湿敏陶瓷,是一类对气体、液体、固体中水分含量敏感,某一物理、化学性质例如电阻、电容、介电常数、磁通量等会随着环境湿度变化而产生规律性、可逆性、稳定性改变的功能陶瓷。
按照原理来划分,湿敏陶瓷包括电阻型湿敏陶瓷、电容型湿敏陶瓷、阻抗型湿敏陶瓷等类型,其中,电阻型湿敏陶瓷研究与应用最为广泛。电阻型湿敏陶瓷也称为湿敏半导体陶瓷,其电阻值会随着湿度的增大而增加或降低。
湿敏陶瓷产品种类多,主要包括氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钒(V2O5)、五氧化二钽(Ta2O5)、五氧化二铌(Nb2O5)、铬酸锌(ZnCr2O4)、SnO2-LiZnVO4、MgCr2O4-TiO2等。其中,MgCr2O4-TiO2湿敏陶瓷是典型的湿敏半导体陶瓷。MgCr2O4-TiO2湿敏陶瓷制备可以采用传统陶瓷烧结工艺,为多孔湿敏陶瓷,以MgCr2O4为主晶相,利用TiO2进行掺杂改性,具有灵敏度高、响应速度快的优点。
湿敏陶瓷可用来制造湿敏传感器,应用在湿度计、加湿机、除湿机等制造方面,进而应用于家电、汽车、医疗器械、仪器仪表、工业、农业、仓储、气象、环保等领域。例如在工业方面,湿敏陶瓷可以应用在窑炉、纺织、食品、半导体等领域,对粉体、木材、纤维、食品原料、集成电路等进行干燥。
空气湿度对生产生活影响大,湿度过高,会导致纤维、纸制品等损坏,烟草、食物等霉变,金属锈蚀,降低精密仪器灵敏度,湿度过低,会导致木材开裂,培养微生物死亡,因此湿敏传感器用途广泛且意义重要。预计2025-2030年,全球湿敏传感器市场规模年复合增长率为7.6%,湿敏陶瓷是湿敏传感器介质材料之一,在此背景下,其市场空间良好。
但湿敏陶瓷也存在不足之处。新思界
行业分析人士表示,由于通常为多孔陶瓷,湿敏陶瓷细孔易被灰尘、颗粒物堵塞,影响其测量精度,使用时需要经常清洗维护,同时也会导致其长期可靠性下降。因此,湿敏陶瓷研制技术还需不断进步。