[发明专利]热敏材料及其制备方法和热敏传感器

说明书

本发明提供了一种热敏材料及其制备方法和热敏传感器，将金属氧化物纳米颗粒和无机盐的混合溶液涂布后固化成膜，得到该热敏材料；其中，所述金属氧化物纳米颗粒包括ZnO、NiO、W₂O₃、Mo₂O₃、TiO₂、SnO、ZrO₂和Ta₂O₃中至少一种；所述无机盐包括碳酸氢盐和/或亚硫酸氢盐。本发明利用无机盐和金属氧化物纳米颗粒配制的混合液制备的热敏材料，当温度升高时，当热敏材料中的无机盐受热生成相应的气体，该气体会与热敏材料中的金属氧化物纳米颗粒的外表面的化合物发生反应，产生特定的物质，使得热敏材料的电阻显著升高，且该材料具有成本低、生产工艺简单、热敏效果好等优点。

技术领域

本发明涉及热敏材料和热敏传感器技术领域，具体而言，涉及一种热敏材料及其制备方法和热敏传感器。

背景技术

半导体热敏电阻是一种电阻值随温度变化而显著变化的电阻元件，大多由金属氧化物半导体材料制成，或由单晶半导体、玻璃和塑料制成。由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵活度高、稳定性好、可实现远程测量和控制等优点，所以广泛使用于测温、控温、温度补偿、报警等领域。

金属氧化物半导体热敏传感器所用的材料主要是一些过渡金属氧化物(如锰、钴、镍、铁、铜)，主要是利用过渡金属受热后金属氧化物半导体电阻的变化来探测温度。虽然利用过渡金属氧化物制备的热敏传感器用途比较广泛，但对于一些报警器或温度传感器而言，只需要对特定温度进行监测，低于特定温度时，传感器的灵敏度不高，起不到警示的作用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所提供的一种热敏材料的制备方法，利用无机盐和金属氧化物纳米颗粒配制的混合液制备的热敏材料，当温度升高时，当热敏材料中的无机盐受热生成相应的气体，该气体会与热敏材料中的金属氧化物纳米颗粒的外表面的官能团发生反应，产生特定的物质，使得热敏材料的电阻显著升高，且该材料具有成本低、生产工艺简单、热敏效果好等优点。

本发明所提供的一种热敏传感器，包括依次连接的阳极、空穴传输层、热敏层和阴极，所述热敏层由所述的热敏材料制备得到，具有成本低、热敏效果好等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种热敏材料的制备方法，包括以下步骤：

将金属氧化物纳米颗粒和无机盐的混合溶液涂布后固化成膜，得到所述热敏材料；

其中，所述金属氧化物纳米颗粒包括ZnO、NiO、W₂O₃、Mo₂O₃、TiO₂、SnO、ZrO₂和Ta₂O₃中至少一种；

所述无机盐包括碳酸氢盐和/或亚硫酸氢盐。

优选的，所述碳酸氢盐包括NaHCO₃、KHCO₃、RbHCO₃、Be(HCO₃)₂、Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂和Sr(HCO₃)₂中的至少一种。

优选的，所述亚硫酸氢盐包括NaHSO₃、KHSO₃、RbHSO₃、Be(HSO₃)₂、Ca(HSO₃)₂、Mg(HSO₃)₂和Sr(HSO₃)₂中的至少一种。