浅谈陶瓷PTC加热器耐压击穿炸片及其预防措施
如何预防片式阻容元器件漏电和电击穿的发生

烙铁头形状 如何使用烙铁
≤ ø3mm直径烙铁头。过 程中需要防止烙铁直接 接触元件,尤其对陶瓷 体的接触。 应使用ø0.5mm或更细的
焊条进行焊接。
MLCC使用注意事项
板分割工艺
应使用夹具或某种设备(圆刀分切机、刨刀式分切机 等)进行印刷电路板裁切,以避免在电路板上出现机 械应力。 对单侧贴装手工分板注意着力点如下:
波峰焊设备的制造商和用户现在能更好地掌控产生热冲击 的源头,大部分的波峰焊机器具有足够的预热控制且已经把裂 纹源头最小化(除大规格尺寸外,如1812(4525)以上,或是 厚型产品,厚度大于1.25mm)。
MLCC失效模式
失效机理二:弯曲裂纹
产品断裂的另一主要原因是产品应用时受到了弯 曲应力的作用,使得产品形成微裂纹并随时间或二次 应力扩以下动作都可能产生板弯曲从面导致电容 裂纹:
• 应力移动 • 贴装其他元件 • 将带引线的元件插在电路板上 • 安装/拆下插座 • 拧紧螺钉
MLCC使用注意事项
建议认真阅读MLCC供应商提 供的《MLCC使用注意事项》
Thank You !
一.MLCC失效模式 二.使用注意事项
MLCC失效模式
MLCC产品电性能优良,具有容量体积 比值大,适合SMT自动化工艺等优点,广 泛应用于各种电子产品中。
但因陶瓷材料本身较脆,且其电极和 瓷介质交替的内部结构,在使用时常因使 用时作业不当,容易导致产品漏电、无容 值、短路甚至烧毁等问题。
我司经过长期对该类问题的分析,确认 导致以上不良的失效模式为产品裂纹。
根据以上机械强度对比图可看出:
X7R小容值产品机械强度较差,而 COG材质均很优异。但COG材质 因其介电常数极低,仅能制备容值 较低的产品,且因材料较贵而不适 宜替代同规格X7R产品。
浅谈陶瓷PTC加热器耐压击穿炸片及其预防措施

浅谈陶瓷PTC加热器耐压击穿的原理及其预防措施摘要:介绍了陶瓷PTC加热器引起耐压击穿的原因、分析了陶瓷PTC加热器引起耐压击穿后带来的危害,最后给出几点预防的措施。
关键词:陶瓷PTC加热器;耐压击穿。
1 引言PTC是一种半导体热敏陶瓷,是正温度系数热敏陶瓷的简称,属用途极广的新型材料,应用PTC 陶瓷电阻温度的非线性,可开发应用于各个领域,如陶瓷PTC波纹状加热器在空调器上的使用也越来越广泛,它的一大突出特点在于安全性能上,即遇风机故障停转时,PTC加热器因得不到充分散热,其功率会自动急剧下降,此时加热器的表面温度维持在居里温度左右(一般在250℃上下),从而不致产生如电热管类加热器的表面“发红”现象。
2PTC效应对于BaTiO3半导瓷的PTC效应,有多种理论模型予以解释,较为成熟并为多数研究者承认的有海望Heywang提出的表面势垒模型和丹尼尔斯Daniels等人提出的钡缺位模型。
1963年G.Goodman指出,单晶BaTiO3单半导体掺杂后,不显示PTC效应,而多晶BaTiO3陶瓷掺杂后,则有PTC效应,此后国际上常把PTC归入晶界现象。
海望模型把产生PTC效应的原因归结为在多晶BaTiO3半导体材料的晶粒边界,存在一个由受主表面态引起的势垒层,材料的电阻率是由晶粒体电阻和晶粒表面态势垒两部分组成,随着温度的上升,材料的电阻率将出现几个数量级的变化。
陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钡为基,掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的,具有较低的电阻及半导特性。
通过有目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元来达到的:在晶格中钡离子或钛酸盐离子的一部分被较高价的离子所替代,因而得到了一定数量产生导电性的自由电子。
对于PTC 热敏电阻效应,也就是电阻值阶跃增高的原因,在于材料组织是由许多小的微晶构成的,在晶粒的界面上,即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒,阻碍电子越界进入到相邻区域中去,因此而产生高的电阻,这种效应在温度低时被抵消:在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低温时阻碍了势垒的形成并使电子可以自由地流动。
哪些原因导致陶瓷高压电容器被击穿

