功能性元件以及温度传感器的制作方法

文档序号:17438169发布日期:2019-04-17 04:24阅读:264来源:国知局
功能性元件以及温度传感器的制作方法

本发明涉及根据温度变化而物性发生变化的功能性元件以及温度传感器。

另外,本发明涉及根据温度变化、压力变化等而物性发生变化的传感器、根据温度变化而物性发生变化的温度传感器、以及根据压力变化而物性发生变化的压力传感器。



背景技术:

以往,为了测量发热部的温度,使用的是利用颜料的色调变化的示温涂料、利用塞贝克效应的热电偶这样的功能性元件。根据示温涂料,能够通过颜料的色调变化来测量对象物的温度。另外,根据热电偶,通过利用塞贝克效应进行电学测量,能够测量对象物的温度。这些技术在例如非专利文献1、2中公开。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:武内敏、《示温涂料的现状与未来》、色材协会杂志、一般社团法人色材协会、日本、1978年、第51卷、第6号、p.371-378非专利文献2:芝龟吉、上田政文、八木康男、《热电阻温度计》、应用物理、社团法人应用物理学会、日本、1977年、第46卷、第10号、p.1004-1009



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,能够进行高温测定的示温涂料一般价格昂贵。另外,热电偶中,根据测量温度范围需要使用铂、铑这样的贵金属,该情况下,热电偶变得价格昂贵。像这样,以往的使用示温涂料的温度计、使用包含贵金属的热电偶的温度计存在价格昂贵的第1课题。

近年来,本申请的发明人鉴于上述第1课题,提出了使用纳米粒子化的五氧化三钛根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件、和使用该功能性元件的廉价的温度传感器。

可是,一般的五氧化三钛在低温区域内显示β相五氧化三钛的晶体结构,在高温区域内显示λ相五氧化三钛的晶体结构,根据温度变化而反复这些晶体结构的变化。可是,近年来得知,对于纳米粒子化到规定粒径的五氧化三钛而言,在高温区域生成的λ相五氧化三钛的晶体结构在冷却后也维持λ相五氧化三钛的状态。此外,本申请的发明人在世界上首先发现,若将纳米粒子化到规定粒径的五氧化三钛加热到350℃以上,则变成二氧化钛(tio2)的结晶形态,在冷却后也维持二氧化钛的状态。

上述β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛各自的颜色、电导率等物性不同。因此,本申请的发明人提出了一种温度传感器,其将上述纳米粒子化的五氧化三钛用作作为温度传感器的主体的功能性元件,通过测定热历程后的功能性元件的颜色、电导率等,能够测定可取得其结晶形态的最高温度。该温度传感器为测定电导率的类型的情况下,在功能性元件上设置2个以上的电极。

将该温度传感器的第1例示于图15。图15所示的温度传感器100ba具有包含上述的纳米粒子化的五氧化三钛的功能性元件40b、和按照夹持该功能性元件40b的方式配置的2个电极70b、70b。功能性元件40b为例如纳米粒子化的五氧化三钛的压粉体。功能性元件40b的形状设为例如图16所示的功能性元件40ba那样的圆柱状、图17所示的功能性元件40bb那样的矩形板状。另外,电极70b为例如金属、导电性氧化物、导电性高分子、碳系材料等。

另外,图18为表示温度传感器的第2例的示意性截面图。图18所示的温度传感器100bb具有所述功能性元件40b、和在该功能性元件40b的同一表面上配置的2个电极70b、70b。

此外,将所述温度传感器的第3例示于图27。图27所示的温度传感器100ca具有基板150、和层叠于该基板150且包含上述的纳米粒子化的五氧化三钛的功能性元件40c。功能性元件40c为例如纳米粒子化的五氧化三钛的压粉体。功能性元件40c的形状设为例如图28所示的功能性元件40ca那样的圆柱状、图29所示的功能性元件40cb那样的矩形板状。

需要说明的是,图16所示的功能性元件40ba与图28所示的功能性元件40ca的五氧化三钛的纳米粒子的性状等可以相同也可以不同,因此用不同的符号表示。另外,图17所示的功能性元件40bb与图29所示的功能性元件40cb的五氧化三钛的纳米粒子的性状等可以相同也可以不同,因此用不同的符号表示。

另外,图30为表示温度传感器的第4例的示意性截面图。图30所示的温度传感器100cb具有基板150、层叠于该基板150的所述功能性元件40c、和在该功能性元件40c的同一表面上配置的2个电极70c、70c。电极70c为例如金属、导电性氧化物、导电性高分子、碳系材料等。

此外,图31为表示温度传感器的第5例的示意性截面图。图31所示的温度传感器100cc具有基板150、层叠于该基板150的所述功能性元件40c、在该功能性元件40c的表面上配置的电极70c、和在基板150与功能性元件40c的界面设置的电极70c。

然而,图15、图18所示的温度传感器100ba和100bb中使用的、包含五氧化三钛的功能性元件40b与包含金属等的电极70b通常在热膨胀系数上存在较大的差异。因此,在热膨胀大的环境下使用这些温度传感器的情况下,存在有可能功能性元件40b与电极70b剥离、向功能性元件40b、电极70b产生裂纹的第2课题。

另外,温度传感器100ca、100cb和100cc中使用的、基板150与包含五氧化三钛的功能性元件40c通常在热膨胀系数上存在较大差异。因此,在热膨胀大的环境下使用这些温度传感器的情况下,存在有可能发生基板150与功能性元件40c、电极70c的剥离、向功能性元件40c、电极70c的裂纹的产生等的第3课题。

本发明鉴于上述第1课题而完成。本发明的目的在于,提供根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件、以及使用该功能性元件的廉价的温度传感器。

另外,本发明鉴于上述第2课题而完成。本发明的目的在于,提供使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,防止功能性元件与电极发生剥离以及向功能性元件、电极发生裂纹的、廉价的温度传感器。

此外,本发明鉴于上述第3课题而完成。本发明的目的在于,提供使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,防止或抑制基板与功能性元件、电极发生剥离、以及向功能性元件、电极发生裂纹的、廉价的温度传感器、压力传感器等传感器。

用于解决问题的手段

为了解决上述第1课题,本发明的方案涉及的功能性元件包含功能性氧化钛。该功能性氧化钛具有(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒。该功能性氧化钛具有加热到350℃以上时β相五氧化三钛(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒的至少一部分变成二氧化钛(tio2)的晶粒的性质。

另外,本发明的方案涉及的温度传感器具备包含所述功能性元件且根据温度变化而物性发生变化的温度传感器主体。

为了解决上述第2课题,本发明的方案涉及的温度传感器具备所述功能性元件、在所述功能性元件的表面的至少一部分配置的电极、和介于所述功能性元件与所述电极之间来缓和所述功能性元件与所述电极之间产生的热应力的热应力缓和层。

为了解决上述第3课题,本发明的第1方案涉及的温度传感器具备基板、和层叠于所述基板的功能性元件,所述功能性元件包含功能性氧化钛,所述功能性氧化钛具有β相五氧化三钛(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒,具有加热到350℃以上时β相五氧化三钛(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒的至少一部分变成二氧化钛(tio2)的晶粒的性质,所述基板具有在该基板与所述功能性元件的层叠方向上的厚度小的薄膜状的基板薄膜部。

附图说明

图1为表示第1实施方式涉及的温度传感器和功能性元件的示意性立体图。

图2为表示第2实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。

图3的图3(a)为表示第3实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图3(b)为沿着图3(a)的c-c线的示意性截面图。

图4的图4(a)为表示第4实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图4(b)为沿着图4(a)的d-d线的示意性截面图。

图5的图5(a)为表示第5实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图5(b)为沿着图5(a)的e-e线的示意性截面图。

图6的图6(a)为表示第6实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图6(b)为沿着图6(a)的f-f线的示意性截面图。

图7的图7(a)为表示第7实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图7(b)为沿着图7(a)的g-g线的示意性截面图。

图8的图8(a)为表示第8实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图8(b)为沿着图8(a)的h-h线的示意性截面图。

图9为表示第9实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。

图10为表示第10实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。

图11为表示第11实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图12为表示第12实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图13为表示第13实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。

图14为表示x射线衍射分析结果的图。

图15为表示以往的温度传感器的一例的示意性截面图。

图16为表示功能性元件的一例的示意性立体图。

图17为表示功能性元件的另一例的示意性立体图。

图18为表示以往的温度传感器的另一例的示意性截面图。

图19为表示第14实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图20为表示第15实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图21为表示第16实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图22为表示第17实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图23为表示第18实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图24为表示第19实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图25为表示第20实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图26为表示第21实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图27为表示以往的温度传感器的一例的示意性截面图。

图28为表示功能性元件的一例的示意性立体图。

图29为表示功能性元件的另一例的示意性立体图。

图30为表示以往的温度传感器的另一例的示意性截面图。

图31为表示以往的温度传感器的再一例的示意性截面图。

图32为表示第22实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图33为表示第23实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

图34为表示第24实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。

具体实施方式

[第1温度传感器]

以下,对于本实施方式涉及的功能性元件和包含该功能性元件的温度传感器,参照附图进行说明。首先,对第1温度传感器进行说明。

[温度传感器]

(第1实施方式)

图1为表示第1实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图1所示的温度传感器1aa(1a)具备温度传感器主体10aa(10a)。需要说明的是,温度传感器1aa至少具备图1所示的温度传感器主体10aa即可,可以具备未图示的周边部件。另外,后述的第2~第13实施方式涉及的温度传感器1ab~1am也与第1实施方式涉及的温度传感器1aa同样具备温度传感器主体10ab~10am。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10aa是包含功能性元件40a且根据温度变化而物性发生变化的部件。图1所示的温度传感器主体10aa由功能性元件40aa(40a)构成,实质上不含功能性元件40aa以外的材质。需要说明的是,例如,后述的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中,温度传感器主体10a包含作为功能性元件40a以外的材质的母材30。

[功能性元件]

功能性元件40a是根据温度变化而物性发生变化的元件。具体来说,功能性元件40a是包含根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化随之物性发生变化的功能性氧化钛的元件。作为该根据温度变化而变化的物性,可以举出例如电导率和颜色中的1种以上。

对作为功能性元件40a的材质的功能性氧化钛进行说明。功能性氧化钛通常在450℃以下具有β相五氧化三钛(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒。并且,功能性氧化钛具有加热到350℃以上时β相五氧化三钛(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒的至少一部分变成二氧化钛(tio2)的晶粒的性质。

对功能性氧化钛进行具体说明。需要说明的是,以下的说明中,构成功能性氧化钛的晶粒作为没有190℃以上的加热历程的晶粒进行说明。功能性氧化钛从低温区域到高温区域可取β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛这3种形态。

具体来说,功能性氧化钛在低于190℃情况下通常仅具有β相五氧化三钛的晶粒。包含β相五氧化三钛的功能性氧化钛通常为β相五氧化三钛的晶粒的多晶体。另外,构成功能性氧化钛的多个β相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到190℃以上且低于350℃,则发生相变而成为λ相五氧化三钛的晶粒。

另外,构成功能性氧化钛的多个λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到350℃以上且450℃以下,则结晶的组成发生变化,成为二氧化钛的晶粒。

需要说明的是,构成功能性氧化钛的大量的λ相五氧化三钛的晶粒的全部变成二氧化钛的晶粒的温度大致为550℃以上。功能性氧化钛若被加热到550℃以上,则通常成为仅具有二氧化钛(tio2)的晶粒的功能性氧化钛。

功能性氧化钛如上所述,稳定的晶体结构根据温度区域而不同,具有若一旦加热则将加热时生成的晶粒的晶体结构冷却后也维持的性质。例如,若功能性氧化钛一旦加热至高温区域而在构成功能性氧化钛的晶粒中形成二氧化钛的晶粒,则即使将功能性氧化钛冷却至室温也维持生成的二氧化钛的组成。另外,包含功能性氧化钛的功能性元件40a通常在室温下操作,通常是测量在高温下放置时的最高温度这样的使用方法。因此,在以下的说明中,功能性氧化钛以没有190℃以上的加热历程而仅由β相五氧化三钛构成的形式进行说明。

如上所述,作为功能性元件40a的材质的功能性氧化钛在低于190℃情况下通常仅具有β相五氧化三钛的晶粒。具有该β相五氧化三钛的组成的功能性氧化钛包含具有作为功能性氧化钛的功能的最小单位为纳米粒子的晶粒。在此,作为功能性氧化钛的功能是指,功能性氧化钛在加热时生成与加热前不同的晶体结构的晶粒,且该晶体结构的晶粒在功能性氧化钛的冷却后也维持的功能。

具有β相五氧化三钛的组成的功能性氧化钛的晶粒的平均粒径(中值粒径)通常为1~1000nm,优选为5~50nm,更优选为10~20nm。若具有β相五氧化三钛的组成的功能性氧化钛的晶粒的平均粒径在上述范围内,则功能性氧化钛具有作为上述功能性氧化钛的功能。即,功能性氧化钛具有加热时生成与加热前不同的晶体结构的晶粒且该晶体结构的晶粒在功能性氧化钛的冷却后也维持的功能。因此,功能性氧化钛作为能够在冷却后得知加热历程的最高温度的温度传感器用是适宜的。需要说明的是,功能性氧化钛的晶粒的尺寸在功能性氧化钛的加热前后可以改变。

具有作为功能性氧化钛的功能的最小单位是平均粒径在上述范围内的晶粒。但是,由于纳米粒子的晶粒难以操作,因此作为功能性氧化钛,优选使用纳米粒子的晶粒的多晶体。该纳米粒子的晶粒的多晶体的形状没有特别限定,例如,可以使用粒状的多晶体。该粒状的晶粒的多晶体的大小例如平均粒径(中值粒径)通常为50nm~500μm,优选为1μm~50μm,更优选为3μm~8μm。若粒状的晶粒的多晶体的平均粒径(中值粒径)在上述范围内,则容易操作。

另外,该粒状的晶粒的多晶体等功能性氧化钛的晶粒的多晶体可以直接使用,也可以制成将晶粒的多晶体压紧的压粉体等晶粒的多晶体的成形体,或在母材30中包含。成形体可以是使用模具制作的成型体。本第1实施方式涉及的温度传感器1aa的温度传感器主体10aa的功能性元件40aa是由功能性氧化钛构成的成形体,具体来说,是将功能性氧化钛的晶粒的多晶体压紧的压粉体。

需要说明的是,认为构成功能性氧化钛的β相五氧化三钛的晶粒的大小即使通过加热从β相五氧化三钛相变为λ相五氧化三钛,实质上也不变化。因此,构成上述功能性氧化钛的β相五氧化三钛的晶粒的大小可以看作是构成功能性氧化钛的β相五氧化三钛和λ相五氧化三钛的晶粒的大小。

另一方面,包含晶粒不是纳米粒子的多晶体的五氧化三钛、五氧化三钛的单晶体等通常的五氧化三钛与功能性氧化钛不同,不具有在冷却后维持加热时生成的晶粒的晶体结构的性质。其理由推测是由于,对于通常的五氧化三钛而言,晶粒中的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛间的晶体结构的变化可逆且容易地进行。因此,通常的五氧化三钛不是作为能够在冷却后得知加热历程的最高温度的温度传感器用适宜的材料。

构成功能性氧化钛的多个β相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到190℃以上且低于350℃,则发生相变而成为λ相五氧化三钛的晶粒。需要说明的是,在190℃以上且低于350℃的温度区域内,构成功能性氧化钛的大量的晶粒从β相五氧化三钛向λ相五氧化三钛的相变的时机产生偏差。因此,功能性氧化钛若被加热到190℃以上且低于350℃,则通常成为主要具有λ相五氧化三钛的晶粒还同时具有β相五氧化三钛的晶粒的功能性氧化钛。

构成功能性氧化钛的多个λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到350℃以上且450℃以下,则结晶的组成发生变化,成为二氧化钛的晶粒。在此,二氧化钛(tio2)是包括金红石、锐钛矿和板钛矿的概念。需要说明的是,在350℃以上且450℃以下的温度区域内,构成功能性氧化钛的大量的晶粒从λ相五氧化三钛向二氧化钛的结晶组成的变化的时机产生偏差。因此,功能性氧化钛若被加热到350℃以上且450℃以下,则通常成为主要具有二氧化钛的晶粒还同时具有λ相五氧化三钛和β相五氧化三钛的晶粒的功能性氧化钛。

需要说明的是,功能性氧化钛主要具有λ相五氧化三钛的晶粒还同时具有β相五氧化三钛的晶粒的情况下,功能性氧化钛加热到350℃以上且450℃以下时,也在功能性氧化钛中生成二氧化钛的晶粒。具体来说,β相五氧化三钛的晶粒通过加热发生相变而成为λ相五氧化三钛的晶粒后,进而变成二氧化钛的晶粒。

