東(dōng)莞市源林(lín)電(diàn)子科技有(yǒu)限公(gōng)司

PTC（PosiTIve Temperature Coeff1Cient）是(shì)指在(zài)某一(yī)温(wēn)度(dù)下(xià)電(diàn)阻急剧增加、具有(yǒu)正(zhèng)温(wēn)度(dù)系(xì)數的(de)热(rè)敏電(diàn)阻現(xiàn)象(xiàng)或(huò)材料，可(kě)專門(mén)用(yòng)作(zuò)恒定(dìng)温(wēn)度(dù)傳感(gǎn)器．該材料是(shì)以BaTIO3或(huò)SrTIO3或(huò)PbTIO3为(wèi)主要(yào)成(chéng)分(fēn)的(de)燒结體(tǐ)，其(qí)中(zhōng)摻入(rù)微量(liàng)的(de)Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化(huà)物(wù)進(jìn)行原子價控制而(ér)使之(zhī)半導化(huà)，常将这(zhè)種(zhǒng)半導體(tǐ)化(huà)的(de)BaTiO3等材料簡稱为(wèi)半導（體(tǐ)）瓷；同(tóng)时(shí)還(huán)添加增大(dà)其(qí)正(zhèng)電(diàn)阻温(wēn)度(dù)系(xì)數的(de)Mn、Fe、Cu、Cr的(de)氧化(huà)物(wù)和(hé)起(qǐ)其(qí)他(tā)作(zuò)用(yòng)的(de)添加物(wù)，采用(yòng)一(yī)般陶瓷工藝成(chéng)形、高温(wēn)燒结而(ér)使钛酸(suān)鉑等及(jí)其(qí)固溶體(tǐ)半導化(huà)，從而(ér)得到(dào)正(zhèng)特(tè)性(xìng)的(de)热(rè)敏電(diàn)阻材料．其(qí)温(wēn)度(dù)系(xì)數及(jí)居(jū)里(lǐ)點(diǎn)温(wēn)度(dù)随組分(fēn)及(jí)燒结条(tiáo)件(jiàn)（尤其(qí)是(shì)冷(lěng)卻温(wēn)度(dù)）不(bù)同(tóng)而(ér)變(biàn)化(huà)．

钛酸(suān)鋇晶體(tǐ)屬于鈣钛矿型结構，是(shì)一(yī)種(zhǒng)铁(tiě)電(diàn)材料，純钛酸(suān)鋇是(shì)一(yī)種(zhǒng)絕緣材料．在(zài)钛酸(suān)鋇材料中(zhōng)加入(rù)微量(liàng)稀土(tǔ)元(yuán)素，進(jìn)行适當热(rè)處(chù)理(lǐ)後(hòu)，在(zài)居(jū)里(lǐ)温(wēn)度(dù)附近(jìn)，電(diàn)阻率陡增幾(jǐ)个(gè)數量(liàng)級，産生(shēng)PTC效應(yìng)，此(cǐ)效應(yìng)與(yǔ)BaTiO3晶體(tǐ)的(de)铁(tiě)電(diàn)性(xìng)及(jí)其(qí)在(zài)居(jū)里(lǐ)温(wēn)度(dù)附近(jìn)材料的(de)相變(biàn)有(yǒu)關(guān)．钛酸(suān)鋇半導瓷是(shì)一(yī)種(zhǒng)多晶材料，晶粒(lì)之(zhī)間(jiān)存在(zài)着晶粒(lì)間(jiān)界面(miàn)．該半導瓷當达(dá)到(dào)某一(yī)特(tè)定(dìng)温(wēn)度(dù)或(huò)電(diàn)压，晶體(tǐ)粒(lì)界就(jiù)發(fà)生(shēng)變(biàn)化(huà)，從而(ér)電(diàn)阻急剧變(biàn)化(huà)．

钛酸(suān)鋇半導瓷的(de)PTC效應(yìng)起(qǐ)因于粒(lì)界（晶粒(lì)間(jiān)界）．对(duì)于導電(diàn)電(diàn)子来(lái)说(shuō)，晶粒(lì)間(jiān)界面(miàn)相當于一(yī)个(gè)勢壘．當温(wēn)度(dù)低(dī)时(shí)，由于钛酸(suān)鋇內(nèi)電(diàn)场(chǎng)的(de)作(zuò)用(yòng)，導致(zhì)電(diàn)子极(jí)容易越过(guò)勢壘，則電(diàn)阻值較小．當温(wēn)度(dù)升(shēng)高到(dào)居(jū)里(lǐ)點(diǎn)温(wēn)度(dù)（即臨界温(wēn)度(dù)）附近(jìn)时(shí)，內(nèi)電(diàn)场(chǎng)受到(dào)破壞，它(tā)不(bù)能(néng)幫助導電(diàn)電(diàn)子越过(guò)勢壘．这(zhè)相當于勢壘升(shēng)高，電(diàn)阻值突然增大(dà)，産生(shēng)PTC效應(yìng)．钛酸(suān)鋇半導瓷的(de)PTC效應(yìng)的(de)物(wù)理(lǐ)模型有(yǒu)海(hǎi)望表(biǎo)面(miàn)勢壘模型、丹尼爾斯等人(rén)的(de)鋇缺位(wèi)模型和(hé)疊加勢壘模型，它(tā)们(men)分(fēn)别從不(bù)同(tóng)方(fāng)面(miàn)对(duì)PTC效應(yìng)作(zuò)出(chū)了(le)合理(lǐ)解(jiě)釋．

