热敏电阻材料与应用

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热敏电阻的实验报告

热敏电阻的实验报告

热敏电阻的实验报告热敏电阻的实验报告引言:热敏电阻是一种能够根据温度变化而改变电阻值的元件。

它在各个领域中有着广泛的应用,如温度传感器、温度控制系统等。

本次实验旨在通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值,探究其特性和应用。

实验装置和方法:实验所需材料和仪器有:热敏电阻、恒温水槽、数字万用表、电源等。

1. 将热敏电阻连接到电源和数字万用表上;2. 将热敏电阻浸入恒温水槽中;3. 调节恒温水槽的温度,并记录相应的电阻值。

实验结果和分析:通过实验测量得到了一系列不同温度下的电阻值数据。

将这些数据绘制成温度-电阻值曲线,可以看出热敏电阻的特性。

首先,从曲线的形状可以看出,热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低,呈现出一个负温度系数特性。

这意味着当温度升高时,电阻值减小,反之亦然。

这一特性使得热敏电阻在温度测量和控制中有着重要的应用。

其次,曲线的斜率也反映了热敏电阻的敏感度。

斜率越大,表示电阻值对温度变化的敏感度越高。

因此,选择合适的热敏电阻可以实现对温度变化的精确控制。

此外,曲线上还可能存在一些拐点或平台。

这些拐点或平台对应着热敏电阻的临界温度,当温度超过或低于这些临界温度时,热敏电阻的电阻值会发生急剧变化。

这种特性使得热敏电阻在温度保护和报警系统中起到重要作用。

应用实例:1. 温度传感器:热敏电阻可以用来测量环境温度,例如室内温度、液体温度等。

通过将热敏电阻与电路连接,可以将电阻值转换为电压或电流信号,从而实现温度的准确测量。

2. 温度控制系统:热敏电阻可以与温度控制器相结合,实现对温度的自动控制。

当温度超过或低于设定的阈值时,热敏电阻的电阻值会发生变化,从而触发控制器采取相应的控制措施,如启动或关闭冷却装置。

3. 温度报警系统:热敏电阻可以用于监测温度变化并触发报警。

当温度超过或低于设定的警戒值时,热敏电阻的电阻值会发生突变,从而触发报警装置,提醒人们采取相应的措施。

结论:通过本次实验,我们深入了解了热敏电阻的特性和应用。

热敏材料的研究与应用

热敏材料的研究与应用

热敏材料的研究与应用热敏材料是一种在受到热能刺激时会发生性能变化的材料,广泛应用于生活、科技、医疗等领域。

研究和应用热敏材料已成为近年来的研究热点之一。

一、热敏材料的分类热敏材料按照响应方式可分为两类:一类是热致变形,即在热能的刺激下,热敏材料会发生尺寸变化,如热收缩材料和热膨胀材料;另一类是热致性能变化,即材料在热能刺激下会发生性能变化,如温度敏感材料和光敏材料。

二、热敏材料的应用1. 温度测量温度敏感材料是热敏材料的一种,是一种温度测量的方法。

与传统的温度测量方法相比,温度敏感材料具有快速、准确、非接触等优势,因此在诸如家电、汽车、空调等领域得到广泛应用。

2. 热敏电阻材料热敏电阻材料是一种在温度变化时电阻值发生明显变化的材料。

热敏电阻材料的电阻值变化率随时间呈指数增长,具有良好的快速响应性能。

因此,热敏电阻材料被广泛应用于电子产品的温度自动控制、温度计、温度开关等方面。

3. 热敏变色材料热敏变色材料是一种随温度变化会发生颜色变化的材料。

热敏变色材料在膜层厚度、溶液浓度、沉积时间等方面存在着很大的控制自由度。

因此,热敏变色材料有很大的应用潜力,如食品探针、激光打印、显示屏培训等。

4. 温度感应器件温度感应器件是一种利用温度敏感材料制成的传感器件。

温度感应器件可以通过高精度的温度变化检测来监测环境的变化情况。

在医疗设备、大气监测、工业零部件检测等领域,温度感应器件被广泛使用。

三、热敏材料的研究热敏材料的研究不仅涉及材料学、化学、物理等多个学科领域,也涉及到计算机科学、机械工程等领域。

当前,热敏材料的研究重点主要包括以下几个方面:1. 材料的合成与制备技术合成和制备热敏材料是研究热敏材料的重点之一。

当前,化学方法、物理方法、生物技术和综合技术等多种技术方法被广泛应用于热敏材料的合成和制备。

2. 材料的性能研究热敏材料的性能研究也是热敏材料研究的重点之一。

其中包括温度响应、初级性质、光学性质等方面,这些研究可以提高热敏材料的元器件性能。

热敏电阻功能材料(功能与应用以及原理)

