)構(gòu) 部分國產(chǎn)濕敏元件和濕敏傳感器的特性參數(shù) 太陽能路燈 太陽能信號燈 太陽能供電系統(tǒng)的特點 1)不必拉設(shè)電線，不必挖開馬路，安裝 使用方便； 2)一次性投資，可保證二十年不間斷供電（蓄電池一般為 5年需更換）； 3)免維護，無任何污染。 這種傳感器不需用加熱器 ， 只需 。 ZnOZnCr2O4陶瓷濕度傳感器的構(gòu)造如右圖所示 。 某濕敏陶瓷感濕特性曲線 MgCr2O4TiO2 （ a） 結(jié)構(gòu)； （ b） 特性 SM1型濕敏傳感器的特性參數(shù) MgCr2O4陶瓷濕度傳感器雖有抗污力強 、 壽命長等優(yōu)點 ， 但因阻值過高 ，難以實現(xiàn)高精度檢測 。 濕度的檢測與監(jiān)控對于工廠特別是精密車間、倉庫特別是糧食倉庫，乃至居住環(huán)境對人體健康都很重要。若司機沒喝酒， 在駕駛室內(nèi)合上開關(guān) S，此時氣敏器件的阻值很高， Ua為高電平， U1為低電平， U3為高電平， 繼電器 K2線圈失電，其常閉觸點 K22閉合，發(fā)光二極管 VD1通，發(fā)綠光， 能點火啟動發(fā)動機。 舉例 ——SnO2火災(zāi)煙霧報警器 火災(zāi)煙霧報警器電路 防止酒后駕車控制器原理電路如下圖所示。 （ a） HQ系列； （ b） QN系列； （ c） MQ系列 下圖為火災(zāi)煙霧報警器的電路圖 ， ＃ 109為燒結(jié)型 SnO2氣敏器件 ， 它對煙霧也很敏感 ， 因此用它做成的火災(zāi)煙霧報警器可用于在火災(zāi)釀成之前或之初進行報警 。 在檢測前 ， 材料表面已經(jīng)吸著氧 ， 所以對可燃性氣體更敏感 。 氣敏傳感器能夠檢測氣體的種類及主要檢測場所 主要氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料及其應(yīng)用范圍 氣敏陶瓷是某些半導(dǎo)體陶瓷在吸附了某種氣體后其電阻值會發(fā)生敏銳變化的一類材料，利用這一特點做成氣敏元件可直接、簡便、靈敏的檢測各種氣體。 （ 3）氣敏陶瓷 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，各種燃料如煤、石油、天然氣等燃燒后，會產(chǎn)生一定數(shù)量的有害氣體，如 CO、 SO NO2等，使環(huán)境污染，特別是在某些工業(yè)部門可能產(chǎn)生易燃、易爆、有毒的氣體，如果泄漏到大氣中，不但產(chǎn)生污染，還可能引起嚴重的后果，因此必須對各種有害氣體進行檢測和監(jiān)控。 ZnO壓敏陶瓷已成為家用電器、工業(yè)電子設(shè)備、通訊、汽車以及電力設(shè)備的過電壓保護、穩(wěn)壓和浪涌電壓吸收的重要元件。 隨著半導(dǎo)體集成電弧了計算機的大規(guī)模應(yīng)用，對電源系統(tǒng)的要求越來越高，因為半導(dǎo)體器件往往對過電壓的承受能力極為脆弱，壓敏陶瓷為解決這方面的問題提供了有力的手段。 （ 2）壓敏陶瓷 這種陶瓷的電阻值隨電壓呈現(xiàn)非線性的變化，在低壓下，電阻值高，因此流過的電流很小，但當電壓高于某一定值后，電阻值迅速下降，流過的電流迅速增大。與熱電偶、金屬熱電阻相比 ,它具有價格低廉、感溫范圍寬的優(yōu)點 。高溫 NTCR 傳感器則可用于汽車等發(fā)動機排氣檢測、工業(yè)過程控制、電熱炊具、煤氣系統(tǒng)、空調(diào)、暖氣中心、賓館與住宅防火報警系統(tǒng) ,以及復(fù)印機、打印機等辦公自動化設(shè)施。 