實(shí)验(yàn)表(biǎo)明(míng)，在(zài)工作(zuò)温(wēn)度(dù)範圍內(nèi)，PTC热(rè)敏電(diàn)阻的(de)電(diàn)阻-温(wēn)度(dù)特(tè)性(xìng)可(kě)近(jìn)似用(yòng)實(shí)验(yàn)公(gōng)式表(biǎo)示：

RT=RT0expBp（T-T0）

式中(zhōng)RT、RT0表(biǎo)示温(wēn)度(dù)为(wèi)T、T0时(shí)電(diàn)阻值，Bp为(wèi)該種(zhǒng)材料的(de)材料常數．

PTC效應(yìng)起(qǐ)源于陶瓷的(de)粒(lì)界和(hé)粒(lì)界間(jiān)析出(chū)相的(de)性(xìng)質(zhì)，並(bìng)随雜質(zhì)種(zhǒng)類(lèi)、濃度(dù)、燒结条(tiáo)件(jiàn)等而(ér)産生(shēng)顯著變(biàn)化(huà)．近(jìn)，進(jìn)入(rù)實(shí)用(yòng)化(huà)的(de)热(rè)敏電(diàn)阻中(zhōng)有(yǒu)利用(yòng)矽片(piàn)的(de)矽温(wēn)度(dù)敏感(gǎn)元(yuán)件(jiàn)，这(zhè)是(shì)體(tǐ)型且(qiě)精度(dù)高的(de)PTC热(rè)敏電(diàn)阻，由n型矽構成(chéng)，因其(qí)中(zhōng)的(de)雜質(zhì)産生(shēng)的(de)電(diàn)子散(sàn)射随温(wēn)度(dù)上(shàng)升(shēng)而(ér)增加，從而(ér)電(diàn)阻增加．

PTC热(rè)敏電(diàn)阻以钛酸(suān)鋇为(wèi)主要(yào)材料的(de)PTC热(rè)敏電(diàn)阻．PTC热(rè)敏電(diàn)阻在(zài)工業上(shàng)可(kě)用(yòng)作(zuò)温(wēn)度(dù)的(de)測量(liàng)與(yǔ)控制，也(yě)用(yòng)于汽車某部(bù)位(wèi)的(de)温(wēn)度(dù)檢測與(yǔ)調节(jié)，還(huán)大(dà)量(liàng)用(yòng)于民(mín)用(yòng)設備，如(rú)控制瞬間(jiān)開(kāi)水(shuǐ)器的(de)水(shuǐ)温(wēn)、空(kōng)調器與(yǔ)冷(lěng)庫的(de)温(wēn)度(dù)，利用(yòng)本(běn)身(shēn)加热(rè)作(zuò)气(qì)體(tǐ)分(fēn)析和(hé)風(fēng)速機(jī)等方(fāng)面(miàn)．下(xià)面(miàn)簡介一(yī)例对(duì)加热(rè)器、馬达(dá)、變(biàn)压器、大(dà)功率晶體(tǐ)管等電(diàn)器的(de)加热(rè)和(hé)过(guò)热(rè)保護方(fāng)面(miàn)的(de)應(yìng)用(yòng)。

PTC热(rè)敏電(diàn)阻除用(yòng)作(zuò)加热(rè)元(yuán)件(jiàn)外(wài)，同(tóng)时(shí)還(huán)能(néng)起(qǐ)到(dào)“開(kāi)關(guān)”的(de)作(zuò)用(yòng)，兼有(yǒu)敏感(gǎn)元(yuán)件(jiàn)、加热(rè)器和(hé)開(kāi)關(guān)三種(zhǒng)功能(néng)，稱之(zhī)为(wèi)“热(rè)敏開(kāi)關(guān)”．電(diàn)流通(tòng)过(guò)元(yuán)件(jiàn)後(hòu)引起(qǐ)温(wēn)度(dù)升(shēng)高，即發(fà)热(rè)體(tǐ)的(de)温(wēn)度(dù)上(shàng)升(shēng)，當超过(guò)居(jū)里(lǐ)點(diǎn)温(wēn)度(dù)後(hòu)，電(diàn)阻增加，從而(ér)限制電(diàn)流增加，于是(shì)電(diàn)流的(de)下(xià)降導致(zhì)元(yuán)件(jiàn)温(wēn)度(dù)降低(dī)，電(diàn)阻值的(de)減小又使電(diàn)路(lù)電(diàn)流增加，元(yuán)件(jiàn)温(wēn)度(dù)升(shēng)高，周而(ér)複始，因此(cǐ)具有(yǒu)使温(wēn)度(dù)保持(chí)在(zài)特(tè)定(dìng)範圍的(de)功能(néng)，又起(qǐ)到(dào)開(kāi)關(guān)作(zuò)用(yòng)．利用(yòng)这(zhè)種(zhǒng)阻温(wēn)特(tè)性(xìng)做成(chéng)加热(rè)源，作(zuò)为(wèi)加热(rè)元(yuán)件(jiàn)應(yìng)用(yòng)的(de)有(yǒu)暖風(fēng)器、電(diàn)烙铁(tiě)、烘衣櫃、空(kōng)調等，還(huán)可(kě)对(duì)電(diàn)器起(qǐ)到(dào)过(guò)热(rè)保護作(zuò)用(yòng)