热敏电阻功能材料(功能与应用以及原理)

热敏陶瓷
thermistor ceramics
热敏陶瓷是指对温度变化敏感的陶瓷材料。 热敏电容
热 敏 陶 瓷
正温度系数热敏电阻
(BaTiO3半导体瓷)
热敏电阻
负温度系数热敏电阻
热释电材料
(MnCoNi半导体瓷)
热敏电阻是一种电阻值随温度变化的电阻元件。 电阻值随温度升高而增加的称为正温度系数(PTC)热敏电阻 电阻值随温度升高而减小的称为负温度系数(NTC)热敏电阻
(4) BaTiO3PTC陶瓷的生产工艺 以居里点Tc为100℃的PTC BaTiO3陶瓷为例。 (1-y)(Ba1-xCaxTi1.01O3).ySrSnO3+0.002La2O3 +0.006Sb2O3+0.0004MnO2+0.0025SiO2+ 0.00167Al2O3+0.001Li2CO3 A、原料:一般应采用高纯度的原料,特别要控制受主杂 质的含量,把Fe、Mg等杂质含量控制在最低限度。一 般控制在0.01mol%以下。 B、掺杂:施主掺杂物La2O3、Nb2O5、Y2O3等宜在合成 时引入,含量在0.2~0.3mol%这样一个狭窄的范围内。 C、瓷料制备及成型:传统的工艺难以解决纯度和均匀性 的问题,现已经开始采用液相法。 D、烧成:PTC陶瓷必须在空气或氧气氛中烧本星
热敏电阻材料与应用
敏感陶瓷是某些传感器中的关键材料,用于制 作敏感元件,敏感陶瓷多属于半导体陶瓷,是继 单晶半导体材料之后,又一类新型多晶半导体电 子陶瓷。 敏感陶瓷是根据某些陶瓷的电阻率、电动势 等物理量对热、湿、光、电压及某些气体,某种 离子的变化特别敏感这一特性,按其相应的特性, 可把这些材料分别称为热敏、湿敏、光敏、压敏、 气敏及离子敏感陶瓷。

热敏电阻特性测量及应用实验报告

热敏电阻特性测量及应用实验报告

热敏电阻特性测量及应用实验报告一、实验目的1.了解热敏电阻的原理和特性;2.掌握热敏电阻的测量方法和技巧;3.通过实验探究热敏电阻的应用。

二、实验仪器与材料仪器:数字万用表、恒流源、温度计;材料:热敏电阻、直流电源。

三、实验原理热敏电阻是利用物质的电阻随温度的变化而变化的特性来实现温度测量的元件。

其电阻值与温度之间存在一定的函数关系,常用的是指数函数关系。

热敏电阻在使用时需要进行测量,常用的测量方法有电桥法和恒流源法。

在电桥法中,利用“桥臂比法”,在恒定电流的情况下,通过对电桥中的“调零”和“调谐”进行调整,在测得电桥平衡时,就可以得到热敏电阻的阻值。

在恒流源法中,利用恒流源对热敏电阻施加恒定电流,通过测量热敏电阻的电压降,进而计算出其阻值。

四、实验步骤1.将实验仪器接线如图所示;2.校准恒流源,使其输出电流为100mA;3.利用数字万用表检验电路通路是否畅通;4.调整实验室温度至指定范围内,读取实验用温度计的读数,并标定与所用热敏电阻的阻值对应的温度值;5.分别采用电桥法和恒流源法测量热敏电阻的阻值,并记录。

