一种用于传感器的热敏材料制造技术

本案公开了一种用于传感器的热敏材料，它是含金属单质和金属化合物的混合物，该混合物的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，该混合物由以下重量份的材料组成：3～5重量份的锰；10～12重量份的氧化锰；3～5重量份的硅；3～5重量份的钴；3～5重量份的镍；6～8重量份的氧化钴；1～3重量份的钛；10～12重量份的氧化镍；1～3重量份的钪；3～5重量份的碳化硅；5～7重量份的钐；3～5重量份的碳化钛。本案提出了一种全新的用于热敏传感器探头的混合物材料，该材料的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，且它对温度的感测精度可以达到0.01℃；此外，该混合物材料性能稳定，不易老化，能耐受高温。

A thermosensitive material for sensors

In the case of a thermistor sensor, which is a mixture containing metal and metal compounds, the resistance of the mixture at 36 ~ 40 DEG C decreased linearly with temperature, the mixture is composed of the following parts by weight of material: 3 to 5 parts by weight of manganese; manganese oxide from 10 to 12 weight; 3 to 5 parts by weight of silicon; 3 to 5 parts by weight of cobalt; 3 to 5 parts by weight of nickel cobalt oxide; 6 to 8 parts by weight; 1 to 3 parts by weight of titanium nickel oxide; 10 to 12 parts by weight; 1 to 3 parts by weight of scandium; ~ 3 5 parts by weight of silicon carbide; 5 to 7 parts by weight of samarium titanium carbide; 3 to 5 parts by weight. In this case we put forward a new kind of material for a mixture of thermal sensor probe, the material resistance value at 36 ~ 40 DEG C linearly with temperature decrease, and its temperature sensing precision can reach 0.01 DEG C; in addition, the mixture material stable performance, not easy to aging, can withstand high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种用于传感器的热敏材料
本专利技术涉及一种热敏材料，尤其涉及一种用于传感器的热敏材料，特别涉及一种家庭监护系统中用于监测人体体温的传感器用的热敏电阻材料。
技术介绍
近年来，随着互联技术的飞速发展，一种用于家庭监护的系统装置开始崛起。这种家庭监护系统主要用于对家中老人或小孩进行远程监护，比如通过心电传感器可以监控老人的心跳、脉搏等信息；通过热感应传感器可以感知老人或小孩的体温，也可以控制家庭内的中央空调温度等。而若想要实现这一功能，就需要制造出性能优异的传感器，而对于传感器来说，其核心又是自身的感官材料。热敏材料是一种半导体敏感元件，它的发展已有一段时间，其中热敏电阻材料应用最广。按照温度系数来分，热敏电阻材料分为正温度系数热敏电阻(PTC)、负温度系数热敏电阻(NTC)和临界温度热敏电阻(CTR)。热敏电阻的研究和应用开发已取得了引人注目的成果。随着高、精、尖科技的应用，对热敏电阻的导电机理和应用的更深层次的探索，以及对性能优良的新材料的深入研究，将会取得迅速发展。但遗憾的是，在现有技术中，尚未出现针对家庭监护系统开发的热敏电阻材料，尤其是在人体体温范围，即36～40℃范围内，且精度达到0.01℃的热敏材料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提出一种用于传感器的热敏材料，它的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，且它对温度的感测精度可以达到0.01℃。本专利技术的技术方案概述如下：一种含金属单质和金属化合物的混合物，该混合物的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，该混合物由以下重量份的材料组成：优选的是，所述的含金属单质和金属化合物的混合物，所述混合物还包括6～8重量份的钇和1～3重量份的铕。优选的是，所述的含金属单质和金属化合物的混合物，所述混合物还包括3～5重量份的氧化镱和3～5重量份的氧化镧。优选的是，所述的含金属单质和金属化合物的混合物，所用金属单质和金属化合物的粒径为30～40nm。优选的是，所述的含金属单质和金属化合物的混合物，所述钇、铕、氧化镱和氧化镧的粒径为30～40nm。