哪些原因导致陶瓷高压电容器被击穿作为高压电容家族中的重要成员,陶瓷高压电容器是目前被广泛应用的电容器种类之一。
但是,这种高压电容却非常容易出现被击穿的情况。
其实,造成陶瓷高压电容器被击穿的因素有很多,按照其导致的因素,可以将击穿情况分为电压击穿、热击穿、过电流击穿、电磁场强击穿等情况。
在今天的文章中,我们就来与大家一起分析一下,导致陶瓷高压电容器击穿的现像是怎样产生的。
新晨阳电子首先来看电压击穿情况。
这是高压电容最容易出现的一种击穿情况,在应用中通常会表现为电容器表面破碎,陶瓷芯片出现开裂。
导致这种击穿情况出现的原因,就在于高压电容器的承受电压的能力不够。
往往是技术人员对电容器的电压安全余量把握不够,也就是说如果把电压降低一点,或者采用更高电压的高压电容器,这个问题就解决了。
以国家电网来讲,一般电压的安全余量会超过4倍。
比如在10KV的电站里,所用到的电容器的电压,按国家标准,就必须能达到42KVAC保压2分钟,凡是低于这一标准的都是不合格产品。
新晨阳电子接下来我们再来看一下高压电容中第二大高发的击穿现象,那就是热击穿。
这种击穿情况一般多发生在高频脉冲电路中。
一颗频率级别不够的陶瓷高压电容器用到了承受能力以外的电源里,明显会出现热击穿。
这种击穿没有先兆,往往是一击即穿,或者脉冲几次很快就击穿了。
导致这一问题的根本原因在于,电容器本身与电路设计要求的HZ级别不符,例如原本应该用2GHZ的电容器,却使用了2KKHZ 的电容器。
甚至更低档次的产品。
这样的后果直接是电容器一上机机即击穿。
这种击穿很直接,因为脉冲频很强大,电容器往往被击得粉碎。
因为这是在一种极短的时间内,陶瓷芯片发生极为急剧的温度变化,这种变化是因为陶瓷不耐受高频引起的。
这种瞬间的高温让技术人员措手不及,往往还容易错误地判断为电压不够。
因为升温时间太短,没有发现升温现像。
其实这时芯片是烫的。
不过,在实际应用的过程中,陶瓷高压电容器发生热击穿时还有一种不容易分辨的假相,需要工程人员特别注意。
新能源汽车PTC加热器

理论学习
比亚迪E5纯电动汽车的空调系统为BC14电动压
缩机自动调节空调,系统主要由电动压缩机、冷凝
器、HVAC总成、制冷管路、PTC,暖风水管、风道、
空调控制器等零部件组成,具有制冷、采暖、除霜
除雾、通风换气四种功能。系统利用PTC水暖采暖,
利用蒸汽压缩式制冷循环制冷,制冷剂为R410a,冷
冻油型号为POE。控制方式为按键操纵式。自动空
图4-3-3 空气加热式PTC
理论学习
PTC空气加热器可以克服电热丝加热器的缺点,绝缘耐压、漏电流、绝缘电阻优良而稳 定,可无风通电,自动保护,不会起火燃烧,使用寿命长。但是如果PTC加热器制造质量不良,也 可能会出现问题:
一是PTC陶瓷体击穿烧毁,导致短路,烧毁绝缘层;二是加热功率随使用时间增加而衰减,不 能达到预期使用寿命。有些PTC加热器生产厂为了降低生产成本而使用低档材料,制造工艺 不能严格控制,没有寿命测试试验。不是所有PTC生产厂的PTC加热器都能保证质量,各厂的 PTC,在功率衰减、功率精度、冲击电流、耐电压、绝缘性能、使用可靠性等方面的控制都 有参差,应慎重选择PTC生产厂,以保证质量的可靠性。
理论学习
PTC液体发热管可以克服电热丝电热管的缺点,绝缘耐压、漏电流、绝缘电阻优良而稳 定,耐干烧,使用寿命长,有水垢也不会烧坏。但是如果PTC制造质量不良,也可能会出现问题: 一是PTC陶瓷体击穿烧毁,导致短路,烧毁绝缘层;二是绝缘层击穿漏电,使外壳带电;三是加热 功率随使用时间增加而衰减;四是冲击电流过大造成供电线路和开关故障。PTC发热管用户 应慎重选择PTC加热片,以保证质量的可靠性。
理论学习
从成本上考虑,小面积的恒温加热,用PTC加热器可以省掉温度控制和超温保护部分,PTC 的体积可以做到很小,安装也相对简单。大面积的恒温加热,使用PTC加热器加热温度更具均 匀性。PTC恒温加热器寿命比传统电热丝加热器寿命长几倍,使用PTC也节省寿命成本、维 修成本
高温PTC的寿命和可靠性

