[其他]一种湿度敏感多孔陶瓷材料

说明书

一种湿度敏感多孔陶瓷材料，此材料是以ＺｎＣｒ_２Ｏ_４－－ＬｉＺｎＶＯ_４为主要成份，掺入Ｙ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２共同组成的烧结体。用该材料可制成陶瓷湿敏元件，所制成的陶瓷湿敏元件具有体积小，测湿量程宽，响应快，温度系数小，电阻值适中，测量精度高，抗老化性能好，不用热清洗，能长期使用等优点。可作为纺织，气象，仓库，食品加工，建材，空调系统等的湿度测量与控制元件。

本发明是一种阻值随相对湿度变化而变化的电阻式湿敏元件。此元件可用于测量物理系统的相对湿度，其一种电子传感器。

目前电阻式湿敏元件使用的感湿体主要是：（1）氯化锂;（2）Fe₃O₄厚膜型;（3）MgCr₂O₄-TiO₂，TiO₂-V₂O₃，Ca₁₀（PO₄）_5〉·（OH）₂等烧结体。氯化锂湿敏元件的湿阻特性呈直线变化，灵敏度也较高，但其抗污染能力差，响应时间长，体积大，寿命短，不能在高温下工作。MgCr₂O₄-TiO₂陶瓷湿敏元件，具有测量范围宽，响应时间短，能在高温下工作的优点，但是容易老化，需要定时热清洗，因此不能在闭环控制系统中长时间的使用，并且低湿时的电阻值很高（10⁷～10⁸Ω这给二次仪表使用带来困难。为了解决上述湿敏元件存在的问题，日本东芝公司研制出了H104型及H104C型湿敏元件，其感湿体分别为：ZnCr₂O₄-LiZnVO₄，ZnCr₂O₄-V-Zn-Li-Cu-O，这种陶瓷湿敏元件的性能良好，并且已经商品化，居世界先进水平。但几个重要指标仍存在着明显的不足。

如：响应时间长：10→90%RH，90→10%RH

均为2分钟

测量精度差：±5%RH-±10%RH

温度系数较大：1%RH/℃

〔注：对比文件，东芝lt″I-（37卷1号）昭和57年及

东芝lt″I-（39卷8号）昭和59年〕

而本发明对比H104型陶瓷湿敏元件在性能方面有很大的改进。本发明的元件抗老化性能好，不用热清洗，能长期使用，响应时间短，温度系数小，测量精度高。

其主要性能指标为：

响应时间：50～90%RH 20秒

90～50%RH 40秒

测量精度：≤4%RH

温度系数：0.3%RH/C°

湿-阻特性（负指数特性）：

10%RH-98%RH

3×10⁶Ω-3×10³Ω

本发明的湿敏元件的配比范围为：

ZnCr₂O₄ 40-98.8 mol%

LiZnVO₄ 10-0.1 mol%

Y₂O₃ 10-0.1 mol%

SnO₂ 40-1 mol%

它的制造工艺过程为：