PTC热敏陶瓷是什么材料

PTC热敏陶瓷是什么材料

1950年荷兰Hagman等人，在Ba-Ti03材料中掺入微量元素，比如Sb，La，Sm,GdHo等，其常温电阻率下降到10-2〜104欧姆.cm。与此同时当温度超过材料的居里温度，在几十度温度范围内，其电阻率增大4一10个数量级，即产生所谓PTC效应。

BaTi03是一种典型的钙钛矿结构。BaTi03系半导体陶瓷的制造方法与一般的电子陶瓷材料基本相同。只是对原材料BaTi03的纯度、掺杂成分的均匀性及工艺过程的控制有较高的要求。特别是BaTi03半导体陶瓷与金属银电极的接触面电阻可高达10的3次方欧姆,并有整流特性，故一般采用镀镍电极等，形成良好的欧姆接触。

为了制造性能优良的PTC热敏电阻，首先是使使BaTiO3半导化，其途径有两条：1.掺入施主杂质，选择化合价高于Ba2+的元素取代Ba2+位，或者选择化合价高于Ti4+的元素取代TI4+，如Nb5+等。无论哪一种情况都在禁带中形成施主能级，使BaTi03成为n型半导体；2.材料在还原氯氛中烧结，使之产生氧缺位，因之在禁带中产生施主能级，在室温下形成n型电导；另外，在配料中加入适量的AL203、Si02、Ti02，这种AST玻璃相可以吸附或吸收原料中带入的对半导化有害的杂质，降低材料电阻率。在原料不纯的条件下，还可通过适当缩短最高烧结温度、保温时间、快速降温与阶段保温相结合等方法，在一定程度上降低材料电阻率。

BaTi03材料的居里温度为120摄氏度，电阻率一温度特性在居里温度发生突变，由于PbTi03铁电材料的居里温度约为500摄氏度,故加入PbO可以提高居里温度，理论上可在120〜500‘C之间调节。

关于BaTi03半导瓷的PTC效应至今没有一种成熟的理论解释•Heywang假设在施主掺杂BaTi03半导体陶瓷的晶粒边界处存在着二维曼主型表面态，这些表面态与晶界内载流子相互作用，从而在晶粒表面产生势垒层。基于这个假设,海旺模型成功解释了PTC效应。另外Deniels等人提出了晶粒表面钡缺位高阻层模型。

PTC热敏电阻主要用于温度传感器、温度补偿、过热过电流保护、时间延迟元件、自动消磁、马达启动器和加热器等。