如上所述,构成功能性氧化钛的大量的λ相五氧化三钛的晶粒全部变成二氧化钛的晶粒的温度大致为550℃以上。因此,功能性氧化钛的λ相五氧化三钛的晶粒若被加热到超过450℃且低于550℃,则原则上结晶组成发生变化基本变成二氧化钛的晶粒。但是,在超过450℃且低于550℃的温度区域内,构成功能性氧化钛的大量的晶粒从λ相五氧化三钛向二氧化钛的结晶组成的变化的时机产生偏差。因此,功能性氧化钛若被加热到超过450℃且低于550℃,则通常变成主要具有二氧化钛的晶粒还微量同时具有λ相五氧化三钛和β相五氧化三钛的晶粒的功能性氧化钛。

功能性氧化钛若被加热到550℃以上,则通常变成仅具有二氧化钛的晶粒的功能性氧化钛。功能性氧化钛若被加热到550℃以上,则λ相五氧化三钛、β相五氧化三钛的晶粒实质上消失。

功能性氧化钛如上所述在低于190℃、190℃以上且低于350℃、以及350℃以上且450℃以下的温度区域内,可具有β相五氧化三钛的晶粒和λ相五氧化三钛的晶粒中的1种以上的晶粒。另一方面,功能性氧化钛在超过450℃且低于550℃的温度区域内,β相五氧化三钛和λ相五氧化三钛的晶粒实质上不存在。因此,功能性氧化钛实质上在450℃以下可以具有β相五氧化三钛的晶粒和λ相五氧化三钛的晶粒中的1种以上的晶粒。

[功能性元件的一般作用]

对于构成功能性元件40a的功能性氧化钛而言,通过功能性氧化钛的加热而构成功能性氧化钛的晶粒的晶体结构发生变化时,该变化后的晶粒的晶体结构在功能性氧化钛的冷却后也维持。

例如,室温的功能性氧化钛被加热到190℃以上且低于350℃的情况下,构成功能性氧化钛的多个晶粒的至少一部分在加热时从β相五氧化三钛变成λ相五氧化三钛。并且,该加热时生成的λ相五氧化三钛的晶粒在功能性氧化钛冷却至室温后,也在功能性氧化钛中维持λ相五氧化三钛的晶粒的状态。

另外,室温的功能性氧化钛被加热到350℃以上且450℃以下的情况下,构成功能性氧化钛的多个晶粒的至少一部分在加热时从λ相五氧化三钛、β相五氧化三钛变成二氧化钛。需要说明的是,β相五氧化三钛的晶粒发生相变而成为λ相五氧化三钛的晶粒后,变成二氧化钛。该加热时生成的二氧化钛的晶粒在功能性氧化钛冷却至室温后,也在功能性氧化钛中维持二氧化钛的晶粒的状态。

此外,室温的功能性氧化钛被加热到超过450℃且低于550℃的情况下,构成功能性氧化钛的多个晶粒大量变成二氧化钛的晶粒。该加热时生成的二氧化钛的晶粒在功能性氧化钛冷却至室温后,也在功能性氧化钛中维持二氧化钛的晶粒的状态。

另外,室温的功能性氧化钛被加热到550℃以上的情况下,构成功能性氧化钛的多个晶粒的实质上全部变成二氧化钛的晶粒。该加热时生成的二氧化钛的晶粒在功能性氧化钛冷却至室温后,也在功能性氧化钛中维持二氧化钛的晶粒的状态。

上述的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛的物性不同。例如,若着眼于颜色作为物性,则存在β相五氧化三钛为红色、λ相五氧化三钛为蓝色、以及二氧化钛为白色这样的颜色的差异。因此,若功能性元件40a的颜色为红色、蓝色或白色,则可知功能性元件40分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域的温度。因此,可以使用功能性元件40a作为温度传感器。颜色的评价可以通过目视或功能性元件40a的吸收光谱来进行。

另外,若着眼于电导率作为物性,则β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛电导率分别不同。例如,β相五氧化三钛具有与很多半导体同样的范围内的电导率,λ相五氧化三钛具有与很多金属同样的范围内的电导率。并且,二氧化钛具有与很多绝缘体同样的范围内的电导率。这些电导率的差异在功能性氧化钛冷却至室温后也维持。因此,通过功能性元件40a的电导率的测定,可知功能性元件40a分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域内的温度。因此,可以使用功能性元件40a作为温度传感器。

需要说明的是,功能性氧化钛的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛的晶体结构的变化实质上不受功能性氧化钛的所使用的气氛的影响。例如,包含功能性氧化钛的功能性元件40a可以在空气、氧气氛、氮气氛等气氛中使用。

[功能性元件的具体作用]

功能性元件40a与成形体、粒状物等形态无关,体现上述的“功能性元件的一般作用”的作用。以下,对将功能性元件用于第1实施方式涉及的温度传感器1aa时的功能性元件的具体作用进行说明。

图1中所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的温度传感器主体10aa中使用的功能性元件40aa包含功能性氧化钛的晶粒的多晶体的压粉体。该功能性元件40aa例如通过将功能性氧化钛的晶粒的多晶体的粉体、粒状物压缩成圆柱状来制作。

该功能性元件40aa的作用与上述的功能性元件的一般作用相同。例如,若着眼于颜色作为物性,则存在β相五氧化三钛为红色、λ相五氧化三钛为蓝色、以及二氧化钛为白色这样的颜色的差异。因此,若功能性元件40aa的颜色为红色、蓝色、或白色,则可知功能性元件40aa分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域的温度。因此,可以使用功能性元件40aa作为温度传感器。

另外,若着眼于电导率作为物性,则β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛分别电导率不同。因此,通过功能性元件40aa的电导率的测定,可知功能性元件40aa分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域内的温度。因此,可以使用功能性元件40aa作为温度传感器。

[温度传感器主体的具体方式]

图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的温度传感器主体10aa与功能性元件40aa相同。

[温度传感器主体的作用]

温度传感器主体10aa的作用与功能性元件40aa的具体作用相同,因此省略说明。

[温度传感器的具体方式]

图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa将温度传感器主体10aa直接作为温度传感器1aa使用。

[温度传感器的作用]

温度传感器1aa的作用与温度传感器主体10aa的作用相同,因此省略说明。

<功能性元件和温度传感器的效果>

根据功能性元件40aa和温度传感器1aa,可以利用伴随构成功能性元件40aa的功能性氧化钛的晶粒的晶体结构的变化而物性发生变化来测定温度。

另外,根据功能性元件40aa和温度传感器1aa,能够进行350℃以上的高温区域内的温度测定。因此,根据功能性元件40aa和温度传感器1aa,能够进行要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘等中的温度测定。

(第2实施方式)

图2为表示第2实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图2所示的温度传感器1ab(1a)具备温度传感器主体10ab(10a)。温度传感器主体10ab包含功能性元件40ab(40a),该功能性元件40ab成为由功能性氧化钛构成的薄膜40ab。另外,薄膜40ab在基板50a上形成。换言之,温度传感器1ab具备基板50a、和在该基板50a上形成的作为功能性元件的薄膜40ab。

图2所示的第2实施方式涉及的温度传感器1ab与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa相比,在温度传感器主体10ab的形状、和有无基板50方面不同,但在其他方面相同。因此,图2所示的第2实施方式涉及的温度传感器1ab、与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10b与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的温度传感器主体10aa同样,由功能性元件40ab(40a)构成,实质上不含功能性元件40ab以外的材质。功能性元件40ab包含与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的功能性元件40aa相同材质的功能性氧化钛。其中,功能性元件40ab在基板50a上形成。

功能性元件40ab与图1所示的功能性元件40aa不同,是功能性氧化钛的薄膜。根据薄膜状的功能性元件40ab,通过薄膜化而可视性提高能够容易目视,另外能够容易地评价吸收光谱。该薄膜状的功能性元件40ab例如通过利用旋涂、浸涂、溅射、cvd、激光烧蚀、气溶胶沉积法等,在基板50a上形成。

基板50a的材质没有特别限定。作为基板50a的材质,例如,可以使用玻璃;si、sic、gan等半导体;蓝宝石等无机氧化物;al、cu、ti、ni、sn、au、ag、sus等金属;聚酰亚胺树脂等树脂。

[温度传感器的作用]

温度传感器1ab的作用与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的作用相同,因此省略说明。

需要说明的是,温度传感器1ab具备基板50a。因此,温度传感器1ab的机械强度高。另外,温度传感器1ab通过调整基板50a的导热特性、导电特性等,能够调整温度传感器1ab的导热特性、导电特性等。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ab,起到与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa同样的效果。

另外,根据温度传感器1ab,由于功能性元件40ab为薄膜,因此与温度传感器1aa相比,可视性提高。

此外,温度传感器1ab具备基板50a。因此,根据温度传感器1ab,机械强度高。另外,根据温度传感器1ab,通过调整基板50a的导热特性、导电特性等,能够调整温度传感器1ab的导热特性、导电特性等。

(第3实施方式)

图3(a)为表示第3实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图3(b)为沿着图3(a)的c-c线的示意性截面图。图3所示的温度传感器1ac(1a)具备温度传感器主体10ac(10a)。该温度传感器主体10ac具有母材30ac(30a)、和该母材30ac中包含的功能性元件40ac(40a)。

图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa相比,在温度传感器主体10ac的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac、与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10ac具有母材30ac、和该母材30ac中包含的功能性元件40ac。图3所示的母材30ac为板状,但母材30ac的形状没有特别限定。

温度传感器主体10ac中,功能性元件40ac成为由功能性氧化钛构成的粒子40ac。该由功能性氧化钛构成的粒子40ac为功能性氧化钛的晶粒的多晶体的粒状物。该由功能性氧化钛构成的粒子40ac的大小例如是平均粒径(中值粒径)通常为100nm~500μm,优选为1μm~50μm,更优选为3μm~8μm。若粒状的晶粒的多晶体的平均粒径(中值粒径)在上述范围内,则容易操作。

温度传感器主体10ac中,为了固定该由功能性氧化钛构成的粒子40ac,使用母材30ac。具体来说,母材30ac包含树脂。作为母材30ac中使用的树脂,例如可以使用聚酰亚胺等耐热性树脂。若母材30ac包含耐热性树脂,则耐热性高,因此可以在高温下使用温度传感器1ac。另外,构成母材30ac的树脂可以是完全固化的固化物,也可以是凝胶状物。

如图3(b)所示,温度传感器主体10ac中,由功能性氧化钛构成的粒子40ac以分散的状态包含于母材30ac中。温度传感器主体10ac例如通过在具有流动性的母材30ac中添加、混合由功能性氧化钛构成的粒子40ac并成形而得到。

[温度传感器的作用]

除了作为根据温度变化而物性发生变化的元件的功能性元件40a的作用在粒子状的功能性元件40ac中体现的方面、以及体现基于母材30ac的作用的方面以外,温度传感器1ac的作用与图1所示的温度传感器1aa的作用相同。因此,对于温度传感器1ac的作用,省略说明。

对于作为根据温度变化而物性发生变化的元件的功能性元件40a的作用在粒子状的功能性元件40ac中体现的方面进行简单说明。粒子状的功能性元件40ac与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的功能性元件40aa同样,根据温度变化而物性发生变化。但是,由于功能性元件40aa实质上包含于母材30ac中,因此经由母材30ac获取温度测量对象物的热。除了通过该母材30ac获取温度测量对象物的热的作用以外,温度传感器1ac的作用与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的作用相同。

需要说明的是,根据温度变化而变化的物性为颜色的情况下,通过母材30ac来观察或测定β相五氧化三钛等的晶体结构差异引起的颜色差异。另外,根据温度变化而变化的物性为电导率的情况下,通过母材30ac来测定β相五氧化三钛等的晶体结构差异引起的电导率差异。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ac,起到与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa同样的效果。

另外,温度传感器1ac具备包含树脂的母材30ac。因此,根据温度传感器1ac,机械强度高。另外,根据温度传感器1ac,通过调整母材30ac的导热特性、导电特性等,能够调整温度传感器1ac的导热特性、导电特性等。母材30ac的导热特性、导电特性等的调整可以通过母材30ac的树脂的材质、母材30ac相对于功能性元件40ac的量的调整等来进行。

此外,根据温度传感器1ac,具备包含至少制造时具有流动性的树脂的母材30ac。因此,根据温度传感器1ac,容易形成任意的形状。

(第4实施方式)

图4(a)为表示第4实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图4(b)为沿着图4(a)的d-d线的示意性截面图。图4所示的温度传感器1ad(1a)具备温度传感器主体10ad(10a)。该温度传感器主体10ad具有母材30ad(30a)、和该母材30ad中包含的功能性元件40ad(40a)。

图4所示的第4实施方式涉及的温度传感器1ad与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac相比,在温度传感器主体10ad的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图4所示的第4实施方式涉及的温度传感器1ad、与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10ad具有母材30ad、和该母材30ad中包含的功能性元件40ad。图4所示的母材30ad为板状,但母材30ad的形状没有特别限定。

作为母材30ad,可以使用与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中使用的母材30ac同样的树脂。

温度传感器主体10ad中,功能性元件40ad与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中使用的功能性元件40ac同样,是由功能性氧化钛构成的粒子40ad。作为该由功能性氧化钛构成的粒子40ad,可以使用与第3实施方式涉及的温度传感器1ac中使用的由功能性氧化钛构成的粒子40ac同样的粒子。

如图4(b)所示,温度传感器主体10ad中,由功能性氧化钛构成的粒子40ad的多个连结而形成由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。即,温度传感器主体10ad中,由功能性氧化钛构成的粒子40ad以多个连结的状态包含于母材30ad中。由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40ad的连结个数没有特别限定,为2个以上即可。图4(b)中,例示出由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40ad的连结个数为9个的情况。

如图4(b)所示,由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向是与温度传感器主体10ad的表背面垂直的方向。若由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向朝向这样的方向,则与温度传感器主体10ad的表背面垂直的方向的导热性、导电性提高,能够迅速在表面侧观测背面的温度变化,因而优选。这是由于,由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中,导热性和导电性比构成母材30ad的树脂高的由功能性氧化钛构成的粒子40ad连结2个以上,因此粒子40ad间的导热性和导电性高。

需要说明的是,虽未图示,还可以按照由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向成为与图4(b)中的左右方向、即与温度传感器主体10ad的表背面垂直的方向正交的方向的方式,配置由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。若由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向朝向这样的方向,则沿着温度传感器主体10ad的表面方向的导热性、导电性提高,能够抑制基于温度传感器主体10ad的表面部位的测量的偏差,因而优选。

温度传感器主体10ad可以通过例如在具有流动性的母材30ad中投入由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45并成形而得到。

[温度传感器的作用]

温度传感器1ad的作用与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac的作用相同。需要说明的是,温度传感器1ad由于温度传感器主体10ad含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45,因此与温度传感器1ac相比能够迅速在表面侧观测背面的温度变化。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ad,起到与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac同样的效果。

另外,温度传感器1ad的温度传感器主体10ad含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。因此,根据温度传感器1ad,与温度传感器1ac相比能够更迅速地在表面侧观测背面的温度变化。

(第5实施方式)

图5(a)为表示第5实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图5(b)为沿着图5(a)的e-e线的示意性截面图。图5所示的温度传感器1ae(1a)具备温度传感器主体10ae(10a)。该温度传感器主体10ae具有母材30ae(30a)、和该母材30ae中包含的功能性元件40ae(40a)。

图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac相比,在温度传感器主体10ae的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae、与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10ae具有母材30ae、和该母材30ae中包含的功能性元件40ae。图5所示的母材30ae为板状,但母材30ae的形状没有特别限定。

母材30ae包含膜、即薄膜。在此,膜是指具有实质上没有空隙的紧密的结构的薄膜。母材30ae的厚度例如为1mm以下,优选为1μm~1mm。另外,母材30ae包含树脂等软质材的情况下,母材30ae的厚度更优选为1μm以上且小于0.2mm。另外,母材30ae包含金属等硬质材的情况下,母材30ae的厚度优选为1μm以上且小于0.5mm。作为母材30ae的材质没有特别限定,例如,可以使用al、cu、ti、ni、sn、au、ag、sus等金属、聚酰亚胺等耐热性树脂。若母材30ae包含这些材质,则耐热性高,因此能够在高温下使用温度传感器1ae。

如图5(b)所示,温度传感器主体10ae中,由功能性氧化钛构成的粒子40ae以分散的状态包含于母材30ae中。温度传感器主体10ae可以通过例如在具有流动性的母材30ae中添加、混合由功能性氧化钛构成的粒子40ae并成形而得到。

[温度传感器的作用]

温度传感器1ae的作用与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac的作用相同。需要说明的是,温度传感器1ae为母材30ae的厚度小的膜,因此挠性优异。因此,容易在曲面上贴附或设置温度传感器1ae。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ae,起到与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac同样的效果。

另外,温度传感器1ae为母材30ae的厚度小的膜,因此挠性优异。因此,根据温度传感器1ae,与温度传感器1ac相比更容易在曲面上贴附或设置。

(第6实施方式)