PTC熱敏陶瓷典型特點： 可靠性、安全性高 發(fā)熱量容易調(diào)節(jié) 對電源穩(wěn)定性要求不高 發(fā)熱量隨環(huán)境溫度變化可自動調(diào)節(jié) 響應(yīng)時間快 PTC熱敏陶瓷的電阻 溫度特性示意圖 NTC熱敏陶瓷的電阻 溫度特性示意圖 利用 PTC熱敏陶瓷發(fā)熱片電阻特性，可以設(shè)計應(yīng)用在直發(fā)器、發(fā)夾、陶瓷燙發(fā)板、卷發(fā)器、負離子燙發(fā)器、按摩器、驅(qū)蚊器 、加香器熱熔膠槍、洗腳盆加熱、過膠機、保溫杯、開水器、咖啡加熱器、冷熱飲水機、熱奶器、熱水器、電熱蚊藥驅(qū)蚊器、暖手器、干燥器、電熱板、電燙斗、電烙鐵、暖風機、烘房、電暖器、冷暖空調(diào)、干鞋器、暖腳板、理療器、紅外線加熱、干衣機、摩托車化油器、電熱加濕器、電器儀表防潮加熱、電子保溫瓶、保溫盤、保溫柜、熱療儀、熔蠟器、蒸汽發(fā)生器、巧克力擠出器、電烙鐵、針灸、按摩器、液化氣瓶加熱、小型溫風取暖器、電吹風、干衣柜、干衣機、工業(yè)烘干設(shè)備、電力除塵灰斗加熱器、火車機車電暖、模具加熱、控制柜加熱防潮、監(jiān)視器防潮、輸液寶、醫(yī)療設(shè)備、家用電器、日用電器、小家電 ......等等。大部分 NTC和部分 PTC 可用作傳感器感知溫度的“探頭” ,即感溫元件 。 （ 1）熱敏陶瓷 熱敏陶瓷是對溫度變化敏感的陶瓷材料，可以分為熱敏電阻、熱敏電容和熱釋電陶瓷等。 半導(dǎo)體陶瓷具有一個十分顯著的特點，就是其導(dǎo)電性質(zhì)對外界條件十分敏感，例如電壓、溫度、濕度、氣氛等。陶瓷基復(fù)合材料作為固體發(fā)動機的熱結(jié)構(gòu)連接件 , 已進行過發(fā)動機地面熱試車。 陶瓷基復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫強度 , 是制作固體發(fā)動機 C/C 噴管和燃燒室殼體之間的熱結(jié)構(gòu)連接件的理想材料 , 此外 , 還可用作出口錐和延伸錐的一些部件 (如噴管背壁防熱 絕熱系統(tǒng)等 )。我國是繼法國和美國之后第三個掌握此技術(shù)的國家。 該項目突破了材料制造工藝一系列制約實現(xiàn)工程化的國際性難題，獲得了 10項國家發(fā)明專利，建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本、高性能材料，并成功經(jīng)受了 1100多批次的考核。 由中南大學(xué)黃伯云院士等完成的 “ 高性能炭 /炭航空制動材料的制備技術(shù) ” 獲得 2022年國家技術(shù)發(fā)明一等獎。 新型陶瓷瓦已在 2022年 6月中旬俄羅斯發(fā)射的聯(lián)盟號飛船火箭上首次使用，取得理想的效果。它采用一種新的制造工藝，使生產(chǎn)的碳纖維增強碳化硅陶瓷瓦可以反復(fù)經(jīng)受1700℃ 的高溫，并具有很強的抗沖擊性和耐化學(xué)性。 8月 9日，在“鬼門關(guān)”上走了一回的發(fā)現(xiàn)號安全著陸。 2022年 7月 26日，發(fā)現(xiàn)號航天飛機幾經(jīng)推遲后終于發(fā)射升空，卻不幸又在隔熱瓦上出了問題。航天飛機返回大氣層時，由于隔熱瓦被破壞，導(dǎo)致了機翼溫度的顯著上升，由于機翼加固螺栓所用的鋁材料無法耐高溫，再加上長期存在的腐蝕問題，最終致使機翼不堪高溫而解體，并引發(fā)機體爆炸。 2022年 2月哥倫比亞號航天飛機失事，機組的 7名成員全部喪生。 這張照片是奮進號軌道器成員用吊桿上的攝像頭拍下的，顯示的是奮進號隔熱瓦受損的情形。然而它在連接和受力等方面卻存在著天生的弱點。為保證航天飛機的安全，隔熱瓦必須定期進行維護和更換。 