五、实验结果及分析1.利用电桥法测量的热敏电阻阻值为300Ω;2.利用恒流源法测量的热敏电阻阻值为280Ω。

六、实验结论通过本次实验,我们深入了解了热敏电阻的原理和特性,学会了热敏电阻的测量方法和技巧,并对其应用进行了探究。

实验结果表明,不同测量方法所得的热敏电阻阻值略有差异。

在实际应用中,需要综合考虑测量方法的准确性和应用场合的实际情况进行选择。

七、实验感想通过本次实验,我们不仅掌握了实际操作技能,还深入了解了热敏电阻的原理和应用,从而更好地认识到电阻的重要性和测量的必要性。

在今后的学习和应用中,我们将更加注重实践操作,探索创新,为科学技术的发展做出更大的贡献。

NTC热敏电阻应用

NTC热敏电阻应用

NTC热敏电阻的原理及应用1、原理NTC热敏电阻是指负温度系数热敏电阻。

它是以锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)和铝(Al)等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上类似锗、硅等半导体材料。

温度低时,NTC热敏电阻材料的载流子(电子-空穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,受热激发跃迁到较高能级而产生新的电子-空穴,使参加导电的载流子数目增加,所以电阻值降低。

NTC热敏电阻的阻值在室温下的变化范围为1欧姆 - 106欧姆,温度系数为-2% - -6%。

利用NTC热敏电阻器的不同特性,可广泛应用在温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

1.1、主要参数零功率电阻(Rt):“零功率”一词容易使人费解,因为物理含义上的零功率检测是不存在的,工程含义是自热导致的电阻值变化相对于总的测量误差可以忽略不计。

通常,对NTC热敏电阻的零功率测量是在恒温槽中进行,影响总的测量误差有二个主要因素:一是通过NTC热敏电阻的电流,二是恒温槽精度。

一般说来,减少通过NTC热敏电阻的电流的方法比较多,一但电流下降到一定程度,影响测量误差的往往是恒温槽的精度。

B值:NTC热敏电阻器的材料常数(热敏指数),可以通过测量NTC热敏电阻在25℃和50℃(或85℃)时的电阻值后计算得出。

B值是与电阻温度系数成正比的,也就是说B值越大,其电阻温度系数也就越大。

但不能简单地说B值是大好还是小好,作温度测量使用时,B值大则在测量低温和常温时灵敏度高,而在测量高温时灵敏度低,B值小则相反;作温度补偿使用时,则要根据需补偿的元件特性选择合适的B值;作抑制浪涌使用时,B值大则通过电流能力强、残余电阻小、消耗功耗低。

B值被定义为:式中,RT1 :温度 T1 ( K )时的零功率电阻值; RT2 :温度 T2 ( K )时的零功率电阻值;T1、T2 :两个被指定的温度( K )自热:当我们对NTC热敏电阻进行测量和运用时总会通过一定量的电流,这一电流使NTC热敏电阻自身产生热量。

热敏电阻25°电阻值

热敏电阻25°电阻值

热敏电阻25°电阻值(实用版)目录1.热敏电阻的概述2.热敏电阻的工作原理3.25°C 电阻值的定义和计算方法4.热敏电阻的应用领域5.结论正文一、热敏电阻的概述热敏电阻,全称热敏电阻器,是一种金属氧化物半导体材料制成的电阻值随温度变化而变化的电阻器。

热敏电阻具有体积小、重量轻、响应速度快等特点,广泛应用于各种电子产品和工业控制领域。

二、热敏电阻的工作原理热敏电阻的工作原理主要是基于金属氧化物半导体材料的特性。

这种材料在温度变化时会改变其电阻值,呈现出很好的热敏性能。

当热敏电阻的温度升高时,其电阻值会减小;反之,当温度降低时,其电阻值会增加。

这种特性使得热敏电阻能够将温度变化转换为电阻值的变化,从而实现对温度的监测和控制。

三、25°C 电阻值的定义和计算方法25°C 电阻值指的是热敏电阻在 25 摄氏度下的电阻值。

这个值可以通过测量热敏电阻在不同温度下的电阻值,然后利用数学模型进行插值计算得到。

通常,热敏电阻的电阻值会随着温度的升高而减小,因此 25°C 电阻值通常会作为一个基准值,用于判断热敏电阻在不同温度下的性能表现。

四、热敏电阻的应用领域热敏电阻广泛应用于各种电子产品和工业控制领域。

例如,在计算机、手机等电子产品中,热敏电阻常用于监测和控制芯片的温度,以保证芯片在合适的温度范围内工作,避免因温度过高导致的性能下降或损坏。

此外,热敏电阻还应用于家电、工业设备、环境监测等领域,实现对温度的精确控制和监测。

五、结论热敏电阻是一种具有良好热敏性能的半导体材料,其电阻值随温度变化而变化。

25°C 电阻值是热敏电阻的一个重要参数,可以作为判断其性能的基准值。

NTC热敏电阻原理及应用

NTC热敏电阻原理及应用

NTC热敏电阻原理及应用NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。

是使用单一高纯度材料、具有接近理论密度结构的高性能陶瓷。

因此,在实现小型化的同时,还具有电阻值、温度特性波动小、对各种温度变化响应快的特点,可进行高灵敏度、高精度的检测。

NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。

它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。

NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10O~1000000欧姆,温度系数-2%~-6.5%。

NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

零功率电阻值 RT(Ω):RT指在规定温度 T 时,采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。

电阻值和温度变化的关系式为:RT = RN expB(1/T – 1/TN)RT :在温度 T ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。

RN :在额定温度 TN ( K )时的 NTC 热敏电阻阻值。

T :规定温度( K )。

B : NTC 热敏电阻的材料常数,又叫热敏指数。

exp:以自然数 e 为底的指数(e = 2.71828 …)。

该关系式是经验公式,只在额定温度 TN 或额定电阻阻值 RN 的有限范围内才具有一定的精确度,因为材料常数B 本身也是温度 T 的函数。

额定零功率电阻值 R25 (Ω):根据国标规定,额定零功率电阻值是 NTC 热敏电阻在基准温度25 ℃ 时测得的电阻值 R25,这个电阻值就是 NTC 热敏电阻的标称电阻值。

NTC热敏电阻的作用

NTC热敏电阻的作用

NTC热敏电阻的作用NTC热敏电阻(Negative Temperature Coefficient Thermistor)是一种温度传感器,其主要作用是通过改变电阻值来根据与环境温度的变化来感知温度。

本文将从原理、特性、应用及优缺点等方面详细介绍NTC 热敏电阻的作用。

首先,我们来讨论NTC热敏电阻的工作原理。

NTC热敏电阻是根据半导体材料的温度特性设计而成。

在NTC热敏电阻中,材料的电阻值随环境温度的升高而逐渐下降,这是因为半导体材料的导电性随温度升高而增加的缘故。

因此,当NTC热敏电阻架设在一个电路中时,随着环境温度的变化,其电阻值也会随之改变,从而实现了温度的测量功能。

接下来,我们将讨论NTC热敏电阻的特性。

NTC热敏电阻具有以下几个主要特点:1.温度响应速度快:NTC热敏电阻对温度变化的响应速度非常快,可以实时感知温度的变化。

这使得NTC热敏电阻在需要快速反应的应用场景中非常适用,如温度控制系统中的温度测量。

2.可编程性:NTC热敏电阻的电阻-温度特性可以根据实际需求进行编程。

通过选用不同材料和结构,可以实现不同的电阻-温度特性。

这为不同温度范围的应用提供了更高的灵活性和适应性。

3.高灵敏度:由于NTC热敏电阻的电阻值随环境温度的变化而变化,因此可以达到较高的灵敏度。

这使得NTC热敏电阻在需要较高精度的温度测量和控制领域中具有重要作用。

4.成本低廉:与其他温度传感器相比,NTC热敏电阻的制造成本相对较低。

这使得NTC热敏电阻在大规模应用中非常具有竞争力。

1.温度测量与控制:NTC热敏电阻可以被广泛应用于各种温度测量与控制系统中。

它们可以用于室内温度测量、电子设备的温度监控、食品加热和烹饪过程控制等。

2.温度补偿:由于温度变化可能会影响电路的性能,NTC热敏电阻可以用于温度补偿电路中,帮助调整和稳定电路的性能。

3.温度补偿:NTC热敏电阻还可以用于汽车发动机中的温度测量。

通过测量发动机温度,可以有效监控发动机的工作状况,避免过热或过冷,从而提高发动机的工作效率和可靠性。

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热敏电阻材料与应用一、传感器定义和分类1、传感器的定义国家标准 GB7665-87 对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

2、传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种:(1)、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器。

(2)、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。

(3)、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和“0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。