图6(a)为表示第6实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图6(b)为沿着图6(a)的f-f线的示意性截面图。图6所示的温度传感器1af(1a)具备温度传感器主体10af(10a)。该温度传感器主体10af具有母材30af(30a)、和该母材30af中包含的功能性元件40af(40a)。

图6所示的第6实施方式涉及的温度传感器1af与图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae相比,在温度传感器主体10af的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图6所示的第6实施方式涉及的温度传感器1af、与图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10af具有母材30af、和该母材30af中包含的功能性元件40af。图6所示的母材30af为板状,但母材30af的形状没有特别限定。

作为母材30af,可以使用与图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae中使用的母材30ae同样的膜。

温度传感器主体10af中,功能性元件40af与图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae中使用的功能性元件40ae同样,是由功能性氧化钛构成的粒子40ae。作为该由功能性氧化钛构成的粒子40ae,可以使用与第5实施方式涉及的温度传感器1ae中使用的由功能性氧化钛构成的粒子40ae同样的粒子。

如图6(b)所示,温度传感器主体10af中,由功能性氧化钛构成的粒子40af的多个连结而形成由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。即,温度传感器主体10af中,由功能性氧化钛构成的粒子40af以多个连结的状态包含于母材30af中。由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40af的连结个数没有特别限定,为2个以上即可。图6(b)中,例示出由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40af的连结个数为3个情况。

如图6(b)所示,由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向是与温度传感器主体10af的表背面垂直的方向。若由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向朝向这样的方向,则与温度传感器主体10af的表背面垂直的方向的导热性、导电性提高,能够迅速在表面侧观测背面的温度变化,因而优选。这是由于,在由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中,导热性和导电性比构成母材30af的树脂高的由功能性氧化钛构成的粒子40af连结2个以上,因此粒子40af间的导热性和导电性高。

需要说明的是,虽未图示,还可以按照由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向成为与图6(b)中的左右方向、即与温度传感器主体10af的表背面垂直的方向正交的方向的方式,配置由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。若由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向朝向这样的方向,则沿着温度传感器主体10af的表面方向的导热性、导电性提高,能够抑制基于温度传感器主体10af的表面部位的测量的偏差,因而优选。

温度传感器主体10af可以通过例如在具有流动性的母材30af中投入由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45并成形而得到。

[温度传感器的作用]

温度传感器1af的作用与图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae的作用相同。需要说明的是,温度传感器1af由于温度传感器主体10af含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45,因此与温度传感器1ae相比能够迅速在表面侧观测背面的温度变化。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1af,起到与图5所示的第5实施方式涉及的温度传感器1ae同样的效果。

另外,温度传感器1af的温度传感器主体10af含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。因此,根据温度传感器1af,与温度传感器1ae相比能够更迅速地在表面侧观测背面的温度变化。

(第7实施方式)

图7(a)为表示第7实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图7(b)为沿着图7(a)的g-g线的示意性截面图。图7所示的温度传感器1ag(1a)具备温度传感器主体10ag(10a)。该温度传感器主体10ag具有母材30ag(30a)、和该母材30ag中包含的功能性元件40ag(40a)。

图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac相比,在温度传感器主体10ae的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag、与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10ag具有母材30ag、和该母材30ag中包含的功能性元件40ag。

母材30ag为由织造布或无纺布构成的片材。本说明书中,片材是指织造布或无纺布。作为母材30ag的材质没有特别限定,例如,可以使用玻璃纤维、碳纤维。因此,作为母材30ag,例如,可以使用玻璃纤维、碳纤维的织造布、玻璃纤维、碳纤维的无纺布等。若母材30ag包含这些材质,则耐热性高,因此能够在高温下使用温度传感器1ag。

如图7(b)所示,温度传感器主体10ag中,由功能性氧化钛构成的粒子40ag以分散的状态包含于母材30ag中。由功能性氧化钛构成的粒子40ag例如通过缠绕于构成母材30ag的纤维间,或固着于构成母材30ag的纤维,从而以分散的状态包含于母材30ag中。

温度传感器主体10ag例如通过如下方法得到,在含有由功能性氧化钛构成的粒子40ag的溶液或浆料中浸渍母材30ag后进行提拉,在构成母材30ag的纤维间的空隙中分散由功能性氧化钛构成的粒子40ag并使其固定。

[温度传感器的作用]

温度传感器1ag的作用与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac的作用相同。需要说明的是,温度传感器1ag是母材30ag由织造布或无纺布构成的片材,因此挠性优异。因此,容易在曲面上贴附或设置温度传感器1ag。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ag,起到与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac同样的效果。

另外,温度传感器1ag是母材30ag由织造布或无纺布构成的片材,因此挠性优异。因此,根据温度传感器1ag,与温度传感器1ac相比更容易在曲面上贴附或设置。

(第8实施方式)

图8(a)为表示第8实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图8(b)为沿着图8(a)的h-h线的示意性截面图。图8所示的温度传感器1ah(1a)具备温度传感器主体10ah(10a)。该温度传感器主体10ah具有母材30ah(30a)、和该母材30ah中包含的功能性元件40ah(40a)。

图8所示的第8实施方式涉及的温度传感器1ah与图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag相比,在温度传感器主体10ah的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图8所示的第8实施方式涉及的温度传感器1ah、与图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10ah具有母材30ah、和该母材30ah中包含的功能性元件40ah。

作为母材30ah,可以使用与图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag中使用的母材30ag同样的由织造布或无纺布构成的片材。

温度传感器主体10ah中,功能性元件40ah与图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag中使用的功能性元件40ag同样,是由功能性氧化钛构成的粒子40ah。作为该由功能性氧化钛构成的粒子40ah,可以使用与第7实施方式涉及的温度传感器1ag中使用的由功能性氧化钛构成的粒子40ag同样的粒子。

如图8(b)所示,温度传感器主体10ah中,由功能性氧化钛构成的粒子40ah的多个连结而形成由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。即,温度传感器主体10ah中,由功能性氧化钛构成的粒子40ah以多个连结的状态包含于母材30ah中。由功能性氧化钛构成的粒子40ah连结而形成的由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45例如缠绕于构成母材30ah的纤维间,或固着于构成母材30ah的纤维,则以分散的状态包含于母材30ah中。

由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40ah的连结个数没有特别限定,为2个以上即可。图8(b)中,例示出由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40ah的连结个数为3个的情况。

如图8(b)所示,由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向是与温度传感器主体10ah的表背面垂直的方向。若由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向朝向这样的方向,则与温度传感器主体10ah的表背面垂直的方向的导热性、导电性提高,能够迅速在表面侧观测背面的温度变化,因而优选。这是由于,由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中,导热性和导电性比构成母材30ah的树脂高的由功能性氧化钛构成的粒子40ah连结2个以上,因此粒子40ah间的导热性和导电性高。

需要说明的是,虽未图示,还可以按照由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向成为与图8(b)中的左右方向、即与温度传感器主体10ah的表背面垂直的方向正交的方向的方式,配置由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。若由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的长度方向朝向这样的方向,则沿着温度传感器主体10ah的表面方向的导热性、导电性提高,能够抑制基于温度传感器主体10ah的表面部位的测量的偏差,因而优选。

温度传感器主体10ah例如通过如下方法得到,在含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45的溶液或浆料中浸渍母材30ah后进行提拉,在构成母材30ah的纤维间的空隙中固定由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。

[温度传感器的作用]

温度传感器1ah的作用与图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag的作用相同。需要说明的是,温度传感器1ah由于温度传感器主体10ah含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45,因此与温度传感器1ag相比能够迅速在表面侧观测背面的温度变化。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ah,起到与图7所示的第7实施方式涉及的温度传感器1ag同样的效果。

另外,温度传感器1ah的温度传感器主体10ah含有由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。因此,根据温度传感器1ah,与温度传感器1ag相比能够更迅速地在表面侧观测背面的温度变化。

(第9实施方式)

图9为表示第9实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图9所示的温度传感器1ai(1a)具备温度传感器主体10ai(10a)。该温度传感器主体10ai具有母材30ai(30a)、和该母材30ai中包含的功能性元件40ai(40a)。需要说明的是,温度传感器主体10ai为浆料状或凝胶状,具有流动性,因此容纳于容器60中。因此,温度传感器1ai具有温度传感器主体10ai、和容纳该温度传感器主体10ai的容器60。

图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac相比,在温度传感器主体10ai的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai、与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10ai具有母材30ai、和该母材30ai中包含的功能性元件40ai。

母材30ai为液体或凝胶。作为母材30ai的材质没有特别限定,例如,可以使用公知的有机溶剂、无机溶剂等。作为无机溶剂,例如可以使用水。若母材30ai包含有机溶剂、无机溶剂,则向温度测量对象物喷涂具有母材30ai和功能性元件40ai的浆料的情况下,母材30ai容易挥发,容易仅使功能性元件40ai固着于温度测量对象物,因而优选。另外,若母材30ai包含凝胶,则向温度测量对象物喷涂具有母材30ai和功能性元件40ai的凝胶的情况下,凝胶中的功能性元件40ai容易向温度测量对象物附着或固着。

如图9所示,温度传感器主体10ai中,由功能性氧化钛构成的粒子40ai以分散的状态包含于母材30ai中。温度传感器主体10ai例如通过在母材30ai中添加并混合由功能性氧化钛构成的粒子40ai而得到。

[温度传感器的作用]

温度传感器1ai的作用根据温度测量对象物的温度测量时温度传感器主体10ai是否包含母材30ai而作用存在差异。在此,温度测量对象物的温度测量时温度传感器主体10ai包含母材30ai的情况是指,例如在管道等温度测量对象物中流过温度传感器主体10ai而使用等的情况。另外,温度测量对象物的温度测量时温度传感器主体10ai不含母材30ai的情况是指,例如向温度测量对象物喷涂温度传感器主体10ai,使母材30ai挥发,仅使功能性元件40ai固着而使用等的情况。

由于与温度测量对象物之间隔着母材30a,温度测量对象物的温度测量时温度传感器主体10ai包含母材30ai时的温度传感器1ai的作用实质上与图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac的作用相同。因此,省略该情况下作用的说明。需要说明的是,在管道等温度测量对象物中流过温度传感器主体10ai而使用的情况,在能够测量难以从管道外部测量的场所的温度的方面是适宜的。

另外,由于与温度测量对象物之间不隔着母材30a,温度测量对象物的温度测量时温度传感器主体10ai不含母材30ai时的温度传感器1ai的作用实质上与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa的作用相同。因此,省略该情况下的作用的说明。需要说明的是,向温度测量对象物喷涂温度传感器主体10ai,使母材30ai挥发,仅使功能性元件40ai固着而使用的情况,在能够测量仅喷涂了温度传感器主体10ai的部分的温度的方面是适宜的。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1a1,起到与图1所示的第1实施方式涉及的温度传感器1aa或图3所示的第3实施方式涉及的温度传感器1ac同样的效果。

(第10实施方式)

图10为表示第10实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图10所示的温度传感器1aj(1a)具备温度传感器主体10aj(10a)。该温度传感器主体10aj具有母材30aj(30a)、和该母材30aj中包含的功能性元件40aj(40a)。

图10所示的第10实施方式涉及的温度传感器1aj与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai相比,在温度传感器主体10aj的构成的方面不同,但在其他方面相同。因此,图10所示的第10实施方式涉及的温度传感器1aj、与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<温度传感器主体>

温度传感器主体10aj具有母材30aj、和该母材30aj中包含的功能性元件40aj。

作为母材30aj,可以使用与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai中使用的母材30ai同样的母材。

温度传感器主体10aj中,功能性元件40aj与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai中使用的功能性元件40ai同样,为由功能性氧化钛构成的粒子40aj。作为该由功能性氧化钛构成的粒子40aj,可以使用与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai中使用的由功能性氧化钛构成的粒子40ai同样的粒子。

如图10所示,温度传感器主体10aj中,由功能性氧化钛构成的粒子40aj的多个连结而形成由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45。即,温度传感器主体10aj中,由功能性氧化钛构成的粒子40aj以多个连结的状态包含于母材30aj中。由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40aj的连结个数没有特别限定,为2个以上即可。图10中,例示出由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45中的粒子40aj的连结个数为2个的情况。

温度传感器主体10aj可以通过例如在母材30aj中添加并混合由功能性氧化钛构成的粒子40aj的多个连结的由功能性氧化钛构成的粒子的连结体45而得到。

[温度传感器的作用]

温度传感器1aj的作用与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai的作用相同。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1aj,起到与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai同样的效果。

(第11实施方式)

图11为表示第11实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图11所示的温度传感器1ak(1a)具备温度传感器主体10ak(10a)、和与温度传感器主体10ak接触的电极70aa、70ab(70a)。即,温度传感器1ak是进一步设置有温度传感器主体10ak、和与温度传感器主体10ak接触的2个电极70aa、70ab的温度传感器。

需要说明的是,图11所示的温度传感器主体10ak(10a)的形状没有特别限定。温度传感器主体10ak(10a)的形状可以设为例如图1所示的温度传感器主体10aa那样的圆柱状、图3(a)所示的温度传感器主体10ac那样的板状。

如图11所示,电极70aa和70ab按照夹持温度传感器主体10ak的方式设置。电极70aa和70ab的形状没有特别限定。需要说明的是,与温度传感器主体10ak接触的电极70a虽未图示但可以设为2个以上。

作为构成温度传感器1ak的温度传感器主体10ak没有特别限定,例如,可以使用构成上述第1~第8实施方式的温度传感器1aa~1ah的温度传感器主体10aa~10ah。

作为构成温度传感器1ak的电极70的材质没有特别限定,例如可以使用al、ag和au等金属;ito等导电性氧化物;导电性高分子;石墨等碳系材料等。

[温度传感器的作用]

如上所述,β相五氧化三钛(β-ti3o5)、λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)和二氧化钛(tio2)分别电导率不同。例如,β相五氧化三钛(β-ti3o5)具有与很多半导体同样的范围内的电导率,λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)具有与很多金属同样的范围内的电导率。并且,二氧化钛(tio2)具有与很多绝缘体同样的范围内的电导率。并且,它们的电导率的差异在功能性氧化钛冷却至室温后也维持。

因此,温度传感器1ak通过使用与温度传感器主体10ak接触的电极70aa、70ab(70a)来测定构成温度传感器主体10ak的功能性元件40a的电导率,能够作为温度传感器发挥功能。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ak,通过使用电极70a来测定构成温度传感器主体10ak的功能性元件40a的电导率,起到与图1所示的温度传感器1aa或第3实施方式涉及的温度传感器1ac同样的效果。

(第12实施方式)

图12为表示第12实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图12所示的温度传感器1al(1a)具备温度传感器主体10al(10)、和与温度传感器主体10al接触的电极70ac、70ad(70a)。即,温度传感器1al是进一步设有温度传感器主体10al、和与温度传感器主体10al接触的2个电极70ac、70ad的温度传感器。

需要说明的是,图12所示的温度传感器主体10al(10a)的形状没有特别限定。温度传感器主体10al(10a)的形状可以设为例如图1所示的温度传感器主体10aa那样的圆柱状、图3(a)所示的温度传感器主体10ac那样的板状。

如图12所示,电极70ac和70ad按照夹持温度传感器主体10al的方式设置。电极70ac和70ad的形状没有特别限定。需要说明的是,与温度传感器主体10al接触的电极70a虽未图示但可以设为2个以上。

作为构成温度传感器1al的温度传感器主体10al,例如可以使用与构成上述第11实施方式的温度传感器1ak的温度传感器主体10ak相同的温度传感器主体。

[温度传感器的作用]

温度传感器1al的作用与图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak的作用相同。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1al,起到与图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak同样的效果。

(第13实施方式)

图13为表示第13实施方式涉及的温度传感器的示意性立体图。图13所示的温度传感器1am(1a)具备温度传感器主体10am(10a)、和与温度传感器主体10am接触的电极70ae、70af(70a)。即,温度传感器1am是进一步设有温度传感器主体10am、和与温度传感器主体10am接触的2个电极70ae、70af的温度传感器。如图13所示,电极70ae和70af按照一部分浸渍于温度传感器主体10am中的方式设置。需要说明的是,与温度传感器主体10am接触的电极70a虽未图示但可以设为2个以上。

温度传感器主体10am具有母材30am(30a)、和该母材30am中包含的功能性元件40am(40a)。需要说明的是,温度传感器主体10am为浆料状或凝胶状,具有流动性,因此容纳于容器60中。因此,温度传感器1ai具有温度传感器主体10am、和容纳该温度传感器主体10am的容器60。

图13所示的第13实施方式涉及的温度传感器1am是在图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai的基础上进一步具备与温度传感器主体10am接触的电极70ae、70af(70a)的温度传感器。温度传感器1am的构成之中,电极70ae、70af(70a)以外的构成与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai实质上相同。因此,省略关于电极70ae、70af(70a)以外的构成的说明。