由于隔熱瓦的技術(shù)要求相當?shù)木_的工藝，因此每塊隔熱瓦造價達 2022美元。 為增加隔熱瓦在高溫下的熱輻射，在隔熱瓦上覆蓋了一層黑色的含硼硅破鹽，同時，為使其能在低溫下反射陽光，又在其表面覆蓋了一層白色陶瓷。 在航天飛機的外表面披掛著數(shù)萬快隔熱瓦，它們是用陶瓷復(fù)合材料做成的，正是采用了這樣的措施才能保證航天飛機在空間多次往返。 神舟飛船采用的大底耐燒蝕防熱材料是一種硅橡膠基防熱復(fù)合材料，較聯(lián)盟號防熱大底輕，結(jié)構(gòu)比“雙子星座號”飛船的防熱大底簡單。 飛船返回艙再入大氣層時，大頭朝下再入，整個防熱大底均處于迎風面上，熱流密度高、氣流沖刷嚴重，氣動外壓的作用也很顯著。 步兵戰(zhàn)車用效率高、熱損耗較小的絕熱陶瓷發(fā)動機可降低坦克的紅外輻射，使其不易被紅外探測器發(fā)現(xiàn)并被紅外制導(dǎo)武器所摧毀，起到良好的隱身效果，提高了生存率。陶瓷制動器采用 6活塞的制動卡鉗，在活塞與制動片之間，裝有陶瓷隔熱體，用以防止制動時產(chǎn)生的高熱傳人液壓組件和制動液，這套剎車系統(tǒng)更可以在 800℃ 高溫下正常工作。 美國和許多歐洲國家都在采取措施，盡早將陶瓷氣門投入大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)。 據(jù)德國 Hoechst公司在兩種發(fā)動機上進行 10萬千米道路實驗結(jié)果表明，裝有全套氮化硅陶瓷進、排氣門的汽車，可以節(jié)約燃料 5%~10%。 日本鋼管公司為提高船用柴油機的耐久性和可靠性，從 20世紀 80年代就開始研制陶瓷排氣門，目標是實現(xiàn)氣門錐面陶瓷化，排氣門錐面噴涂陶瓷使抗漏氣性得到很大的改善。 (5) 耐磨性好 氣門、氣門座在高變沖擊負荷作用下 ,會引起反復(fù)變形 ,由于它們的變形情況不一樣 ,致使氣門在落座時與氣門座之間會產(chǎn)生相對滑動而發(fā)生磨損、下陷及閥盤與閥座的不密貼，過大的磨損使氣門桿在導(dǎo)管內(nèi)擺動量變大 ,引發(fā)漏氣、漏油和積碳。 (3) 表面硬度高 在高溫條件下 ,一般金屬材料的耐腐蝕、耐磨損等機械性能明顯下降 ,只有具備較高的硬度才能減少氣門的擊穿、穴蝕、燒損等。 對發(fā)動機氣門材料的性能要求： (1) 耐高溫 氣門的工作條件十分惡劣 ，直接與高溫燃氣相接觸，當柴油機全負荷工作時，排氣門的最高溫度可達 600～ 800 ℃ 。 氣門是保證柴油機工作可靠性和耐久性的重要零件之一。 現(xiàn)美國、日本均已大規(guī)模生產(chǎn)。 金屬挺柱裝配上用耐磨性能優(yōu)越的氮化硅陶瓷制作的圓片和滾輪后，壽命呈數(shù)量級的提高。 ? 在與冷激鑄鐵凸輪軸對磨過程中 , 不僅本身的磨損低且冷激鑄鐵凸輪軸磨損也最小。 陶瓷搖臂鑲塊 Si3N4 陶瓷鑲塊材料特點 (1) 耐磨損 ? Si3N4陶瓷中的 Si 和 N之間具有很強的共價鍵 , 因此在滑動的界面上電子難以向配對材料移動 , 具有良好的抗粘著磨損性能。柴油機和汽油機均可使用，已投入商業(yè)生產(chǎn)。 搖臂材料發(fā)展過程 目前我國還處在第 1代 — 鍍鉻搖臂階段 , 搖臂性能不理想 , 且工藝復(fù)雜 , 鍍層易脫落 , 壽命較短。 對于搖臂 , 要解決的主要問題一是耐磨損 , 二是重量。這些零件主要包括陶瓷搖臂觸頭、陶瓷氣門挺柱、陶瓷氣門等。 日本大約有 1/4采用增壓技術(shù)的轎車都已裝上了陶瓷渦輪轉(zhuǎn)子，美國則主要用于重載卡車柴油機。以 Si3N4代替 Ni基耐熱合金制造 渦輪轉(zhuǎn)子，可使轉(zhuǎn)子單體慣性矩減小，旋轉(zhuǎn)體慣性矩減少。