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新型傳感器能在900℃高溫下工作
來源:中國科技網 發(fā)表于 2023/5/22

科技日報記者 劉霞


美國科學家開發(fā)出一種新型氮化鋁傳感器,并證實其可以在高達900℃的高溫下工作。相關研究被最新一期《先進功能材料》雜志選為封面文章。


新型壓電傳感器能在極端環(huán)境下工作。新型壓電傳感器能在極端環(huán)境下工作。

圖片來源:休斯頓大學官網


航空航天、能源、運輸和國防等關鍵行業(yè)需要能在極端環(huán)境下工作的傳感器,以測量和監(jiān)測多種因素,確保人身安全和機械系統(tǒng)的完整性。例如,在石油化工行業(yè),傳感器必須能在從沙漠高溫到近北極寒冷的氣候條件下監(jiān)測管道壓力;各種核反應堆在300℃—1000℃的溫度范圍內運行;而深層地熱井的溫度高達600℃。


休斯頓大學研究團隊之前開發(fā)出了III-N壓電傳感器,該傳感器由單晶氮化鎵薄膜制成,但在溫度高于350℃時,其靈敏度會降低。靈敏度的下降是由于帶隙(激發(fā)電子并提供導電性所需的最小能量)不夠寬。為此他們研制出一種氮化鋁傳感器,并證明其能在1000℃左右的高溫下工作,這是壓電傳感器中最高的工作溫度。


該新型傳感器除了能在高溫下工作外,還具有很好的柔韌性,未來可用于研制可穿戴傳感器,在個人醫(yī)療和精確傳感軟體機器人(15.400, -0.30, -1.91%)領域大顯身手。


研究團隊表示,雖然氮化鋁和氮化鎵都具有獨特而優(yōu)異的性能,適用于研制能在極端環(huán)境下工作的傳感器,但氮化鋁提供了更寬的帶隙和更高的溫度范圍。他們計劃在現(xiàn)實世界的惡劣條件下進一步測試新傳感器的性能,如在核電站測試其在高壓下的工作潛力。


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