3、传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。

因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。

表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。

4、传感器的动态特性所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。

在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。

这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。

最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

5、传感器的线性度通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。

在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。

拟合直线的选取有多种方法。

如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

6、传感器的灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△ y 对输入量变化△ x 的比值。

它是输出一输入特性曲线的斜率。

如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度 S 是一个常数。

否则,它将随输入量的变化而变化。

灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。

例如,某位移传感器,在位移变化 1mm 时,输出电压变化为 200mV ,则其灵敏度应表示为 200mV/mm 。

当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。

提高灵敏度,可得到较高的测量精度。

但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

二、热敏电阻的定义热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。

热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。

正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。

三、热敏电阻的材料简介敏感陶瓷是某些传感器中的关键材料,用于制作敏感元件,敏感陶瓷多属于半导体陶瓷,是继单晶半导体材料之后,又一类新型多晶半导体电子陶瓷。

敏感陶瓷是根据某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、光、电压及某些气体,某种离子的变化特别敏感这一特性,按其相应的特性,可把这些材料分别称为热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子敏感陶瓷。

热敏陶瓷是半导体陶瓷材料中的一类,其电阻率约为10-4~107Ω.cm。

陶瓷材料可以通过掺杂或者使化学计量比偏离而造成晶格缺陷等方法获得半导性。

半导体陶瓷的共同特点是:它们的导电性随环境而变化,利用这一特性,可制成各种不同类型的陶瓷敏感器件,如热敏、气敏、湿敏、压敏、光敏器件等。

热敏半导体陶瓷材料就是利用它的电阻、磁性、介电性等性质随温度而变化,用它作成的器件可作为温度的测定、线路温度补偿及稳频等,且具有灵敏度高、稳定性好、制造工艺简单及价格便宜等特点。

四、热敏电阻的分类按照热敏陶瓷的电阻-温度特性,一般可分为三大类:1、电阻随温度升高而增大的热敏电阻称为正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻;2、电阻随温度的升高而减少的热敏电阻称为负温度系数热敏电阻,简称NTC热敏电阻;3、电阻在某特定温度范围内急剧变化的热敏电阻,简称为CTR临界温度热敏电阻。

热敏电阻的应用五、PTC热敏陶瓷1、PTC热敏电阻的基本特性(1)电阻—温度特性其电阻—温度曲线(R-T曲线)见图8-1。

居里温度Tc可通过掺杂来调整。

(2)电阻温度系数α是指零功率电阻值的温度系数,其定义为:αT=1/R T*dR T/dT对于PTC,αT=2.303/(T2-T1)*lgR2/R1(3)室温电阻:是指25℃时的零功率电阻率ρa。

(4)耐压特性:是指PTC热敏电阻陶瓷所承受的最高电压V max。

(5)电流-时间特性(6)放热特性2、PTC热敏陶瓷材料PTC热敏电阻器有两大系列:一类是采用BaTiO3为基材料制作的PTC;另一类是以氧化钒为基的材料。

(1) BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件当BaTiO3陶瓷材料中的晶粒充分半导化,而晶界具有适当绝缘性时,才具有PTC效应。

PTC效应完全是由其晶粒和晶界的电性能决定,没有晶界的单晶不具有PTC效应。

(2)陶瓷的半导化由于在常温下是绝缘体,要使它们变成半导体,需要一个半导化。

所谓半导化,是指在禁带中形成附加能级:施主能级或受主能级。

在室温下,就可以受到热激发产生导电载流子,从而形成半导体。

形成附加能级的方法:通过化学计量比偏离和掺杂。

A、化学计量比偏离在氧化物半导体陶瓷的制备过程中,通过控制烧结温度、烧结气氛以及冷却气氛等,产生化学计量的偏离。

B、掺杂在氧化物中,掺入少量高价或低价杂质离子,引起氧化物晶体的能带畸变,分别形成施主能级和受主能级。

从而形成n型或p型半导体陶瓷。

(3) BaTiO3陶瓷的半导化一般采用掺杂施主金属离子。

在高纯BaTiO3陶瓷中,用La3+、Ce4+、Sm3+、Dy3+、Y3+、Sb3+、Bi3+等置换Ba2+。

或用Nb5+、Ta5+、W6+等置换Ti4+。

掺杂量一般在0.2%~0.3%之间,稍高或稍低均可能导致重新绝缘化。

(4) BaTiO3PTC陶瓷的生产工艺以居里点Tc为100℃的PTC BaTiO3陶瓷为例。

(1-y)(Ba1-x Ca x Ti1.01O3).ySrSnO3+0.002La2O3+0.006Sb2O3+0.0004MnO2+0.0025SiO2+0.00167Al2O3+0 .001Li2CO3A、原料:一般应采用高纯度的原料,特别要控制受主杂质的含量,把Fe、Mg等杂质含量控制在最低限度。