电极70ae、70af(70a)虽然形状不同,但具有与图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak的电极70aa、70ab(70a)同样的材质和作用。因此,省略关于电极70ae、70af的说明。

[温度传感器的作用]

温度传感器1am的作用与将图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai的作用和图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak的作用加起来相等。因此,省略关于作用的说明。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1am,起到与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai和图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak同样的效果。

(第13实施方式的变形例)

图13所示的第13实施方式涉及的温度传感器1am的温度传感器主体10am与图9所示的第9实施方式涉及的温度传感器1ai的温度传感器主体10ai同样,由功能性氧化钛构成的粒子40am以分散的状态包含于母材30am中。

但是,作为第13实施方式的变形例,可以代替温度传感器主体10am,而使用图10所示的第10实施方式涉及的温度传感器1aj的温度传感器主体10aj。即,作为第13实施方式的变形例,在温度传感器主体10a中,可以使由功能性氧化钛构成的粒子40a以多个连结的状态包含于母材30a中。

该变形例涉及的温度传感器的作用与将图10所示的第10实施方式涉及的温度传感器1aj的作用和图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak的作用加起来相等。因此,省略关于作用的说明。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1am,起到与图10所示的第10实施方式涉及的温度传感器1aj和图11所示的第11实施方式涉及的温度传感器1ak同样的效果。

[第2温度传感器]

接着,对第2温度传感器进行说明。

[温度传感器]

(第14实施方式)

图19为表示第14实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图19所示的温度传感器1ba(1b)具备功能性元件40b、在功能性元件40b的表面的至少一部分配置的电极70ba1、70ba2、和介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80ba1、80ba2。

<功能性元件>

功能性元件40b是作为根据温度变化而物性发生变化的元件。具体来说,功能性元件40b是包含根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化随之物性发生变化的功能性氧化钛的元件。作为该根据温度变化而变化的物性,可以举出例如电导率和颜色中的1种以上。需要说明的是,功能性氧化钛为至少根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化的功能性氧化钛即可,也可以是根据温度变化以外的条件变化而晶粒的晶体结构发生变化的功能性氧化钛。功能性氧化钛通常除了温度变化以外,还根据对功能性氧化钛施加的光、压力、电流的变化而晶粒的晶体结构发生变化,物性发生变化。

功能性元件40b实质上仅由功能性氧化钛构成。具有作为功能性氧化钛的功能的最小单位如后所述,是包含功能性氧化钛的晶粒的纳米粒子。但是,由于纳米粒子难以操作,因此作为功能性氧化钛,通常使用包含纳米粒子的晶粒的多晶体的粉末。另一方面,温度传感器1ba中使用的功能性元件40b需要在表面形成电极70b的尺寸,包含多晶体的粉末不能在表面形成电极70b。因此,作为功能性元件40b,通常使用将包含功能性氧化钛的多晶体的粉末成形的成形体、薄膜。作为成形体,例如,可以使用将包含功能性氧化钛的多晶体的粉末压紧而得到的压粉体。需要说明的是,成形体可以是使用模具成形的成型体。功能性元件40b的形状没有特别限定。作为功能性元件40b的形状,例如可以举出图16所示的圆柱状、图17所示的矩形板状。

功能性元件40b的厚度没有特别限定,功能性元件40b为成形体等薄膜以外的形状的情况下,通常为0.01~10mm,优选为0.05~1.0mm。成形体等的功能性元件40b的厚度若在该范围内,则容易机械成形,因而优选。需要说明的是,功能性元件40b为薄膜的情况下,功能性元件40b的厚度通常为0.01~10μm,优选为0.1~1.0μm。薄膜状的功能性元件40b的厚度若在该范围内,则例如在流过电流而使晶体结构变化的情况下,需要的电压较小即可,因而优选。

[功能性氧化钛]

作为功能性元件40b的材质的功能性氧化钛与作为第1温度传感器的功能性元件40a的材质的功能性氧化钛相同,因此省略说明。

[功能性元件的作用]

功能性元件40b为功能性氧化钛粉末的压粉体,包含功能性氧化钛。因此,功能性元件40b的作用与功能性氧化钛的作用同样。即,功能性元件40b中,构成功能性氧化钛的晶粒的晶体结构通过加热而发生变化时,该变化后的晶粒的晶体结构在功能性元件40的冷却后也维持。

例如,具有β相五氧化三钛的晶粒的室温的功能性元件40b被加热到190℃以上且低于350℃的情况下,构成功能性元件40b的多个晶粒的至少一部分在加热时变成λ相五氧化三钛。并且,该加热时生成的λ相五氧化三钛的晶粒在功能性元件40b冷却至室温后,也在功能性元件40b中维持λ相五氧化三钛的晶粒的状态。

另外,室温的功能性元件40b被加热到350℃以上且450℃以下的情况下,构成功能性元件40b的功能性氧化钛的多个晶粒的至少一部分在加热时从λ相五氧化三钛、β相五氧化三钛变成二氧化钛。需要说明的是,β相五氧化三钛的晶粒相变而成为λ相五氧化三钛的晶粒后,变成二氧化钛。该加热时生成的二氧化钛的晶粒在功能性元件40b冷却至室温后,也在功能性元件40b中维持二氧化钛的晶粒的状态。

此外,室温的功能性元件40b被加热到超过450℃且低于550℃的情况下,构成功能性元件40b的功能性氧化钛的多个晶粒大量变成二氧化钛的晶粒。该加热时生成的二氧化钛的晶粒在功能性元件40b冷却至室温后,也在功能性元件40b中维持二氧化钛的晶粒的状态。

另外,室温的功能性元件40b被加热到550℃以上的情况下,构成功能性元件40b的功能性氧化钛的多个晶粒的实质上全部变成二氧化钛的晶粒。该加热时生成的二氧化钛的晶粒在功能性元件40b冷却至室温后,也在功能性元件40b中维持二氧化钛(tio2)的晶粒的状态。

上述的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛的物性不同。例如,若着眼于颜色作为物性,则存在β相五氧化三钛为红色、λ相五氧化三钛为蓝色、以及二氧化钛为白色这样的颜色的差异。因此,若功能性元件40b的颜色为红色、蓝色或白色,则可知功能性元件40b分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域的温度。因此,可以使用功能性元件40b作为温度传感器。颜色的评价可以通过目视或功能性元件40b的吸收光谱来进行。

另外,若着眼于电导率作为物性,则β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛分别电导率不同。例如,β相五氧化三钛具有与很多半导体同样的范围内的电导率,λ相五氧化三钛具有与很多金属同样的范围内的电导率。并且,二氧化钛具有与很多绝缘体同样的范围内的电导率。它们的电导率的差异在包含功能性氧化钛的功能性元件40b冷却至室温后也维持。因此,通过功能性元件40b的电导率的测定,可知功能性元件40b分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域内的温度。因此,可以使用功能性元件40b作为温度传感器。

需要说明的是,构成功能性元件40b的功能性氧化钛的、β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛的晶体结构的变化实质上不受功能性元件40b的所使用的气氛影响。例如,功能性元件40b可以在空气、氧气氛、氮气氛等气氛中使用。

<电极>

温度传感器1ba具备电极70ba1、70ba2(70b)。电极70b经由具有导电性的热应力缓和层80b与功能性元件40b的表面电连接。该功能性元件40b如上所述,根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化随之电导率等物性发生变化。电极70ba1、70ba2是检测根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化随之功能性元件40b的电导率发生变化的部件。

电极70ba1、70ba2在功能性元件40b的表面的至少一部分配置。具体来说,电极70ba1在功能性元件40b的图19中的上侧的表面隔着热应力缓和层80ba1设置。另外,电极70ba2在功能性元件40b的图19中的下侧的表面隔着热应力缓和层80ba2设置。

图19所示的截面中,热应力缓和层80ba1、80ba2按照被覆功能性元件40b的图19中的上侧和下侧的表面整体的方式设置。但是,功能性元件40b的表面之中,在图19中的纸面的面前方向或进深方向的部分,可以不设置热应力缓和层80ba1、80ba2。即,热应力缓和层80ba1、80ba2在功能性元件40b的图19中的上侧和下侧的表面的至少一部分设置。

电极70ba1、70ba2例如由选自金属、导电性氧化物、碳材料和导电性高分子中的1种以上的材质构成。作为金属,可以使用al、ag、au、cu、pt等。作为导电性氧化物,可以使用ito(氧化铟锡)等。作为碳材料,可以使用石墨(graphite)等。作为导电性高分子,可以使用聚噻吩系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚乙炔系聚合物等。若电极70b由上述材质构成,则功能性元件40b与电极70b之间的导电变得容易,因而优选。

电极70ba1、70ba2的厚度没有特别限定,通常为0.01~1000μm,优选为0.1~100μm。电极70ba1、70ba2的厚度若在该范围内,则能够确保电极的导电性,因而优选。

<热应力缓和层>

热应力缓和层80ba1、80ba2介于功能性元件40b与电极70ba1、70ba2之间。具体来说,热应力缓和层80ba1介于功能性元件40b与电极70ba1之间,热应力缓和层80ba2介于功能性元件40b与电极70ba2之间。

图19所示的截面中,热应力缓和层80ba1、80ba2按照被覆功能性元件40b的图19中的上侧和下侧的表面整体的方式设置。但是,功能性元件40b的表面之中,在图19中的纸面的面前方向或进深方向的部分,可以不设置热应力缓和层80ba1、80ba2。即,热应力缓和层80ba1、80ba2在功能性元件40b的图19中的上侧和下侧的表面的至少一部分设置。

热应力缓和层80ba1、80ba2具有导电性,并且是缓和在功能性元件40b与电极70ba1、70ba2之间产生的热应力的层。在此,在功能性元件40b与电极70b之间产生的热应力是由于功能性元件40b与电极70b之间的热膨胀系数的差异而产生的热应力。在功能性元件40b与电极70b之间产生的热应力在加热或冷却温度传感器1ba时产生。

作为热应力缓和层80ba1、80ba2例如由选自金属、导电性氧化物、碳材料和导电性高分子中的1种以上的材质构成。作为金属,可以使用a1、ag、au、cu、pt等。作为导电性氧化物,可以使用ito(氧化铟锡)等。作为碳材料,可以使用石墨(graphite)等。作为导电性高分子,可以使用聚噻吩系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚乙炔系聚合物等。若热应力缓和层80b由上述材质构成,则容易缓和功能性元件40b与热应力缓和层80b之间的热膨胀系数差,因而优选。在此,热膨胀系数差是指,功能性元件40b与热应力缓和层80b之间的线膨胀系数彼此之差或体积膨胀系数彼此之差。

对于热应力缓和层80ba1、80ba2而言,若其热膨胀系数为电极70b的热膨胀系数以上且功能性元件40b的热膨胀系数以下,则能够高效地缓和在功能性元件40b与电极70b之间产生的热应力,因而优选。

具体来说,将功能性元件40b的热膨胀系数设为ctea[1/k]、将电极70b的热膨胀系数设为cteb[1/k]、将热应力缓和层80的热膨胀系数设为ctec[1/k]时,ctea、cteb和ctec优选满足下述式(1)。

cteb≤ctec≤ctea(1)

在此,热膨胀系数ctea、cteb和ctec为线膨胀系数α或体积膨胀系数β。式(1)中,ctea为线膨胀系数αa的情况下,cteb和ctec为线膨胀系数αb和αc。另外,式(1)中,ctea为体积膨胀系数βa的情况下,cteb和ctec为体积膨胀系数βb和βc。

通过功能性元件40b的热膨胀系数ctea、电极70b的热膨胀系数cteb、和热应力缓和层80b的热膨胀系数ctec满足上述式(1)的关系,功能性元件40b与电极70b之间产生的热应力被缓和,因而优选。

热应力缓和层80ba1、80ba2的厚度没有特别限定,通常为0.01~1000μm,优选为0.1~100μm。热应力缓和层80ba1、80ba2的厚度若在该范围内,则一面确保热应力缓和层的导电性、一面缓和热应力,因而优选。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1ba的作用进行说明。构成温度传感器1ba的功能性元件40b包含功能性氧化钛,根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化随之电导率等的物性发生变化。该功能性元件40b的作用如上述[功能性元件的作用]中记载。

具体来说,构成温度传感器1ba的功能性元件40b的多个晶粒在没有被加热到190℃以上的热历程的情况下,通常是β相五氧化三钛。另外,功能性元件40b被加热到190℃以上且低于350℃的情况下,通常构成功能性元件40b的多个晶粒的至少一部分在加热时从β相五氧化三钛变成λ相五氧化三钛。进而,功能性元件40被加热到350℃以上且450℃以下的情况下,多个λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分的结晶的组成发生变化,成为二氧化钛的晶粒。另外,功能性元件40b被加热到超过450℃且低于550℃的情况下,通常成为主要具有二氧化钛的晶粒还微量同时具有λ相五氧化三钛和β相五氧化三钛的晶粒的功能性元件。构成温度传感器1ba的功能性元件40b的多个晶粒在冷却后也维持最高温度时的晶体结构。

构成功能性元件40b的功能性氧化钛如上所述在低于190℃、190℃以上且低于350℃、以及350℃以上且450℃以下的温度区域内,可具有β相五氧化三钛的晶粒和λ相五氧化三钛的晶粒中的1种以上的晶粒。另一方面,功能性氧化钛在超过450℃且低于550℃的温度区域内,β相五氧化三钛和λ相五氧化三钛的晶粒实质上不存在。因此,功能性氧化钛实质上在450℃以下可以具有β相五氧化三钛的晶粒和λ相五氧化三钛的晶粒中的1种以上的晶粒。

构成温度传感器1ba的功能性元件40b的功能性氧化钛的晶粒之中,上述的β相五氧化三钛的晶粒、λ相五氧化三钛的晶粒和二氧化钛的晶粒分别电导率不同。例如,β相五氧化三钛的晶粒具有与很多半导体同样的范围内的电导率,λ相五氧化三钛的晶粒具有与很多金属同样的范围内的电导率。另外,二氧化钛的晶粒具有与很多绝缘体同样的范围内的电导率。它们的电导率的差异在功能性元件40b冷却至室温后也维持。因此,通过在温度传感器1ba中使用电极70b测定热历程后的功能性元件40的电导率,可知功能性元件40b的最高温度分别在低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域内。因此,温度传感器1ba作为测定热历程的最高温度的廉价的温度传感器是有用的。需要说明的是,对于温度传感器1ba而言,通过测定热历程中的功能性元件40b的电导率,还能实时测定功能性元件40b的热历程中的最高温度。

构成温度传感器1ba的功能性元件40b、电极70b和热应力缓和层80b通过加热或冷却,分别以相应于热膨胀系数的不同程度而膨胀或收缩。上述功能性元件40b、电极70b和热应力缓和层80b之中,功能性元件40b与电极70b一般来说热膨胀系数之差大,两者间热应力明显发挥作用。因此,对于将功能性元件40b与电极70b直接层叠而制作的以往的温度传感器而言,通过加热或冷却,有可能电极70b从功能性元件40b剥离,或在功能性元件40b、电极70b中产生裂纹。

与此相对,第14实施方式涉及的温度传感器1ba中,由于使缓和热应力的热应力缓和层80b介于功能性元件40b与电极70b之间,因此能够缓和功能性元件40b与电极70b之间产生的热应力。因此,根据温度传感器1ba,难以发生加热或冷却导致的功能性元件40b与电极70b的剥离、向功能性元件40b、电极70b发生裂纹。

另外,温度传感器1ba中,按照夹持功能性元件40b的方式配置有电极70ba1、70ba2,因此能够容易地测定功能性元件40b的表背面间的部分的电导率的变化。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ba,能够利用伴随构成功能性元件40b的功能性氧化钛的晶粒的晶体结构的变化而物性发生变化来测定温度。

另外,构成功能性元件40b的功能性氧化钛是廉价的。因此,根据温度传感器1ba,可以得到廉价的温度传感器。

另外,根据温度传感器1ba,难以发生加热、冷却导致的功能性元件40b与电极70b的剥离、向功能性元件40b、电极70b发生裂纹。

此外,根据温度传感器1ba,能够进行350℃以上的高温区域内的温度测定。因此,根据温度传感器1ba,能够进行要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘等中的温度测定。

另外,根据温度传感器1ba,由于按照夹持功能性元件40b的方式配置有电极70ba1、70ba2,因此能够容易地测定功能性元件40b的表背面间的部分的电导率的变化。

<第14实施方式的变形例>

图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba具有热应力缓和层80ba1、80ba2。但是,根据功能性元件40b的温度分布等的情况,在功能性元件40b与电极70b之间不产生大的热应力的情况下,作为变形例,可以设为不设置热应力缓和层80ba1和80ba2中的一者的构成。根据该第14实施方式的变形例,能够以比第14实施方式涉及的温度传感器1ba更低成本制作温度传感器。

(第15实施方式)