本专利技术的有益效果是：本案提出了一种全新的用于热敏传感器探头的混合物材料，该材料的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，且它对温度的感测精度可以达到0.01℃；此外，该混合物材料性能稳定，不易老化，能耐受高温，成本低廉，制造工艺简单。附图说明图1为实施例1～3所测电阻值与温度的线性拟合图。图2为实施例4～6所测电阻值与温度的线性拟合图。图3为实施例7～9所测电阻值与温度的线性拟合图。图4为实施例7、10和11所测电阻值与温度的线性拟合图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本案涉及一种含金属单质和金属化合物的混合物，它是一种热敏材料，用作热敏传感器探头，它的电阻值可随温度改变而改变。特别的是，该混合物的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，而该温度最接近人体体温，因此该混合物是制作用于人体体温测控的传感器探头的最佳选择。该混合物由以下重量份的材料组成：该混合物的制备方法是：按上述比例，分别称取相应重量的各金属单质及金属化合物，分别将这些添加材料研磨是粒径在30～40nm之间，随后将这些添加物混合后，在氮气氛围下300℃下预加热1小时，随后在氮气氛围下500℃下灼烧2小时，随后自然冷却至室温；将得到的烧结物研磨只粒径为30～40nm；用去离子水洗涤2次后，烘干，随后在氮气氛围下800℃下灼烧1小时，随后自然冷却至室温，将所得烧结物研磨只粒径在30～40nm之间，用去离子水洗涤3次，烘干，得到混合物。下面列出一些含不同配比的实施例：电阻值的测量方法是：将每个实施例得到的混合物压缩成相同大小的长方条，该长方条的长×宽×高＝1cm×3mm×3mm，电阻测试仪的型号是：美丰电子公司生产的MF2516型电阻测试仪，将该电阻测试仪的两个测试笔分别放在长方条的宽×高的面中心处，待电阻测试仪读数稳定后，记录下读数。电阻的测量是在温控精度至少为0.1℃的恒温箱里进行的。(若不做特别说明，本案所有电阻值数据均是在此条件下测得的。)以下是实施例1～3在不同温度下的电阻值:室温/℃实施例1/Ω实施例2/Ω实施例3/Ω36910.0211.436.58.849.8811.27378.719.7511.1537.58.559.5911.03388.419.4510.8838.58.249.3210.76398.19.1910.639.57.969.0410.51407.88.910.4图1为上述数据的线性拟合图。若该混合物的配方里加入6～8重量份的钇和1～3重量份的铕，则可达到更好的效果。下面列出一些含不同配比的实施例：以下是实施例4～6在不同温度下的电阻值:图2为上述数据的线性拟合图。更优选的是在上述混合物的配方基础上还可加入3～5重量份的氧化镱和3～5重量份的氧化镧。下面列出一些含不同配比的实施例：实施例7实施例8实施例9锰3重量份4重量份5重量份硅3重量份4重量份5重量份镍3重量份4重量份5重量份钛1重量份2重量份3重量份钪1重量份2重量份3重量份钐5重量份6重量份7重量份氧化锰10重量份11重量份12重量份钴3重量份4重量份5重量份氧化钴6重量份7重量份8重量份氧化镍10重量份11重量份12重量份碳化硅3重量份4重量份5重量份碳化钛3重量份4重量份5重量份钇6重量份7重量份8重量份铕1重量份2重量份3重量份氧化镱3重量份4重量份5重量份氧化镧3重量份4重量份5重量份以下是实施例7～9在不同温度下的电阻值:图3为上述数据的线性拟合图。由图1～3可知，上述实施例1～9的实验数据,经Origin8软件进行线性拟合后,实施例1～9的线性拟合指数分别为:实施例1的R1＝0.9982；实施例2的R2＝0.9980；实施例3的R3＝0.9990；实施例4的R4＝0.9991；实施例5的R5＝0.9996；实施例6的R6＝0.9991；实施例7的R7＝0.9999；实施例8的R8＝0.9998；实施例9的R9＝0.9998。(直线的线性拟合指数为1)综上可知，实施例7～9所测得的数据最接近线性分布。实施例1～9中所用金属单质和金属化合物的粒径应被限制在30～40nm之间，若低于或超过该范围，则其测得的线性拟合指数R值将降低，即该材料随温度升高而不呈线性降低。本案以实施例7的配比为例，在制备时分别将所有材料研磨为20～29nm(实施例10)和41～50nm(实施例11)来测试：由图4可知，实施例10的线性拟合指数明显下降，R10＝0.991；实施例11的线性拟合指数也明显下降，R11＝0.988。将实施例1～9分别在40℃下置于紫外灯下照射500小时，实施例1～9无老化现象，照射后所得电阻值与照射前一致。将实施例1～9分别置于500℃下烘烤100小时，取出自然冷却后，无碳化、硬化和老化现象，烘烤后所测电阻值与烘烤前一致。尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含金属单质和金属化合物的混合物，该混合物的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，该混合物由以下重量份的材料组成：

【技术特征摘要】
1.一种含金属单质和金属化合物的混合物，该混合物的电阻值在36～40℃内随温度升高呈线性降低，该混合物由以下重量份的材料组成：2.根据权利要求1所述的含金属单质和金属化合物的混合物，其特征在于，所述混合物还包括6～8重量份的钇和1～3重量份的铕。3.根据权利要求2所述的含金属单质和金属化合物的混合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿欢欢，
申请(专利权)人：苏州楚博生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32