电气压力测量

量子隧穿复合材料是如何工作的?

介绍

首先于1996年生产,量子隧穿复合材料(QTC)是由微米尺寸颗粒导电填料颗粒制成的复合材料,与非导电弹性体粘合剂,通常是硅橡胶。结合这些原料的独特方法导致复合材料,该复合材料与任何其他导电材料相比时表现出显着不同的电性能。因此,它是一种柔性聚合物,其表现出非凡的电性质,如图所示。QTC通常以药丸或薄片的形式。QTC丸只是微小的材料。片材由一层QTC,一层导电材料和塑料绝缘体的第三层组成。QTC纸张在高低电阻之间快速切换,QTC丸是压敏可变电阻的。

QTC用作压力传感器;在正常状态下,它是一个完美的绝缘体,但是当压缩时,它变成了或多或少的完美导体,并且能够通过非常高的电流。它利用量子隧道:没有压力,导电元件距离太远以进行电力;当施加压力时,它们移动更近,电子可以通过绝缘体隧道隧道。这种效果远远比经典(非量子)效应单独的效果更明显,因为经典电阻是线性的(比例到距离),而量子隧道是指数的,距离减小,允许阻力变化如图所示,压力和un压制状态高达1012。

应用程序

QTC有一种独特的能力,可以在放置时从电绝缘体平滑地转变为类金属导体
在压力下。在非应力状态下,QTC材料是一种近乎完美的绝缘体;在任何形式的变形下,材料开始导电,只要有足够的压力,就可以达到金属的导电性水平。如图所示,利用这种特性可以将压力或力转换为电信号。


QTC可以量身定制,以适应不同的力、压力或触摸传感应用——从感应轻羽或手指操作到重压力应用。上图显示了QTC材料的传感能力的各种应用实例。

QTC已应用于服装,制造“智能”、可触控膜控制面板,以控制服装内的电子设备,例如mp3播放器或移动电话。这使得设备可以在不脱掉衣服层或打开扣件的情况下操作,并使标准设备在极端天气或环境条件下可用,如北极/南极探险或宇航服。然而,最终,由于QTC的低成本,这项技术将被普通用户使用

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