图20为表示第15实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba相比,在电极70b和热应力缓和层80b的配置的方面不同,但在其他方面相同。因此,图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb、与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

<电极>

温度传感器1bb具备电极70bb1、70bb2(70b)。电极70b经由具有导电性的热应力缓和层80b与功能性元件40b的表面电连接。

电极70bb1、70bb2在功能性元件40b的表面的至少一部分配置。具体来说,电极70bb1和70bb2在功能性元件40b的图20中的上侧的表面分开设置。电极70bb1隔着热应力缓和层80bb1在功能性元件40b的图20中的上侧的表面设置,电极70bb2隔着热应力缓和层80bb2在功能性元件40b的图20中的上侧的表面设置。

电极70bb1、70bb2的材质和厚度与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba的电极70ba1、70ba2同样,因此省略说明。

<热应力缓和层>

热应力缓和层80bb1、80bb2介于功能性元件40b与电极70bb1、70bb2之间。具体来说,热应力缓和层80bb1介于功能性元件40b与电极70bb1之间,热应力缓和层80bb2介于功能性元件40b与电极70bb2之间。

热应力缓和层80bb1、80bb2的材质、热膨胀系数和厚度与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba的热应力缓和层80ba1、80ab2同样,因此省略说明。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1bb的作用进行说明。温度传感器1bb的作用与图19所示的温度传感器1ba的作用相比,除了基于温度传感器1ba与电极70bb1和70bb2以及热应力缓和层80bb1和80bb2的配置不同所导致的作用不同方面以外是相同的。因此,以下,对于基于温度传感器1ba与电极70bb1和70bb2以及热应力缓和层80bb1和80bb2的配置不同所导致的作用进行说明。

第15实施方式涉及的温度传感器1bb与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样,使缓和热应力的热应力缓和层80b(80bb1、80bb2)介于功能性元件40b与电极70b(70bb1、70bb2)之间。因此,温度传感器1bb与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样,能够缓和功能性元件40b与电极70b之间产生的热应力。因此,根据温度传感器1bb,难以发生加热或冷却导致的功能性元件40b与电极70b的剥离、向功能性元件40b、电极70b发生裂纹。

温度传感器1bb中,由于在功能性元件40b的一个表面侧配置有电极70ba1、70ba2,因此电极70b容易制作,另外,容易采用能够正确测定的四端子法。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1bb,与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样,能够利用伴随构成功能性元件40b的功能性氧化钛的晶粒的晶体结构的变化而物性发生变化来测定温度。

另外,构成功能性元件40b的功能性氧化钛是廉价的。因此,根据温度传感器1bb,与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样,可以得到廉价的温度传感器。

另外,根据温度传感器1bb,与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样,难以发生加热、冷却导致的功能性元件40b与电极70b的剥离、向功能性元件40b、电极70b发生裂纹。

此外,根据温度传感器1bb,与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样,能够进行350℃以上的高温区域内的温度测定。因此,根据温度传感器1ba,能够进行要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘等中的温度测定。

另外,根据温度传感器1bb,由于在功能性元件40b的一表面侧配置有电极70ba1、70ba2,因此电极70b容易制作,另外,容易采用能够正确测定的四端子法。

<第15实施方式的变形例>

图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb具有热应力缓和层80bb1、80bb2。但是,根据功能性元件40b的温度分布等的情况,在功能性元件40b与电极70b之间不产生大的热应力的情况下,作为变形例,可以设为不设置热应力缓和层80bb1和80bb2中的一者的构成。根据该第15实施方式的变形例,能够以比第15实施方式涉及的温度传感器1bb更低成本制作温度传感器。

(第16实施方式)

图21为表示第16实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图21所示的第16实施方式涉及的温度传感器1bc与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba相比,在还具备与一个电极70b的表面层叠的基板50b的方面不同,但在其他方面相同。因此,图21所示的第16实施方式涉及的温度传感器1bc、与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

温度传感器1bc具备功能性元件40b、在功能性元件40b的表面的至少一部分配置的电极70bc1、70bc2(70b)、和介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80bc1、80bc2(80b)。温度传感器1bc还具备基板50b。基板50b与电极70bc2的表面层叠。

温度传感器1bc的功能性元件40b、电极70bc1、70bc2、热应力缓和层80bc1、80bc2分别与温度传感器1ba的功能性元件40b、电极70ba1、70ba2、热应力缓和层80ba1、80ba2同样。因此,省略关于这些构成的说明。

<基板>

基板50b成为温度传感器1bc的制造时形成电极70bc2、功能性元件40b等的基座。另外,基板50b具有对温度传感器1bc赋予机械强度,控制导热性、导电性等特性的作用。

基板50b例如由选自玻璃、半导体、氧化物、金属、树脂和纤维中的1种以上的材质构成。作为半导体,可以使用si、sic、gan等。作为氧化物,可以使用蓝宝石、nb-srtio3、la-srtio3等无机氧化物等。需要说明的是,nb-srtio3、la-srtio3是在钛酸锶中掺杂了nb、la的物质,是导电性氧化物。作为金属,可以使用a1、cu、ti、ni、sn、au、ag、sus等。作为树脂,可以使用聚酰亚胺树脂等。作为纤维,可以使用玻璃纤维、碳纤维。若基板50b由上述材质构成,则电极70b、功能性元件40b等容易形成,容易在一张基板上制作多个相同元件,因而优选。

需要说明的是,nb-srtio3、la-srtio3具有导电性。因此,作为基板50b使用nb-srtio3、la-srtio3的情况下,作为温度传感器1bc的变形例,还可以设为不具有电极70bc2和热应力缓和层80bc2的至少一者的构成的温度传感器。

基板50b的厚度没有特别限定,通常为0.1~5.0mm,优选为0.2~0.8mm。若基板50b的厚度在该范围内,则机械强度高,容易用于加工装置,因而优选。

<制造方法>

温度传感器1bc可以通过例如在基板50b的表面依次形成电极70bc2、热应力缓和层80bc2、功能性元件40b、热应力缓和层80bc1、电极70bc1来制造。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1bc的作用进行说明。温度传感器1bc的作用与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba的作用相比,除了基于还具有基板50b的作用不同方面以外是相同的。因此,以下仅对基于温度传感器1bc还具有基板50b的作用进行说明,对于其它作用省略说明。

温度传感器1bc中,基板50b与电极70bc2的表面层叠。温度传感器1bc由于存在基板50b,因而容易制造。另外,温度传感器1bc由于存在基板50b,因而赋予机械强度。此外,温度传感器1bc通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1bc,起到与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样的效果。

另外,根据温度传感器1bc,由于存在基板50b,因而容易制造。此外,根据温度传感器1bc,由于存在基板50b,因而机械强度高。另外,根据温度传感器1bc,通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<第16实施方式的变形例>

图21所示的第16实施方式涉及的温度传感器1bc具有热应力缓和层80bcl、80bc2。但是,根据功能性元件40b的温度分布等的情况,在功能性元件40b与电极70b之间不产生大的热应力的情况下,作为变形例,可以设为不设置热应力缓和层80bc1和80bc2中的一者的构成。根据该第16实施方式的变形例,能够以比第16实施方式涉及的温度传感器1bc更低成本制作温度传感器。

(第17实施方式)

图22为表示第17实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图22所示的第17实施方式涉及的温度传感器1bd与图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb相比,在进一步具备与未形成电极70b而露出的功能性元件40b的表面层叠的基板50b的方面不同,但在其他方面相同。因此,图22所示的第17实施方式涉及的温度传感器1bd、与图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

温度传感器1bd具备功能性元件40b、在功能性元件40b的表面的至少一部分配置的电极70bd1、70bd2(70b)、和介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80bd1、80bd2(80b)。

具体来说,电极70bd1和70bd2在功能性元件40b的图22中的上侧的表面分开设置。更具体来说,温度传感器1bd中,热应力缓和层80bd1和80bd2在功能性元件40b的图22中的上侧的表面分开设置。电极70bd1隔着热应力缓和层80bd1在功能性元件40b的图22中的上侧的表面设置,电极70bd2隔着热应力缓和层80bd2在功能性元件40b的图22中的上侧的表面设置。

温度传感器1bd还具备基板50b。基板50b与未形成电极70b而露出的功能性元件40的图22中的下侧的表面层叠。

温度传感器1bd的功能性元件40b、电极70bd1、70bd2、热应力缓和层80bd1、80bd2分别与温度传感器1bb的功能性元件40b、电极70bb1、70bb2、热应力缓和层80bb1、80bb2同样。因此,省略关于这些构成的说明。

另外,基板50b与图21所示的第16实施方式涉及的温度传感器1bc的基板50b同样。因此,省略关于基板50b的说明。

<制造方法>

温度传感器1bd可以通过例如在基板50b的表面依次形成功能性元件40b、热应力缓和层80bd1和80bd2、电极70bd1和70bd2来制造。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1bd的作用进行说明。温度传感器1bd的作用与图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb的作用相比,除了基于还具有基板50b的作用不同方面以外是相同的。因此,以下仅对基于温度传感器1bc还具有基板50b的作用进行说明,对于其它作用省略说明。

温度传感器1bd中,基板50b与功能性元件40b的图22中的下侧的表面层叠。温度传感器1bd由于存在基板50b,因而容易制造。另外,温度传感器1bd由于存在基板50b,因而赋予机械强度。此外,温度传感器1bd通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1bd,起到与第15实施方式涉及的温度传感器1bb同样的效果。

另外,根据温度传感器1bd,由于存在基板50b,因而容易制造。此外,根据温度传感器1bd,由于存在基板50b,因而机械强度高。另外,根据温度传感器1bd,通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<第17实施方式的变形例>

图21所示的第17实施方式涉及的温度传感器1bd具有热应力缓和层80bd1、80bd2。但是,根据功能性元件40b的温度分布等的情况,在功能性元件40b与电极70b之间不产生大的热应力的情况下,作为变形例,可以设为不设置热应力缓和层80bd1和80bd2中的一者的构成。根据该第17实施方式的变形例,能够以比第17实施方式涉及的温度传感器1bd更低成本制作温度传感器。

(第18实施方式)

图23为表示第18实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图23所示的第18实施方式涉及的温度传感器1be与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba相比,在热应力缓和层80b在功能性元件40b与电极70be1、70be2(70b)的界面分别隔有多个的方面不同。另外,第18实施方式涉及的温度传感器1be与第14实施方式涉及的温度传感器1ba相比,在电极70b上连接有引线75的方面不同。

第18实施方式涉及的温度传感器1be除了上述两方面以外的其它方面与第14实施方式涉及的温度传感器1ba相同。因此,图23所示的第18实施方式涉及的温度传感器1be、与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

温度传感器1be具备功能性元件40b、和功能性元件40b与在其表面的至少一部分配置的电极70be1、70be2(70b)之间分别隔着的多个热应力缓和层80b。具体来说,电极70be1在功能性元件40b的图23中的上侧的表面隔着3个热应力缓和层80be11、80be12、80be13设置。另外,电极70be2在功能性元件40b的图23中的下侧的表面隔着3个热应力缓和层80be21、80be22、80be23设置。需要说明的是,图23中,示出介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b为3个的例子。但是,温度传感器1be中,介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b的数量为2个以上即可,没有特别限定。

温度传感器1be的功能性元件40b、电极70be1、70be2分别与第14实施方式涉及的温度传感器1ba的功能性元件40b、电极70ba1、70ba2同样。因此,省略关于这些构成的说明。

温度传感器1be中设置的6个热应力缓和层80be11、80be12、80be13、80be21、80be22、80be23的材质、热膨胀系数和厚度与图19所示的温度传感器1ba的热应力缓和层80ba1、80ba2同样。例如,热应力缓和层80be11、80be12、80be13、80be21、80be22、80be23的热膨胀系数优选热应力缓和层80b分别满足上述式(1)。因此,省略关于温度传感器1be的热应力缓和层80be11、80be12、80be13、80be21、80be22、80be23的材质、热膨胀系数和厚度的说明。

需要说明的是,温度传感器1be的多个热应力缓和层80b的热膨胀系数优选如下。即,热应力缓和层80b的热膨胀系数优选越是接近功能性元件40b的热应力缓和层80b则越取接近功能性元件40b的热膨胀系数的数值,越是接近电极70b的热应力缓和层80b则越取接近电极70b的热膨胀系数的数值。

作为引线75,可以使用公知的引线。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1be的作用进行说明。温度传感器1be的作用与图19所示的温度传感器1ba的作用相比,除了基于介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b为多个的方面、以及电极70b上连接有引线75的方面的作用不同以外,是相同的。因此,以下仅对基于介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b的数量有多个、以及电极70b上连接有引线75的作用进行说明,关于其它作用省略说明。

温度传感器1be中,由于介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b有多个,因而能够详细地控制各热应力缓和层80b的热膨胀系数值、厚度。例如,温度传感器1be中,通过控制各热应力缓和层80b的热膨胀系数值、厚度,容易减小邻接的热应力缓和层80b间、功能性元件40b与热应力缓和层80b之间、以及电极70b与热应力缓和层80b之间的热膨胀系数之差。

因此,温度传感器1be中,能够详细地控制邻接的热应力缓和层80b间、功能性元件40b与热应力缓和层80b之间、以及电极70b与热应力缓和层80b之间的热应力。

温度传感器1be中,流过电极70be1、70be2的电流经由引线75向外部输出。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1be,起到与第14实施方式涉及的温度传感器1ba同样的效果。

另外,根据温度传感器1be,能够详细地控制邻接的热应力缓和层80b间、功能性元件40b与热应力缓和层80b之间、以及电极70b与热应力缓和层80b之间的热应力。

(第19实施方式)

图24为表示第19实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图24所示的第19实施方式涉及的温度传感器1bf与图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb相比,在热应力缓和层80b在功能性元件40b与电极70bf1、70bf2(70b)的界面分别隔有多个的方面不同。另外,第19实施方式涉及的温度传感器1bf与第15实施方式涉及的温度传感器1bb相比,在电极70b上连接有引线75的方面不同。

第19实施方式涉及的温度传感器1bf除了上述两方面以外的其它方面与第15实施方式涉及的温度传感器1bb相同。因此,图24所示的第19实施方式涉及的温度传感器1bf、与图20所示的第15实施方式涉及的温度传感器1bb中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

温度传感器1bf具备功能性元件40b、和功能性元件40b与在其表面的至少一部分配置的电极70bf1、70bf2(70b)之间分别隔着的多个热应力缓和层80b。具体来说,电极70bf1和70bf2在功能性元件40b的图24中的上侧的表面分开设置。更具体来说,电极70bf1在功能性元件40b的图24中的上侧的表面隔着3个热应力缓和层80bf11、80bf12、80bf13设置。另外,电极70bf2与电极70bf1分开,且在功能性元件40b的图24中的上侧的表面隔着3个热应力缓和层80bf21、80bf22、80bf23设置。需要说明的是,图24中,示出介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b为3个的例子。但是,温度传感器1bf中,介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b的数量为2个以上即可,没有特别限定。

温度传感器1bf的功能性元件40b、电极70bf1、70bf2分别与第15实施方式涉及的温度传感器1bb的功能性元件40b、电极70bb1、70bb2同样。因此,省略关于这些构成的说明。

温度传感器1bf中设置的6个热应力缓和层80bf11、80bf12、80bf13、80bf21、80bf22、80bf23的材质、热膨胀系数和厚度与图20所示的温度传感器1bb的热应力缓和层80bb1、80bb2同样。即,温度传感器1bf中设置的6个热应力缓和层80b的材质、热膨胀系数和厚度与图19所示的第14实施方式涉及的温度传感器1ba的热应力缓和层80ba1、80ba2同样。例如,热应力缓和层80bf11、80bf12、80bf13、80bf21、80bf22、80bf23的热膨胀系数优选热应力缓和层80分别满足上述式(1)。因此,省略关于温度传感器1bf的热应力缓和层80bf11、80bf12、80bfl3、80bf21、80bf22、80bf23的材质、热膨胀系数和厚度的说明。

需要说明的是,温度传感器1bf的多个热应力缓和层80b的热膨胀系数优选如下。即,热应力缓和层80b的热膨胀系数优选越是接近功能性元件40b的热应力缓和层80b则越取接近功能性元件40b的热膨胀系数的数值,越接近电极70b的热应力缓和层80b则越取接近电极70b的热膨胀系数的数值。

作为引线75,可以使用公知的引线。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1f的作用进行说明。温度传感器1bf的作用与图20所示的温度传感器1bb的作用相比,除了基于介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b为多个的方面、以及电极70b上连接有引线75的方面的作用不同以外,是相同的。因此,以下仅对基于介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b的数量有多个、以及电极70b上连接有引线75的作用进行说明,对于其它作用省略说明。

温度传感器1bf中,由于介于功能性元件40b与电极70b之间的热应力缓和层80b有多个,因此能够详细地控制各热应力缓和层80b的热膨胀系数值、厚度。例如,温度传感器1bf中,通过控制各热应力缓和层80b的热膨胀系数值、厚度,容易减小邻接的热应力缓和层80b间、功能性元件40b与热应力缓和层80b之间、以及电极70b与热应力缓和层80b之间的热膨胀系数之差。

