传感器元件的主要材质有哪些?有什么注意事项?
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作者:SSRT
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发布时间 :2025-05-27
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传感器材料的选择是性能、成本与可靠性的平衡。从传统金属/陶瓷到新兴纳米材料,技术进步不断拓展传感器的应用边界。实际设计中需结合具体需求,参考材料特性数据表进行优化。
传感器元件的材料种类繁多,其选择取决于传感器的类型、功能和工作环境。以下是常见传感器元件所使用的材料分类及其典型应用:
1. 半导体材料
硅(Si)
锗(Ge)
化合物半导体(如GaAs、InSb)
2. 金属材料
贵金属(铂Pt、金Au)
镍(Ni)、铜(Cu)
合金(康铜、锰铜)
3. 陶瓷材料
氧化物陶瓷(Al₂O₃、ZrO₂)
压电陶瓷(PZT、石英)
应用:压力传感器、加速度计、超声波传感器。
特性:机械形变产生电信号(正/逆压电效应)。
4. 聚合物与弹性体
聚酰亚胺(PI)
PDMS(聚二甲基硅氧烷)
导电聚合物(如PEDOT:PSS)
5. 复合材料
6. 光学材料
二氧化硅(SiO₂)光纤
磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)
7. 敏感功能材料
热电材料(Bi₂Te₃、PbTe)
磁致伸缩材料(Terfenol-D)
气敏材料(SnO₂、WO₃)
8. 封装与保护材料
关键影响因素
工作环境:高温、腐蚀、湿度等条件决定材料耐候性需求。
信号类型:电学、光学、机械信号需匹配材料特性(如压电性、光敏性)。
成本与加工:硅基MEMS适合批量生产,而特种材料(如石墨烯)成本较高。