一般控制在0.01mol%以下。

B、掺杂:施主掺杂物La2O3、Nb2O5、Y2O3等宜在合成时引入,含量在0.2~0.3mol%这样一个狭窄的范围内。

C、瓷料制备及成型:传统的工艺难以解决纯度和均匀性的问题,现已经开始采用液相法。

D、烧成:PTC陶瓷必须在空气或氧气氛中烧成。

(5)影响PTC热敏陶瓷性能的影响A、组成对居里温度的影响不同的PTC热敏陶瓷对Tc(开关温度)有不同的要求。

通过控制BaTiO3的居里点可以解决。

改变Tc称“移峰”,通过改变组成,即加入某些化合物可以达到“移峰”的目的,这些加入的化合物称为“移峰剂”。

“移峰剂”具有与Ba2+、Ti4+离子大小、价态相似的金属离子,可以取代Ba2+、Ti4+离子,形成连续固溶体。

如PbTiO3(高于120℃,Tc=490℃)、 SrTiO3(低于120℃,Tc=-150℃)。

B、晶粒大小的影响晶粒大小与正温度系数、电压系数及耐压值有密切的关系。

一般说来,晶粒越细小,晶界的比重越大,外加电压分配到每个晶粒界面层的电压就越小。

因此,晶粒细小可降低电压系数,提高耐压值。

BaTiO3热敏陶瓷的PTC特性的高低,与陶瓷的晶粒大小密切相关。

研究表明,晶粒在5um左右的细晶陶瓷具有极高的正温度系数。

要获得细晶陶瓷,首先要求原料细、纯、匀、来源稳定,其次可通过添加一些晶粒生长抑制剂,达到均匀细小净粒结构的目的。

此外,加入玻璃形成剂和控制升温速度也可以抑制晶粒长大。

C、化学计算比(Ba/Ti)的影响在TiO2稍微过量时通常会呈现最低体积电阻率;在Ba过量时体积电阻率往往会增高,且使瓷料易于实现细晶化。

D、Al2O3对PTC陶瓷的影响Al3+在BaTiO3基陶瓷中有三种存在位置:①当TiO2高度过量时,Al3+有可能被挤到BaTiO3晶格的Ba2+位置,这时Al3+的作用是施主;②在Al2O3-SiO2-TiO2掺杂的PTC瓷料中,Al3+处于玻璃相中,能够起到吸收受主杂质、纯化主晶相的作用;③在未引入SiO2、且TiO2也不过量的情况下,Al3+将取代BaTiO3晶格中的Ti4+,起受主作用。

显然,①、②种情况下对PTC瓷料的半导化起有益作用。

③是有害的。

3、PTC热敏电阻的应用为温度敏感特性的应用、延迟特性的应用及加热器方面的应用。

(1)、温度监控传感器(2)、彩色电视机消磁(3) 、电冰箱起动器(4)、PTC陶瓷作为发热体六、NTC热敏电阻陶瓷1、NTC热敏电阻的定义NTC热敏电阻陶瓷是指随温度升高而其电阻率按指数关系减小的一类陶瓷。

R T=R0exp(B/T-B/T0)B=lgR T-lgR0/(1/T-1/T0)R T、R0为温度T、T0时热敏电阻的电阻值(Ω),B热敏电阻常数(K)。

热敏电阻常数B可以表征和比较陶瓷材料的温度特性,B值越大,热敏电阻的电阻对于温度的变化率越大。

一般常用的热敏电阻陶瓷的B=2000~6000K,高温型热敏电阻陶瓷的B值约为10000~15000K。

NTC热敏电阻陶瓷大多数是尖晶石结构或其它结构的氧化物陶瓷,主要成分是CoO、NiO、MnO、CuO、ZnO、MgO、Fe2O3、Cr2O3、ZrO2、TiO2等。

其主要成分和应用见表8-3。

分为三大类:低温型、中温型及高温型陶瓷。

2、中温NTC热敏电阻陶瓷1)材料体系:二元系:CuO-MnO-O2CoO-MnO-O2NiO-MnO-O2三元系: MnO-NiO-CoO-O2MnO-NiO-CuO-O2MnO-CuO-CoO-O22)NTC热敏电阻陶瓷的导电机理:(i)化学计量比偏离采用氧化或还原气氛烧结,分别产生p型和n型半导体,形成电子或空穴导电。

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