因此,温度传感器1bf中,能够详细地控制邻接的热应力缓和层80b间、功能性元件40b与热应力缓和层80b之间、以及电极70b与热应力缓和层80b之间的热应力。

温度传感器1bf中,流过电极70bfl、70bf2的电流经由引线75向外部输出。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1bf,起到与第15实施方式涉及的温度传感器1bb同样的效果。

另外,根据温度传感器1bf,能够详细地控制邻接的热应力缓和层80b间、功能性元件40b与热应力缓和层80b之间、以及电极70b与热应力缓和层80b之间的热应力。

(第20实施方式)

图25为表示第20实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图25所示的第20实施方式涉及的温度传感器1bg与图23所示的第18实施方式涉及的温度传感器1be相比,在还具备与一个电极70b的表面层叠的基板50b的方面不同,但在其他方面相同。因此,图25所示的第7实施方式涉及的温度传感器1bg、与图23所示的第18实施方式涉及的温度传感器1be中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

温度传感器1bg的功能性元件40b、电极70bgl、70bg2分别与第18实施方式涉及的温度传感器1be的功能性元件40b、电极70bel、70be2同样。因此,省略关于这些构成的说明。

另外,温度传感器1bg的3个热应力缓和层80bgll、80bgl2、80bgl3分别与第18实施方式涉及的温度传感器1be的3个热应力缓和层80be1l、80bel2、80bel3同样。此外,温度传感器1bg的3个热应力缓和层80bg21、80bg22、80bg23分别与第18实施方式涉及的温度传感器1be的3个热应力缓和层80be21、80be22、80be23同样。因此,省略关于这些构成的说明。

温度传感器1bg还具备基板50b。基板50b与电极70bg2的表面层叠。基板50b与图21所示的第16实施方式涉及的温度传感器1bc的基板50b同样。因此,省略关于基板50的说明。

<制造方法>

温度传感器1bg例如在基板50b的表面依次形成电极70bg2、热应力缓和层80bg23、80bg22、80bg21、功能性元件40b、热应力缓和层80bgl1、80bgl2、80bgl3、电极70bgl。并且可以通过在电极70bgl和70bg2上连接引线75来制造。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1bg的作用进行说明。温度传感器1bg的作用与图23所示的第18实施方式涉及的温度传感器1be的作用相比,除了基于还具有基板50b的作用不同方面以外是相同的。因此,以下仅对基于温度传感器1bg还具有基板50b的作用进行说明,关于其它作用省略说明。

温度传感器1bg中,基板50b与电极70bg2的表面层叠。温度传感器1bg由于存在基板50b,因而容易制造。另外,温度传感器1bg由于存在基板50b,因而赋予机械强度。另外,温度传感器1bg通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1bg,起到与第18实施方式涉及的温度传感器1be同样的效果。

另外,根据温度传感器1bg,由于存在基板50b,因而容易制造。此外,根据温度传感器1bg,由于存在基板50b,因而机械强度高。另外,根据温度传感器1bg,通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<第20实施方式的变形例>

图25所示的第20实施方式涉及的温度传感器1bg在功能性元件40b的图25中的上侧的表面与电极70bgl之间,具有热应力缓和层80bgl1、80bgl2、80bgl3。另外,温度传感器1bg在功能性元件40b的图25中的下侧的表面与电极70bg2之间,具有热应力缓和层80bg21、80bg22、80bg23。但是,根据功能性元件40b的温度分布等的情况,在功能性元件40b与电极70b之间不产生大的热应力的情况下,可以设为不设置热应力缓和层80b的构成的变形例。即,作为变形例,可以设为功能性元件40b的图25中的上侧或下侧的表面与电极70b之间不设置热应力缓和层80b的构成。根据该第20实施方式的变形例,能够以比第20实施方式涉及的温度传感器1bg更低成本制作温度传感器。

(第21实施方式)

图26为表示第21实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图26所示的第21实施方式涉及的温度传感器1bh与图24所示的第19实施方式涉及的温度传感器1bf相比,在还具备与未形成电极70b而露出的功能性元件40b的表面层叠的基板50b的方面不同,在其他方面相同。因此,图26所示的第21实施方式涉及的温度传感器1bh、与图24所示的第19实施方式涉及的温度传感器1bf中对相同部件赋予相同符号,省略或简化构成和作用的说明。

温度传感器1bh的功能性元件40b、电极70bhl、70bh2分别与第19实施方式涉及的温度传感器1bf的功能性元件40b、电极70bf1、70bf2同样。因此,省略关于这些构成的说明。

另外,温度传感器1bh的3个热应力缓和层80bh11、80bh12、80bh13分别与第19实施方式涉及的温度传感器1bf的3个热应力缓和层80bf11、80bf12、80bf13同样。此外,温度传感器1bh的3个热应力缓和层80bh21、80bh22、80bh23分别与第19实施方式涉及的温度传感器1bf的3个热应力缓和层80bf21、80bf22、80bf23同样。因此,省略关于这些构成的说明。

温度传感器1bh还具备基板50b。基板50b与未形成电极70b而露出的功能性元件40b的图26中的下侧的表面层叠。基板50b与图21所示的第16实施方式涉及的温度传感器1bc的基板50b同样。因此,省略关于基板50b的说明。

<制造方法>

温度传感器1bh例如首先在基板50b的表面形成功能性元件40b,在该功能性元件40b的表面形成热应力缓和层80bh11和80bh21。接着,在热应力缓和层80bh11的表面依次形成热应力缓和层80bh12、80bh13、电极70bh1。另外,在热应力缓和层80bh21的表面依次形成热应力缓和层80bh22、80bh23、电极70bh2。并且可以通过在电极70bh1和70bh2上连接引线75来制造。

<温度传感器的作用>

对温度传感器1bh的作用进行说明。温度传感器1bh的作用与图24所示的第19实施方式涉及的温度传感器1bf的作用相比,除了基于还具有基板50b的作用不同方面以外是相同的。因此,以下仅对基于温度传感器1bh还具有基板50b的作用进行说明,关于其它作用省略说明。

温度传感器1bh中,基板50b与功能性元件40b的图26中的下侧的表面层叠。温度传感器1bh由于存在基板50b,因而容易制造。另外,温度传感器1bh由于存在基板50b,因而赋予机械强度。此外,温度传感器1bh通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1bh,起到与第19实施方式涉及的温度传感器1bf同样的效果。

另外,根据温度传感器1bh,由于存在基板50b,因而容易制造。此外,根据温度传感器1bh,由于存在基板50b,因而机械强度高。另外,根据温度传感器1bh,通过调整基板50b的材质和厚度,能够控制导热性、导电性等特性。

<第21实施方式的变形例>

图26所示的第21实施方式涉及的温度传感器1bh在功能性元件40b的图26中的上侧的表面与电极70bh1之间具有热应力缓和层80bh11、80bh12、80bh13。另外,温度传感器1bh在功能性元件40b的图26中的上侧的表面与电极70bh2之间具有热应力缓和层80bh21、80bh22、80bh23。但是,根据功能性元件40b的温度分布等的情况,在功能性元件40b与电极70b之间不产生大的热应力的情况下,可以设为不设置热应力缓和层80b的构成的变形例。即,作为变形例,可以设为功能性元件40b的图26中的上侧的表面与电极70b之间不设置热应力缓和层80b的构成。根据该第21实施方式的变形例,能够以比第21实施方式涉及的温度传感器1bh更低成本制作温度传感器。

[第3温度传感器]

接着,对第3温度传感器进行说明。

以下,对于本实施方式涉及的温度传感器,参照附图进行说明。需要说明的是,下述的第22~第24实施方式涉及的温度传感器均为在温度传感器的基础上还作为压力传感器发挥功能,是检测温度和压力的传感器。另外,第22和第23实施方式涉及的温度传感器由于基板50c的基板薄膜部51与功能性元件40c物理接触的构成,因而功能性元件40c能够隔着基板薄膜部51检测对基板薄膜部51施加的微小压力。因此,第22和第23实施方式涉及的温度传感器还尤其作为能够检测超声波照射压力等微小压力的压力传感器发挥功能。

[温度传感器]

(第22实施方式)

图32为表示第22实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图32所示的温度传感器1ca(1c)具备基板50ca(50c)、和层叠于基板50ca的功能性元件40c。另外,基板50ca具有在该基板与功能性元件40c的层叠方向上的厚度小的薄膜状的基板薄膜部51。基板50ca的基板薄膜部51与功能性元件40c物理接触。

<功能性元件>

功能性元件40c是根据温度变化而物性发生变化的元件。具体来说,功能性元件40c是包含根据温度变化而晶粒的晶体结构发生变化随之物性发生变化的功能性氧化钛的元件。作为该根据温度变化而变化的物性,可以举出例如电导率和颜色中的1种以上。

功能性氧化钛是指具有如下功能的二氧化钛材料,即,至少根据加热而晶粒的晶体结构发生变化且通过加热生成的晶体结构的晶粒在冷却后也维持。具体来说,功能性氧化钛具有在加热的前后生成晶体结构不同的晶粒且通过加热生成的晶体结构的晶粒在冷却后也维持的功能。

另外,功能性氧化钛还可以是根据加热以外的条件变化而晶粒的晶体结构发生变化,在条件变化解除后也维持该变化后的晶体结构的功能性氧化钛。功能性氧化钛通常除了温度变化以外,还根据对功能性氧化钛施加的压力、光、电流的变化而晶粒的晶体结构发生变化。具体来说,功能性氧化钛通常还具有在加压的前后生成晶体结构不同的晶粒且该生成的晶体结构的晶粒在解除加压后也维持的功能。另外,功能性氧化钛可以还具有在供给电流、光等的前后生成晶体结构不同的晶粒且该生成的晶体结构的晶粒在停止供给电流、光等之后也维持的功能。

功能性氧化钛伴随上述晶体结构的变化而物性发生变化。在此,作为变化的物性,可以举出颜色、电导率等。关于功能性氧化钛的晶体结构的变化与颜色、电导率等物性的关系在后叙述。

功能性元件40c实质上仅由功能性氧化钛构成。具有作为功能性氧化钛的功能的最小单位如后所述,是包含功能性氧化钛的晶粒的纳米粒子。但是,纳米粒子难以操作,因此作为功能性氧化钛,通常使用包含纳米粒子的晶粒的多晶体的粉末。另一方面,温度传感器1ca中使用的功能性元件40c需要能够与基板50c层叠的面积,对于包含多晶体的粉末而言,面积不充分。因此,作为功能性元件40c,通常使用由包含功能性氧化钛的多晶体的粉末构成的成形体、薄膜。作为成形体,例如可以使用将包含功能性氧化钛的多晶体的粉末压紧而得到的薄板状的压粉体。需要说明的是,成形体可以是使用模具成形的成型体。功能性元件40c的形状没有特别限定。作为功能性元件40c的形状,例如可以举出图28所示的圆柱状、图29所示的矩形板状。需要说明的是,图28和图29为了方便说明,将厚度夸张画出。另外,作为使用包含功能性氧化钛的多晶体的粉末的薄膜,例如可以使用将包含功能性氧化钛的多晶体的粉末通过溅射法等形成的薄膜。

功能性元件40c的厚度没有特别限定,通常为1nm~10μm,优选为0.1~1.0μm。功能性元件40c的厚度若在该范围内,则容易高灵敏度地检测温度、压力的微小变化,因而优选。

[功能性氧化钛的晶体结构]

对作为功能性元件40c的材质的功能性氧化钛的晶体结构进行具体说明。功能性氧化钛在常压下、通常在450℃以下具有β相五氧化三钛(β-ti3o5)的晶粒和λ相五氧化三钛(λ-ti3o5)的晶粒中的1种以上的晶粒。并且,功能性氧化钛具有在常压下被加热到350℃以上时β相五氧化三钛的晶粒和λ相五氧化三钛的晶粒中的1种以上的晶粒的至少一部分变成二氧化钛(tio2)的晶粒的性质。

(常压下的、相对于温度变化的功能性氧化钛的作用)

对功能性氧化钛在常压下的、相对于温度变化的功能性氧化钛的作用进行具体说明。需要说明的是,实施方式的包含功能性氧化钛的功能性元件40c作为温度传感器使用的情况下,通常在常压、室温下操作,一般是测量在高温下放置时的最高温度这样的使用方法。因此,以下的说明中,构成功能性氧化钛的晶粒以在常压下没有190℃以上的加热历程而处于低于190℃、且仅由β相五氧化三钛构成的晶粒的形式进行说明。

功能性氧化钛从低温区域到高温区域可以取得β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛这3种形态中的1种以上的形态。

具体来说,功能性氧化钛在低于190℃情况下通常仅具有β相五氧化三钛的晶粒。包含β相五氧化三钛的功能性氧化钛通常为β相五氧化三钛的晶粒的多晶体。

构成功能性氧化钛的多个β相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到190℃以上且低于350℃,则发生相变,成为λ相五氧化三钛的晶粒。具体来说,β相五氧化三钛的晶粒若被加热到190℃以上,则5摩尔%以上相变成λ相五氧化三钛的晶粒。

需要说明的是,该190℃以上且低于350℃的温度区域内的、构成功能性氧化钛的大量的晶粒的从β相五氧化三钛向λ相五氧化三钛的相变的时机存在偏差。因此,功能性氧化钛若被加热到190℃以上且低于350℃,则通常成为主要具有λ相五氧化三钛的晶粒还同时具有β相五氧化三钛的晶粒的功能性氧化钛。

另外,构成功能性氧化钛的多个λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到350℃以上且450℃以下,则结晶的组成发生变化,成为二氧化钛的晶粒。具体来说,λ相五氧化三钛的晶粒若被加热到350℃以上,则5摩尔%以上相变成二氧化钛的晶粒。

在此,二氧化钛是包括金红石、锐钛矿和板钛矿的概念。需要说明的是,350℃以上且450℃以下的温度区域内的、构成功能性氧化钛的大量的晶粒的从λ相五氧化三钛向二氧化钛的结晶组成的变化的时机存在偏差。因此,功能性氧化钛若被加热到350℃以上且450℃以下,则通常成为主要具有二氧化钛的晶粒还同时具有λ相五氧化三钛和β相五氧化三钛的晶粒的功能性氧化钛。

需要说明的是,功能性氧化钛主要具有λ相五氧化三钛的晶粒还同时具有β相五氧化三钛的晶粒的情况下,功能性氧化钛被加热到350℃以上且450℃以下时,也在功能性氧化钛中生成二氧化钛的晶粒。具体来说,β相五氧化三钛的晶粒通过加热发生相变而成为λ相五氧化三钛的晶粒后,进而变成二氧化钛的晶粒。

另外,构成功能性氧化钛的大量的λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若被加热到超过450℃且低于550℃,则晶粒基本变成白色的二氧化钛的晶粒。

但是,在超过450℃且低于550℃的温度区域内,构成功能性氧化钛的大量的晶粒的从λ相五氧化三钛向二氧化钛的结晶组成的变化的时机产生偏差。因此,功能性氧化钛若被加热到超过450℃且低于550℃,通常成为主要具有二氧化钛的晶粒还微量同时具有λ相五氧化三钛和β相五氧化三钛的晶粒的功能性氧化钛。

需要说明的是,构成功能性氧化钛的大量的λ相五氧化三钛的晶粒的全部变成二氧化钛的晶粒的温度大致为550℃以上。即,功能性氧化钛若被加热到550℃以上,则通常成为仅具有二氧化钛的晶粒的功能性氧化钛。

功能性氧化钛如上所述,根据温度区域而稳定的晶体结构不同,具有若一旦加热则将加热时生成的晶粒的晶体结构冷却后也维持的性质。例如,若功能性氧化钛一旦被加热至高温区域而在构成功能性氧化钛的晶粒中形成二氧化钛的晶粒,则即使将功能性氧化钛冷却至室温也维持生成的二氧化钛的组成。

上述的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛的物性不同。例如,若着眼于颜色作为物性,则存在β相五氧化三钛为红色或红褐色、λ相五氧化三钛为蓝色、以及二氧化钛为白色这样的颜色的差异。

因此,在温度变化发生的场所使用功能性氧化钛的情况下,若功能性氧化钛的颜色为红色或红褐色、蓝色或白色,则能够检测功能性氧化钛的热历程的最高温度。即,若功能性氧化钛的颜色为红色或红褐色、蓝色、或白色,则可知功能性氧化钛分别为β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛、或二氧化钛。像这样,若功能性氧化钛的颜色为红色或红褐色、蓝色、或白色,则可知功能性氧化钛分别具有低于190℃、190℃以上且低于350℃或350℃以上的温度区域的最高温度的热历程。因此,功能性氧化钛可以通过检查颜色的变化来作为温度传感器的材料使用。

