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四、传感器 所谓传感器，是指可接受外界信息 （刺激），如光、热、磁、压力、加速 度、湿度、环境气氛等，并能在体系内 变换为可处理信号的器件。 第30页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 主要种类：工业类用传感器和生物医学用传感器 环境友好型 工业用传感器分： ①生产技术用（工业生产所必需的环境、气 氛条件的监视、控制等）； ②生活保证用（工业生产中生活环境、气氛 条件的监视、控制等） 生物医学用传感器： ①医疗活动及医疗生活的支援； ②为保证及维持上述所需的环境、气氛等应 进行的监视、控制等 第31页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 在材料科学领域需要开发三种材料： ①舒适材料； ②前沿环境材料 ③环境协调材料 举例：热释电型红外线传感器，利用随温度变化材料表面产生电荷的现象（热释电效应），由红外线能量转变为热能，并以电荷（输出电压）的方式检出。可广泛用于非接触式温度计进行流动人群体温测量，检测人及动物的位置、动作及活动等 常用材料： LiTaO3、Pb1-xZrxTi1-x/4O3(PZT)·PbTiO3·Pb1-xLaxTi1-x/4O3(PLT) 第32页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 五、集成光学器件 1、集成光波导和光学器件 集成光学器件中用来传输光信号的基本元件是光波导，其基本形式由衬底、光的传输层以及反射层三层结构所组成。 第33页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 关于功能薄膜材料 第1页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 薄膜材料在现代科学技术中应用十分广泛，制备薄膜材料的技术发展也十分迅速。 制膜的方法----分为物理和化学两大类 具体方式上，又分干法，湿法和喷涂，而每种方式又可分为多种方法。 第2页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 薄膜材料的分类（按材质分） 1.金属薄膜材料（结构性，功能性） 2.无机、陶瓷薄膜材料（结构性，功能性） 3.有机、聚合物薄膜材料 4.半导体薄膜材料 第3页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 薄膜材料的分类（按功能分） 力功能薄膜材料 (超硬薄膜材料 超润滑薄膜材料) 磁功能薄膜材料 (高透磁率薄膜材料 巨磁阻薄膜材料) 光功能薄膜材料 (红外反射薄膜材料 隐身薄膜材料) 电功能薄膜材料 (超导薄膜材料) 第4页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 薄膜材料的应用 一、表面改性 二、耐磨及表面防护涂层 三、能量变换薄膜与器件 四、传感器 五、集成光学器件 六、磁记录薄膜和光存储薄膜 第5页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 一、表面改性 1、表面改性的定义 就是在保护块状材料固有特性的优点基 上，仅对表面进行加工处理使其产生新的物 理、化学特性以及所需要的功能的各种方 法，统称表面改性。 表面改性不仅可以提高经济效益，而且 对于节省资源、能源、开发材料新功能，提 高可靠性，实现轻薄短小化等都具有十分重 要的意义。 第6页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 2、表面改性的手段 （1）表面处理技术（形成表面改性层） 通过物理的或化学的手段，在物质表面层中引入反应成分，形成混合相或合成相，从而产生新的功能和材料特性。 （2）膜沉积技术（形成复合多层膜） 在基体材料表面析出或沉积有别于基体材料的膜层，从而显示新的功能和材料特性。 第7页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 3、用于表面改性的主要方法 3.1 用于表面改性的处理技术 离子注入、等离子体表面处理、激光表面 处理 3.2 利于薄膜沉积的技术 PVD法、CVD法 第8页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 二、耐磨及表面防护涂层 1、硬质涂层 主要用途：各种切削刀具、模具、工具和摩擦零件，比如TiN和TiC涂层。 主要组成：基底（合金）+涂层（陶瓷） 主要制备方法：CVD和PVD（蒸发、溅射、离子镀） 第9页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 切削刀具、模具 第10页，共47页，2022年，5月20日，12点25分，星期四 以Ti