+86-13911076416
全国咨询热线:

以质为本  以特取胜
Science and technology outstanding fine choice
精密测控​     ​     精益求精​     ​     诚信立足
通知:
  • Xsens 新品发布:新一代高性能 低SWaP-C惯性传感器模块
  • DP86-001D不锈钢差压传感器为什么适合石油化工应用?
  • 霍尼韦尔 SNG-S 系列轮速传感器:赋能现代钻机高效可靠运行
  • HGUIDE O360惯性/GNSS导航仪@霍尼韦尔
  • 传感器元件的主要材质有哪些?有什么注意事项?
新闻资讯
news center
传感器元件的主要材质有哪些?有什么注意事项?
来源:https://www.ssrt.com.cn | 作者:SSRT | 发布时间 :2025-05-27 | 62 次浏览: | 分享到:
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)

    • 应用:MEMS(微机电系统)传感器、压力传感器、加速度计、光电传感器。

    • 特性:高纯度单晶硅具有优异的压阻效应和光敏性,适合微加工。

  • 锗(Ge)

    • 应用:红外传感器、热敏电阻(部分早期型号)。

  • 化合物半导体(如GaAs、InSb)

    • 应用:高频传感器、红外探测器、光电器件。


2. 金属材料

  • 贵金属(铂Pt、金Au)

    • 应用:铂用于高温电阻温度传感器(RTD);金用于电极和抗腐蚀触点。

    • 特性:稳定性高、耐氧化。

  • 镍(Ni)、铜(Cu)

    • 应用:热敏电阻(NTC/PTC)、应变片、电磁传感器线圈。

  • 合金(康铜、锰铜)

    • 应用:精密电阻应变片,用于测量微小形变。


3. 陶瓷材料

  • 氧化物陶瓷(Al₂O₃、ZrO₂)

    • 应用:氧传感器(如汽车尾气中的ZrO₂氧敏元件)、高温压力传感器基板。

    • 特性:耐高温、绝缘性好。

  • 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)

    • 应用:柔性传感器基板、耐高温绝缘层。

  • PDMS(聚二甲基硅氧烷)

    • 应用:可穿戴传感器的柔性基底、微流控芯片。

  • 导电聚合物(如PEDOT:PSS)

    • 应用:生物传感器、柔性电极,具有可拉伸性。


5. 复合材料

  • 碳纤维增强材料

    • 应用:应变传感器、结构健康监测,轻量且高强度。

  • 纳米材料(石墨烯、碳纳米管)

    • 应用:气体传感器、高灵敏度应变传感器,超高比表面积和导电性。


6. 光学材料

  • 二氧化硅(SiO₂)光纤

    • 应用:光纤传感器(温度、应力、化学物质检测)。

  • 磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)

    • 应用:光电二极管、激光传感器,用于光信号转换。


7. 敏感功能材料

  • 热电材料(Bi₂Te₃、PbTe)

    • 应用:热电偶、红外热像仪,利用塞贝克效应测温。

  • 磁致伸缩材料(Terfenol-D)

    • 应用:磁场传感器、声呐换能器。

  • 气敏材料(SnO₂、WO₃)

    • 应用:气体传感器(检测CO、NOx等),表面吸附气体改变电阻。


8. 封装与保护材料

  • 环氧树脂

    • 应用:封装保护电路,防潮防震(需注意酒精清洁的影响)。

  • 硅胶

    • 应用:防水密封、生物兼容性封装(如医疗传感器)。

  • 陶瓷或金属外壳

    • 应用:高温、高压环境的传感器防护(如汽车氧传感器)。

图片


关键影响因素

  1. 工作环境:高温、腐蚀、湿度等条件决定材料耐候性需求。

  2. 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)。

  3. 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。