具体来说,功能性氧化钛没有190℃以上的加热历程的情况下,通常仅由β相五氧化三钛构成,是红色或红褐色。

另外,功能性氧化钛若具有190℃以上且低于350℃的加热历程,则红色或红褐色的β相五氧化三钛的晶粒的至少一部分发生相变,成为蓝色的λ相五氧化三钛的晶粒。

此外,功能性氧化钛若具有350℃以上且450℃以下的加热历程,则蓝色的λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分的结晶的组成发生变化,成为白色的二氧化钛的晶粒。

另外,功能性氧化钛若被加热到超过450℃且低于550℃,则晶粒基本成为白色的二氧化钛的晶粒。

此外,功能性氧化钛若具有550℃以上的加热历程,则通常产生仅具有白色的二氧化钛的晶粒。

功能性氧化钛的颜色的评价可以通过目视或功能性氧化钛的吸收光谱来进行。像这样,功能性氧化钛可以通过检查颜色的变化来作为温度传感器的材料使用。

另外,若着眼于功能性氧化钛的电导率作为根据功能性氧化钛的晶体结构的变化而变化的物性,则β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛分别电导率不同。例如,β相五氧化三钛具有与很多半导体同样的范围内的电导率,λ相五氧化三钛具有与很多金属同样的范围内的电导率。并且,二氧化钛具有与很多绝缘体同样的范围内的电导率。它们的电导率的差异在功能性氧化钛冷却至室温后也维持。功能性氧化钛的电导率的变化例如可以通过检测隔着功能性氧化钛的2个以上的电极间的电阻得知。

因此,通过功能性氧化钛的电导率的测定,可知功能性氧化钛分别为低于190℃、190℃以上且低于350℃、或350℃以上的温度区域内的温度。因此,可以使用功能性氧化钛作为温度传感器的材料。

需要说明的是,功能性氧化钛的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛的晶体结构的变化实质上不受功能性氧化钛的所使用的气氛影响。例如,功能性氧化钛可以在空气、氧气氛、氮气氛等气氛中使用。

功能性氧化钛如上所述,具有至少根据加热而晶粒的晶体结构发生变化且通过加热生成的晶体结构的晶粒在冷却后也维持的功能。将该至少根据加热而晶粒的晶体结构发生变化且通过加热生成的晶体结构的晶粒在冷却后也维持的功能在以下也称为“作为功能性氧化钛的功能”。

(功能性氧化钛的晶粒的平均粒径)

功能性氧化钛包含具有作为功能性氧化钛的功能的最小单位为纳米粒子的晶粒。该构成功能性氧化钛的晶粒如上所述在常压下没有190℃以上的加热历程的情况下,通常仅由β相五氧化三钛构成。

β相五氧化三钛的晶粒的平均粒径(中值粒径)、即功能性氧化钛的晶粒的平均粒径通常为1~100nm,优选为5~50nm,更优选为10~20nm。若β相五氧化三钛的晶粒的平均粒径在上述范围内,则功能性氧化钛具有作为上述功能性氧化钛的功能。因此,功能性氧化钛作为能够在冷却后得知加热历程的最高温度的温度传感器用是适宜的。

功能性氧化钛中,具有作为功能性氧化钛的功能的最小单位是平均粒径在上述范围内的晶粒。但是,纳米粒子的晶粒难以操作,因此作为功能性氧化钛,优选使用纳米粒子的晶粒的多晶体。该纳米粒子的晶粒的多晶体对于其形状没有特别限定,例如使用粒状的多晶体。该粒状的晶粒的多晶体的大小例如平均粒径(中值粒径)通常为50nm~500μm,优选为1μm~50μm,更优选为3μm~8μm。若粒状的晶粒的多晶体的平均粒径(中值粒径)在上述范围内,则容易操作。

第22实施方式涉及的温度传感器1ca的功能性元件40c是将该粒状的晶粒的多晶体等功能性氧化钛的晶粒的多晶体压紧而得到的薄板状的压粉体。

需要说明的是,认为即使通过加热从β相五氧化三钛相变为λ相五氧化三钛,构成功能性氧化钛的β相五氧化三钛的晶粒的大小实质上也不变化。因此,上述构成功能性氧化钛的β相五氧化三钛的晶粒的大小可以看作是构成功能性氧化钛的β相五氧化三钛和λ相五氧化三钛的晶粒的大小。

另一方面,晶粒由不是纳米粒子的多晶体构成的五氧化三钛、五氧化三钛的单晶体等以往的五氧化三钛与功能性氧化钛不同,不具有在冷却后维持加热时生成的晶粒的晶体结构的性质。其理由推测是由于,对于通常的五氧化三钛而言,晶粒中的β相五氧化三钛、λ相五氧化三钛和二氧化钛间的晶体结构的变化可逆且容易地进行。因此,以往的五氧化三钛不是作为能够在冷却后得知加热历程的最高温度的温度传感器用适宜的材料。

与此相对,构成第22实施方式涉及的温度传感器1ca的五氧化三钛为功能性氧化钛,因此作为温度传感器用的材料是适宜的。

(常温下的相对于压力变化的功能性氧化钛的作用)

功能性氧化钛除了上述的通过加热改变晶体结构的功能之外,还具有通常在加压的前后生成晶体结构不同的晶粒且该生成的晶体结构的晶粒在解除加压后也维持的功能。

对功能性氧化钛的常温下的相对于压力变化的功能性氧化钛的作用进行具体说明。需要说明的是,以下的说明中,构成功能性氧化钛的晶粒以在常温下没有60mpa以上的加压历程的晶粒的形式进行说明。功能性氧化钛从低压区域至中高压区域可取λ相五氧化三钛和β相五氧化三钛二氧化钛这2种形态。

具体来说,功能性氧化钛在低于60mpa通常仅具有λ相五氧化三钛的晶粒。通常包含λ相五氧化三钛的功能性氧化钛通常为λ相五氧化三钛的晶粒的多晶体。该构成功能性氧化钛的多个λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分若加压到60mpa以上,则发生相变,变成β相五氧化三钛的晶粒。功能性氧化钛的λ相五氧化三钛的晶粒若被加压到60mpa以上,则5摩尔%以上相变为β相五氧化三钛的晶粒。

功能性氧化钛如上所述根据压力区域而稳定的晶体结构不同,具有若一旦加压则在解除加压后也维持加压时生成的晶粒的晶体结构的性质。例如,功能性氧化钛的λ相五氧化三钛的晶粒若一旦被加压到60mpa以上而形成β相五氧化三钛的晶粒,则在加压变成低于60mpa后也维持生成的β相五氧化三钛的组成的状态。

具体来说,功能性氧化钛没有60mpa以上的加压历程的情况下,通常仅由λ相五氧化三钛构成,是蓝色的。

另外,功能性氧化钛若具有60mpa以上的加压历程,则蓝色的λ相五氧化三钛的晶粒的至少一部分发生相变,变成红色或红褐色的β相五氧化三钛的晶粒。

功能性氧化钛的颜色的评价可以通过目视或功能性氧化钛的吸收光谱来进行。像这样,功能性氧化钛通过检查颜色的变化,还能作为压力传感器的材料使用。

[功能性元件的作用]

功能性元件40c为功能性氧化钛粉末的薄板状压粉体,包含功能性氧化钛。因此,功能性元件40c的作用显示与功能性氧化钛同样的作用。具体来说,功能性元件40c显示与功能性氧化钛的上述“常压下的相对于温度变化的功能性氧化钛的作用”以及“常温下的相对于压力变化的功能性氧化钛的作用”同样的作用,作为温度传感器和压力传感器发挥作用。功能性元件40的作用与功能性氧化钛的作用同样,因此省略说明。

<基板>

基板50ca(50c)成为温度传感器1ca的制造时形成功能性元件40c等的基座。另外,基板50ca具有对温度传感器1ca赋予机械强度并控制导热性、导电性等特性的作用。此外,基板50ca凭借薄膜状的基板薄膜部51,功能性元件40c容易高灵敏度地检测温度、压力的微小变化。

如图32所示,基板50ca具有薄膜状的基板薄膜部51、非薄膜状的基板外周部53、和将基板薄膜部51与基板外周部53连接的基板壁部52。

基板50ca具有圆盘状或矩形状且薄膜状的基板薄膜部51、从该基板薄膜部51的周端部倾斜立起的基板壁部52、和从基板壁部52的周端部的外周沿水平方向外周形成的非薄膜状的基板外周部53。

基板薄膜部51是在基板50ca之中在该基板与功能性元件40c的层叠方向上的厚度小的薄膜状的部分。图32中,与功能性元件40c的层叠方向为上下方向。基板薄膜部51的与功能性元件40c的层叠方向的厚度通常为1~100μm,优选为5~50μm,更优选为7~15μm,进而优选为8~12μm。基板50c的厚度若在该范围内,则功能性元件40c容易高灵敏度地检测温度、压力的微小变化,因而优选。

基板壁部52和基板外周部53是补强包含基板薄膜部51的基板50ca且维持基板薄膜部51的形状的部分。基板50ca通过在基板薄膜部51的基础上具有机械强度高的基板壁部52和基板外周部53,能够以高强度支持功能性元件40c。

基板外周部53的与功能性元件40c的层叠方向的厚度没有特别限定,例如为0.1~5.0mm,优选为0.7~1.0mm。基板外周部53的厚度若在该范围内,则机械强度高,容易用于加工装置,因而优选。

需要说明的是,基板50ca中基板薄膜部51是必要的构成,但基板壁部52和基板外周部53可以为任意的构成。即,作为基板50ca的未图示的变形例,可以是仅由基板薄膜部51构成的技术方案的基板50c。

基板50ca例如由选自半导体、soi(silicononinsulator)、氧化物、金属和聚酰亚胺树脂中的1种以上的材质构成。作为半导体,可以使用si、sic、gan等。作为soi,例如可以使用公知的soi。作为氧化物,可以使用蓝宝石、nb-srtio3、la-srtio3等无机氧化物等。需要说明的是,nb-srtio3、la-srtio3是在钛酸锶中掺杂了nb、la的物质,是导电性氧化物。作为金属,可以使用al、cu、ti、ni、sn、au、ag、sus等。作为纤维,可以使用玻璃纤维、碳纤维。若基板50ca由上述材质构成,则容易形成功能性元件40c等,容易在一张基板上制作多个相同元件,因而优选。

需要说明的是,soi由si基板与埋入绝缘层的2种以上的构成而成。在基板50ca为soi的情况下,仅在基板薄膜部51处可以具有或不具有soi结构,作为包含基板薄膜部51以外的部分的基板50ca整体构成有soi即可。

[基板薄膜部的形成]

具有基板薄膜部51的基板50ca可以利用公知的方法制作。具体来说,基板50ca可以通过例如以下方法制作:作为原料使用没有形成基板薄膜部51的平板的基板,将该平板的基板的一部分薄膜化而形成基板薄膜部51。作为薄膜化的方法,可以采用公知的方法。作为具体的薄膜化的方法,例如,可以采用利用了si的各向异性的湿式蚀刻、反应性离子蚀刻等的干式蚀刻。需要说明的是,在采用湿式蚀刻的情况下,例如可以将soi晶片所具有的sio2等氧化膜、si3n4等氮化膜作为蚀刻停止层使用。薄膜化通常在平板的基板的表面的一部分进行,其后层叠功能性元件。

<温度传感器的作用>

温度传感器1ca的作用之中,功能性元件40c自身的作用如上述“功能性元件的作用”中所述。即,温度传感器1ca的功能性元件40c作为温度传感器和压力传感器发挥作用。因此,具备功能性元件40c的温度传感器1ca作为温度传感器和压力传感器发挥作用。温度传感器1ca的作用之中,对于功能性元件40c自身的作用,省略说明。

温度传感器1ca在功能性元件40c自身的作用的基础上具有基于基板50ca的作用。以下,对基于基板50ca的作用进行说明。

温度传感器1ca的基板50ca与功能性元件40c的材质不同,两者的原子的排列间隔不同。因此,若按照基板50ca与功能性元件40c物理接触的方式层叠,则在基板50ca与功能性元件40c的界面产生剪切应力。具体来说,通常对于功能性元件40c,通过基板50ca施加功能性元件40c的界面的原子的排列间隔伸长这样的剪切应力。因此,对于具备具有0.7~1.0mm左右的厚度的以往的平板状的基板的温度传感器而言,由于剪切应力,容易引起基板与功能性元件40c发生剥离、以及向功能性元件40c发生裂纹等。

与此相对,对于温度传感器1ca而言,基板50ca之中,薄膜状的基板薄膜部51占有与功能性元件40c层叠的界面的较多面积,在不进行加热、冷却的情况下,基板薄膜部51对与功能性元件40c的界面施加的剪切应力小。另外,由于基板薄膜部51为薄膜状,因此基于加热、冷却导致的基板薄膜部51与功能性元件40c的热膨胀系数之差的剪切应力也小。因此,对于温度传感器1ca而言,在进行加热、冷却的情况以及不进行的情况下,防止或抑制基板50ca与功能性元件40c发生剥离、以及向功能性元件40c发生裂纹。

另外,像以往技术那样,基板具有0.7~1.0mm左右的厚度的情况下,通过基板对功能性元件40c整体作用强剪切应力,功能性元件40c难以翘曲。与此相对,对于温度传感器1ca而言,与功能性元件40c物理接触的基板薄膜部51为薄膜状,从基板50ca向功能性元件40c施加的剪切应力变小,因此功能性元件40c容易翘曲。因此,对于温度传感器1ca而言,即便是超声波的照射压力等微小压力,功能性元件40c也容易翘曲,还能作为能够检测超声波照射压力等微小压力的压力传感器使用。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1ca,可以利用伴随构成功能性元件40c的功能性氧化钛的晶粒的晶体结构的变化而物性发生变化来测定温度和压力。即,根据温度传感器1ca,可以得到温度和压力传感器。

另外,构成功能性元件40c的功能性氧化钛廉价。因此,根据温度传感器1ca,可以得到廉价的温度和压力传感器。

此外,温度传感器1ca由于与功能性元件40c物理接触的基板薄膜部51为薄膜状,因此难以发生基于加热、冷却导致的基板薄膜部51与功能性元件40c的热膨胀系数之差的剪切应力。因此,根据温度传感器1ca,防止或抑制加热、冷却导致的基板50ca与功能性元件40c发生剥离、以及向功能性元件40c发生裂纹。

另外,温度传感器1ca由于与功能性元件40c物理接触的基板薄膜部51为薄膜状,因此在不进行加热、冷却的情况下,基板薄膜部51对与功能性元件40c的界面施加的剪切应力也小。因此,根据温度传感器1ca,防止或抑制不进行加热、冷却时的基板50ca与功能性元件40c发生剥离、以及向功能性元件40c发生裂纹。

此外,温度传感器1ca能够进行350℃以上的高温区域内的温度测定。因此,根据温度传感器1ca,能够进行要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘等中的温度测定。

另外,温度传感器1ca由于与功能性元件40c物理接触的基板薄膜部51为薄膜状,因此功能性元件40容易翘曲。因此,根据温度传感器1ca,还能作为能够检测超声波照射压力等微小压力的压力传感器使用。

即,根据温度传感器1ca,使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,可以得到防止或抑制基板与功能性元件发生剥离、以及向功能性元件发生裂纹的、廉价的温度和压力传感器。

(第23实施方式)

图33为表示第23实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图33所示的温度传感器1cb(1c)具备基板50cb(50c)、和层叠于基板50cb的功能性元件40c。另外,基板50cb具有在该基板与功能性元件40c的层叠方向上的厚度小的薄膜状的基板薄膜部51。基板50cb的基板薄膜部51与功能性元件40c物理接触。温度传感器1cb还具备电极70c,电极70c在功能性元件40c的表面设置2个电极70cb1、70cb2。

图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb与图32所示的第22实施方式涉及的温度传感器1ca相比,在功能性元件40c的表面设有电极70cb1、70cb2的方面不同,但在其它方面相同。因此,图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb、与图32所示的第22实施方式涉及的温度传感器1ca中对相同部件赋予相同符号,省略构成和作用的说明。

第23实施方式涉及的温度传感器1cb的基板50cb(50c)与第22实施方式涉及的温度传感器1ca的基板50ca(50c)同样,因此省略说明。

<电极>

温度传感器1cb在功能性元件40c的表面具备电极70cb1、70cb2(70c)。电极70c与功能性元件40c的表面电连接。功能性元件40c如上所述,根据温度变化、压力变化而晶粒的晶体结构发生变化随之电导率等物性发生变化。电极70cb1和70cb2检测根据温度变化、压力变化而晶粒的晶体结构发生变化随之功能性元件40c的表面附近的电导率发生变化。

