濕敏陶瓷,是一類對氣體、液體、固體中水分含量敏感,某一物理、化學性質例如電阻、電容、介電常數、磁通量等會隨著環境濕度變化而產生規律性、可逆性、穩定性改變的功能陶瓷。
按照原理來劃分,濕敏陶瓷包括電阻型濕敏陶瓷、電容型濕敏陶瓷、阻抗型濕敏陶瓷等類型,其中,電阻型濕敏陶瓷研究與應用最為廣泛。電阻型濕敏陶瓷也稱為濕敏半導體陶瓷,其電阻值會隨著濕度的增大而增加或降低。
濕敏陶瓷產品種類多,主要包括氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化二釩(V2O5)、五氧化二鉭(Ta2O5)、五氧化二鈮(Nb2O5)、鉻酸鋅(ZnCr2O4)、SnO2-LiZnVO4、MgCr2O4-TiO2等。其中,MgCr2O4-TiO2濕敏陶瓷是典型的濕敏半導體陶瓷。MgCr2O4-TiO2濕敏陶瓷制備可以采用傳統陶瓷燒結工藝,為多孔濕敏陶瓷,以MgCr2O4為主晶相,利用TiO2進行摻雜改性,具有靈敏度高、響應速度快的優點。
濕敏陶瓷可用來制造濕敏傳感器,應用在濕度計、加濕機、除濕機等制造方面,進而應用于家電、汽車、醫療器械、儀器儀表、工業、農業、倉儲、氣象、環保等領域。例如在工業方面,濕敏陶瓷可以應用在窯爐、紡織、食品、半導體等領域,對粉體、木材、纖維、食品原料、集成電路等進行干燥。
空氣濕度對生產生活影響大,濕度過高,會導致纖維、紙制品等損壞,煙草、食物等霉變,金屬銹蝕,降低精密儀器靈敏度,濕度過低,會導致木材開裂,培養微生物死亡,因此濕敏傳感器用途廣泛且意義重要。預計2025-2030年,全球濕敏傳感器市場規模年復合增長率為7.6%,濕敏陶瓷是濕敏傳感器介質材料之一,在此背景下,其市場空間良好。
但濕敏陶瓷也存在不足之處。新思界
行業分析人士表示,由于通常為多孔陶瓷,濕敏陶瓷細孔易被灰塵、顆粒物堵塞,影響其測量精度,使用時需要經常清洗維護,同時也會導致其長期可靠性下降。因此,濕敏陶瓷研制技術還需不斷進步。