有“智能”的陶瓷

很多读者都有使用电饭锅的经验，它可以算得上一台“自动”电器。把米洗净加水放进锅里，按下开关，它就自动加热；饭煮熟了，它就自动停止加热。不用人去关开关或者拔插头，也不会把饭煮。

其实电饭锅结构简单，除了电加热装置外，它只用一块陶瓷来控制加热，

并没有复杂的测温控温系统，更没有电脑，所以这块陶瓷也可称为“智能” 陶瓷。

那么，这块陶瓷是怎样看管电饭锅的呢？其实，它只是一块掺了杂质的钛酸钡陶瓷。这种陶瓷的导电性随温度而改变，在 120℃（称为钛酸钡的居里点）以下时，电阻较小，能传导电流，当温度上升到 120℃左右时，电阻率猛然上升几千倍甚至千万倍，基本上不导电了。所以也称热敏电阻。把热敏电阻串联到电热器电路中，放到饭锅下面，当米饭未熟、锅里有水时，饭锅温度一定不会超过水的沸点（100℃），热敏电阻值不大，有足够的电流供加热用。当水干以后，饭锅温度就会超过 100℃。当温度继续上升，到 120

℃时，热敏电阻变成绝缘体，电流就被自动切断，实现了自动控制。

如果你用电饭锅煮粥，那么它的自动控制就不灵了——即使饭熟了。它会继续加热下去，就需要你自己亲自照管它了。所以，所谓“智能”，不过是智能的人巧妙利用了它的导电特性罢了。

有的陶瓷的电阻可以随温度变化，也有的陶瓷的电阻随湿度、氧气、一氧化碳、二氧化碳等气体浓度变化，因而可以用来制造传感器，用来测量温度、湿度和各种气体浓度。陶瓷传感器不怕高温、不怕腐蚀性，性能稳定， 可靠性高，价格便宜，因而受到重视。前面讲到的水听器就是超声传感器的一种。超声传感器还被用来测量行驶的汽车与障碍物间的距离。重要的应用还有：

由氧化镍、氧化钴、氧化亚铁配制烧结而成的热敏陶瓷的电阻对温度非常敏感。当温度升高时，陶瓷的电阻值大幅度下降，测量陶瓷的电阻或者电路的电流就可以知道温度的变化，陶瓷传感器测量范围很宽，从液氦到钢水都可以准确测定，是应用最广的传感器之一。

在工农业生产、医疗、科学研究中经常要求对空气湿度进行测量和控制， 陶瓷传感器是最好的湿度测量工具。因为陶瓷在潮湿条件下化学性质高度稳定，其它物质往往在潮湿空气中容易氧化或发生腐蚀等化学变化。这些陶瓷的电阻随湿度变化而发生显著的改变，能够把湿度变成电讯号显示出来，所以也称为湿敏陶瓷或者湿敏电阻器。它们是元素周期表中称为过渡金属的氧化物，具有尖晶石的结构，例如钴锌尖晶石、五氧化二钒陶瓷等。

氧化锆、氧化钖、氧化钛等氧化物陶瓷的电阻值随氧气浓度变化，被用来制造氧敏器件，测量钢铁冶炼过程中氧的含量，内燃机排放废气中氧含量等。