对于温度传感器1cb而言,通过这样的电极70cb1和电极70cb2的配置,能够检测功能性元件40c的表面附近的电导率发生变化。

电极70cb1和70cb2配置于功能性元件40c的表面的至少一部分。具体来说,电极70cb1和70cb2在功能性元件40c的图33中的上侧的表面分开设置。需要说明的是,电极70c的数量包括电极70cb1和70cb2,可以设为2个以上。例如,作为温度传感器1cb的变形例,可以在电极70cb1和70cb2的基础上,在功能性元件40c的图33中的上侧的表面进一步设置2个未图示的电极70c。像这样,若在功能性元件40c的图33中的上侧的表面设置4个电极70c,则能够利用四端子法高精度地检测功能性元件40c的电导率的变化。

电极70cb1和70cb2例如由选自金属、导电性氧化物、碳材料和导电性高分子中的1种以上的材质构成。作为金属,可以使用al、ag、au、cu、pt等。作为导电性氧化物,可以使用ito(氧化铟锡)等。作为碳材料,可以使用石墨(graphite)等。作为导电性高分子,可以使用聚噻吩系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚乙炔系聚合物等。若电极70c由上述材质构成,则功能性元件40c与电极70c之间的导电变得容易,因而优选。

电极70cb1和70cb2的厚度没有特别限定,通常为0.01~1000μm,优选为0.1~100μm。电极70cb1、70cb2的厚度若在该范围内,则能够确保电极的导电性,因而优选。

<温度传感器的作用>

图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb显示与图32所示的第22实施方式涉及的温度传感器1ca同样的作用。

另外,对于温度传感器1cb而言,基板50cb之中,薄膜状的基板薄膜部51占有与功能性元件40c物理接触而层叠的界面的较多面积,在不进行加热、冷却的情况下,基板薄膜部51对与功能性元件40c的界面施加的剪切应力小。另外,基板薄膜部51为薄膜状,因此基于加热、冷却导致的基板薄膜部51与功能性元件40的热膨胀系数之差的剪切应力也小。因此,对于温度传感器1cb而言,在进行加热、冷却的情况以及不进行的情况下,防止或抑制基板50cb与功能性元件40c、电极70c发生剥离、以及向功能性元件40c、电极70c发生裂纹。

另外,温度传感器1cb由于具备电极70cb1、70cb2,因此能够检测功能性元件40c的表面附近的电导率发生变化而检测功能性元件40c的晶粒的晶体结构,并检测热历程的最高温度、压力历程的最高压力。

需要说明的是,电极70cb1、70cb2从功能性元件40c来看位于基板薄膜部51的相反侧。这些电极70cb1、70cb2(70c)不阻碍对基板薄膜部51施加的超声波照射压力等微小压力传达到与基板薄膜部51物理接触的功能性元件40c。因此,根据温度传感器1cb,对于对基板薄膜部51施加的超声波照射压力等微小压力,能够检测功能性元件40c的电导率变化,来检测热历程的最高温度、压力历程的最高压力。

温度传感器1cb在基板薄膜部51获取超声波,该超声波的压力通过基板薄膜部51传达到功能性元件40c。功能性元件40c依据超声波的压力而电导率发生变化,功能性元件40c的电导率的变化可以通过例如测定隔着功能性元件40c的2个以上的电极间的电阻来得知。因此,温度传感器1cb可以作为在基板薄膜部51获取超声波并测定隔着功能性元件40c的2个以上的电极70c、70c间的电阻的压力传感器使用。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1cb,起到与图32所示的第22实施方式涉及的温度传感器1ca同样的效果。

另外,温度传感器1cb由于与功能性元件40c物理接触的基板薄膜部51为薄膜状,因此基于加热、冷却导致的基板薄膜部51与功能性元件40c的热膨胀系数之差的剪切应力难以发生。因此,根据温度传感器1cb,防止或抑制加热、冷却导致的基板50cb与功能性元件40、电极70c发生剥离、以及向功能性元件40c、电极70c发生裂纹。

另外,温度传感器1cb由于与功能性元件40c物理接触的基板薄膜部51为薄膜状,因此在不进行加热、冷却的情况下,基板薄膜部51对与功能性元件40c的界面施加的剪切应力也小。因此,根据温度传感器1cb,防止或抑制不进行加热、冷却时的基板50cb与功能性元件40c、电极70c发生剥离、以及向功能性元件40c、电极70c发生裂纹。

另外,温度传感器1cb具备电极70cb1、70cb2(70c)。因此,根据温度传感器1cb,能够检测功能性元件40c的表面附近的电导率发生变化而检测功能性元件40c的晶粒的晶体结构,并检测热历程的最高温度、压力历程的最高压力。

即,根据温度传感器1cb,使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,可以得到防止或抑制基板与功能性元件、电极发生剥离、以及向功能性元件、电极发生裂纹的、廉价的温度和压力传感器。

(第24实施方式)

图34为表示第24实施方式涉及的温度传感器的示意性截面图。图34所示的温度传感器1cc(1c)具备基板50cc(50c)、和在基板50cc上隔着电极70cc2层叠的功能性元件40c。另外,基板50cc具有在该基板与功能性元件40c的层叠方向上的厚度小的薄膜状的基板薄膜部51。温度传感器1cc还具备电极70c。电极70c在功能性元件40c的表面设置1个电极70cc1,且在基板50cc与功能性元件40c的界面设置1个电极70cc2。需要说明的是,由于基板50cc的基板薄膜部51与功能性元件40c隔着电极70c,因此不物理性地接触。

图34所示的第24实施方式涉及的温度传感器1cc与图33所示的温度传感器1cb相比,在功能性元件40c的表面设置1个电极70cc1、且在基板50cc与功能性元件40c的界面设置1个电极70cc2的方面不同。第24实施方式涉及的温度传感器1cc与第23实施方式涉及的温度传感器1cb在其它方面相同。因此,图34所示的第24实施方式涉及的温度传感器1cc、与图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb中,对相同部件赋予相同符号,构成和作用的省略说明。

第24实施方式涉及的温度传感器1cc的基板50cc(50c)与第22实施方式涉及的温度传感器1ca的基板50ca(50c)同样,因此省略说明。

<电极>

温度传感器1cc在功能性元件40c的表面设置1个电极70cc1,且在基板50cc与功能性元件40c的界面设置1个电极70cc2。电极70cc2在基板50cc与功能性元件40c的界面设置。即,按照电极70cc1和电极70cc2夹持功能性元件40c的方式配置。

对于温度传感器1cc而言,通过这样的电极70cc1和电极70cc2的配置,能够检测功能性元件40c的表面垂直方向的电导率发生变化。

电极70cc1和电极70cc2分别按照覆盖功能性元件40c的表背的表面整体的方式形成。即,电极70cc1和电极70cc2的图34中的面前和进深方向的长度与功能性元件40c的表背的表面的面前和进深方向的长度一致。

需要说明的是,作为温度传感器1cc的变形例,可以设为按照电极70cc1和电极70cc2中的1种以上覆盖功能性元件40c的表面的一部分的方式形成的温度传感器。即,可以使电极70cc1和电极70cc2的图34中的面前和进深方向的长度比功能性元件40c的表面的面前和进深方向的长度短。根据该变形例,功能性元件40c之中,电极70cc1和电极70cc2能够测定位于对置的部分的功能性元件40c的电导率等。

电极70c与功能性元件40c的表背的表面电连接。功能性元件40c如上所述,根据温度变化、压力变化而晶粒的晶体结构发生变化随之电导率等物性发生变化。电极70cc1和70cc2检测根据温度变化、压力变化而晶粒的晶体结构发生变化随之功能性元件40c的表面垂直方向的电导率发生变化。

需要说明的是,包括电极70cc1和70cc2在内,电极70c的数量可以设为2个以上。即,电极70c可以在功能性元件40c的表面设置1个以上,且在基板50cc与功能性元件40c的界面设置1个以上。具体来说,温度传感器1cc的作为变形例,在电极70cc1和70cc2的基础上,可以与电极70cc1和70cc2分开进一步设置1个以上未图示的电极70c。像这样,若设置多个电极70c,则能够高精度地检测功能性元件40c的电导率的变化。

作为电极70cc1和70cc2的材质,可以使用与图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb的电极70cb1和70cb2的材质同样的材质。电极70cc1和70cc2的厚度与图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb的电极70cb1和70cb2同样。

<温度传感器的作用>

图34所示的第24实施方式涉及的温度传感器1cc显示与图32所示的第22实施方式涉及的温度传感器1ca同样的作用。

需要说明的是,温度传感器1cc与图33所示的第23实施方式涉及的温度传感器1cb不同,基板薄膜部51与功能性元件40c不接触。因此,在不进行加热、冷却的情况下,不发生基板薄膜部51在与功能性元件40c的界面对功能性元件40c施加的剪切应力。另外,温度传感器1cc中,不发生基于加热、冷却导致的基板薄膜部51与功能性元件40c的热膨胀系数之差的剪切应力。因此,温度传感器1cc中,防止或抑制基板50ca与功能性元件40c、电极70c发生剥离、以及向功能性元件40c、电极70c发生裂纹。

另外,温度传感器1cc具备电极70cc1、70cc2,因此能够检测功能性元件40c的表面垂直方向的电导率发生变化而检测功能性元件40c的晶粒的晶体结构,并检测热历程的最高温度、压力历程的最高压力。

需要说明的是,温度传感器1cc中,电极70cc2在基板薄膜部51与功能性元件40c的界面设置,因此基板薄膜部51与功能性元件40c不物理接触。因此,温度传感器1cc中,关于对基板薄膜部51施加的超声波照射压力等微小压力,有可能由于电极70cc2衰减为到达功能性元件40c为止。因此,温度传感器1cc与第22和第23实施方式涉及的温度传感器1ca和1cb相比,超声波照射压力等微小压力的检测能力有可能降低。但是,温度传感器1cc也具有比超声波照射压力大的压力的检测能力。

<温度传感器的效果>

根据温度传感器1cc,起到与图32所示的第22实施方式涉及的温度传感器1ca同样的效果。

另外,温度传感器1cc由于基板薄膜部51与功能性元件40c不物理接触,因此不发生基于加热、冷却导致的基板薄膜部51与功能性元件40c的热膨胀系数之差的剪切应力。因此,根据温度传感器1cc,防止或抑制加热、冷却导致的基板50cc与功能性元件40c、电极70c发生剥离、以及向功能性元件40c、电极70c发生裂纹。

另外,温度传感器1cc由于基板薄膜部51与功能性元件40c物理接触,因此在不进行加热、冷却的情况下,也不发生基板薄膜部51对与功能性元件40c的界面施加的剪切应力。因此,根据温度传感器1cc,防止或抑制不进行加热、冷却时的基板50cc与功能性元件40c、电极70c发生剥离、以及向功能性元件40c、电极70c发生裂纹。

另外,温度传感器1cc具备电极70cc1、70cc2(70c)。因此,根据温度传感器1cc,能够检测功能性元件40c的表面垂直方向的电导率发生变化而检测功能性元件40c的晶粒的晶体结构,并检测热历程的最高温度、压力历程的最高压力。

即,根据温度传感器1cc,使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,可以得到防止或抑制基板与功能性元件、电极发生剥离、以及向功能性元件、电极发生裂纹的、廉价的温度和压力传感器。

实施例

以下,通过实施例进一步详细说明本实施方式,但本实施方式不限于这些实施例。

[实施例1]

(功能性氧化钛的制备)

首先,准备包含金红石型和锐钛矿型的tio2作为原料。将该tio2的x射线衍射结果示于图14的(i)。接着,将该tio2在氢气气氛中以1140℃烧成2小时,结果得到ti3o5粉末。将所得到的ti3o5粉末的x射线衍射结果示于图14的(a)。由图14的(a)的x射线衍射结果可知,所得到的ti3o5粉末中,λ型ti3o5与β型ti3o5在一个粉末试样中混合存在(共存)。需要说明的是,所得到的ti3o5粉末由后述的加热试验的结果可知,通过加热变成tio2,变化成的tio2在冷却后也维持tio2的状态,因此是功能性氧化钛。

(功能性氧化钛成型体的制备)

接着,使用油压机和成型模具,对所得到的ti3o5粉末施加20~400mpa的压力,制作图1所示的圆柱状的成型体。该成型体为ti3o5粉末的压粉体。将该成型体的x射线衍射结果示于图14的(b)。由图14的(b)可知,该成型体与图14的(a)所示的ti3o5粉末同样,包含λ型ti3o5与β型ti3o5的混合存在的物质。

(功能性氧化钛成型体的加热试验)

对于所得到的成型体,在空气中改变加热温度进行加热的试验。具体来说,准备多个包含ti3o5的成型体作为样品,分别进行加热到250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、550℃的加热试验。对于加热试验后的样品,进行x射线衍射。将加热到250℃、300℃、350℃、400℃、450℃和550℃后的样品的x射线衍射结果分别示于图14的、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)和(h)。由这些x射线衍射结果可知,随着加热温度变高,β相ti3o5减少,λ相ti3o5增加。另外,可知若加热温度超过350℃,则tio2的衍射峰开始出现,若加热至550℃则成为仅与图14的(i)同样的tio2的衍射峰。

像这样,所得到的成型体、以及构成该成型体的ti3o5粉末在加热前具有β-ti3o5的晶粒和λ-ti3o5的晶粒中的1种以上的晶粒。并且,成型体、以及构成该成型体的ti3o5粉末具有在加热到350℃以上时β-ti3o5的晶粒和λ-ti3o5的晶粒中的1种以上的晶粒的至少一部分变成tio2的晶粒的性质。此外,可知通过加热变化的晶体结构在冷却后也维持。因此,可知成型体、以及构成该成型体的ti3o5粉末的材质为功能性氧化钛。另外,可知成型体是包含功能性氧化钛的功能性元件40aa,也是构成温度传感器1aa的温度传感器主体10aa。另外,可知成型体也是包含功能性氧化钛的功能性元件40b、40c。

(温度传感器的制备)

首先,用反应性离子蚀刻法来蚀刻平板状的si基板的表面的中央部。由此,在平板状的si基板的表面的中央部形成厚度10μm的基板薄膜部51。接着,通过溅射法,按照上述功能性元件40c(40aa、40b)与厚度1.0mm的平板状的si基板物理接触的方式层叠,使平板状的si基板与功能性元件40一体化。其结果可以得到图32所示的温度传感器1ca。需要说明的是,基板薄膜部51的厚度为10μm而较薄,因此可知温度传感器1ca还作为能够检测超声波照射压力等微小压力的压力传感器发挥功能。

日本特愿2016-170756号(申请日:2016年9月1日)、日本特愿2016-187923号(申请日:2016年9月27日)和日本特愿2016-208521号(申请日:2016年10月25日)的全部内容引用于此。

以上,按照实施例对本实施方式的内容进行了说明,但本实施方式不限于这些记载,本领域技术人员当然知道可以进行各种变形和改良。

产业上的可利用性

根据第1温度传感器中使用的功能性元件和第1温度传感器,能够利用伴随构成功能性元件的功能性氧化钛的晶粒的晶体结构的变化而物性发生变化来测定温度。在此,作为伴随功能性氧化钛的晶粒的晶体结构的变化而变化的物性,例如可以举出电导率和颜色中的1种以上。

另外,根据第1温度传感器中使用的功能性元件和第1温度传感器,能够进行350℃以上的高温区域内的温度测定。因此,根据本发明的功能性元件和温度传感器,能够进行要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘等中的温度测定。

第1温度传感器中使用的功能性元件和第1温度传感器例如可以在要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘、管道等中使用。

根据第2温度传感器,使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,可以得到防止功能性元件与电极发生剥离以及向功能性元件、电极发生裂纹的、廉价的温度传感器。

第2温度传感器例如可以在要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘、管道等中使用。

根据第3温度传感器,使用根据温度变化而物性发生变化的廉价的功能性元件,可以得到防止或抑制基板与功能性元件、电极发生剥离、以及向功能性元件、电极发生裂纹的、廉价的温度和压力传感器。

第3温度传感器例如可以在要求350℃以上的高温区域内的温度测定的、电炉、配电盘、管道等中使用。另外,第3温度传感器还可以作为能够检测超声波照射压力等压力的压力传感器使用。

符号说明

1a、1aa、1ab、1ac、1ad、1ae、1af、1ag、1ah、1ai、1aj、1ak、1al、1am、1b、1ba、1bb、1bc、1bd、1be、1bf、1bg、1bh、100ba、100bb、1c、1ca、1cb、1cc、100ca、100cb、100cc温度传感器

10a、10aa、10ab、10ac、10ad、10ae、10af、10ag、10ah、10ai、10aj、10ak、10al、10am温度传感器主体

30a、30ac、30ad、30ae、30af、30ag、30ah、30ai、30aj母材

40a、40aa、40ab、40ac、40ad、40ae、40af、40ag、40ah、40ai、40aj、40b、40c功能性元件

45由功能性氧化钛构成的粒子的连结体

50a、50b、50c、150基板

51基板薄膜部

52基板壁部

53基板外周部

60容器

70a、70aa、70ab、70ac、70ad、70ae、70af、70b、70c电极

75引线

80b热应力缓和层

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