高温PTC的寿命和可靠性居里温度高于120℃的PTC材料,称为高温PTC材料。
一般来说,高温度PTC作为恒温发热和高功率发热元件的较为常见,由于高温PTC材料与低温材料相比,其组成和工艺均有较大的差别,而且前者要长期地在高温(居里温度附近)工作,因此存在着寿命和可靠性不如后者的问题。
本文将对这些问题进行探讨,以便能为使用者提供一些有用的参考。
1.高温PTC材料的特点。
PTC材料是以BaTiO3为基的半导体陶瓷材料。
这种材料的电阻率在某一区域内随温度上升而急剧上升,电阻率突变上升的温度称为居里温度。
BaTiO3居里温度为120℃。
当用一部分Pb2+来置换Ba2+后,成为Ba(1-X)PbX TiO3材料,其居里温度随着Pb2+含量的增加而上升。
目前已经实用化的PTC发热材料的最高温度为300℃。
从海旺模型得知,BaTiO3半导体陶瓷的PTC效应来源于材料介电常数的异常变化。
Pb2+来置换Ba2+后,介电常数的异常变化减少,故PTC效应不如不含Pb的材料大。
所谓PTC效应即材料电阻--温度曲线中最大电阻与最小电阻之比。
含Pb高温PTC材料的PTC效应随居里温度TC的变化如图1所示。
此外,随着含Pb量的提高,控制烧成时PbO气体的挥发是不容易的。
烧成时PbO气体的挥发,使PTC材料的结构成分偏离,无法烧成结构均匀一致的陶瓷体。
这些原因都会使高温PTC材料不如低温PTC材料寿命长、可靠性高。
2.PTC材料的老化。
PTC材料的老化指的是材料的常温电阻率随时间增加而增加的现象。
可用ρ=ρO+Alogt来表示,式中ρ表示材料的常温电阻率,ρO为初始电阻率,t为时间,A称为老化系数。
材料处于不同的环境温度时,老化系数也不同,见图2。
当环境温度与居里温度接近时,老化系数最大,也就是说,PTC材料老化得最快。
PTC材料在居里温度以上时,晶体结构为立方顺电相,没有铁电性,材料为高电阻。
当温度低于居里温度时,晶体结构变为四方铁电相,具有铁电性。
ptc陶瓷合金电阻_概述及解释说明

ptc陶瓷合金电阻概述及解释说明1. 引言1.1 概述PTC陶瓷合金电阻是一种具有特殊材料属性的电子元件。
它是通过将具有正温度系数(Positive Temperature Coefficient,简称PTC)特性的陶瓷材料与合金元件结合而成的。
这种合金电阻具有温度敏感性,即在一定温度范围内其阻值会随温度的变化而发生很大改变。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对PTC陶瓷合金电阻进行详细介绍和解释说明:定义和原理、特性和优势、应用领域、工作原理、结构组成以及参数解析与选型方法。
同时,我们还将通过实验与案例分析来验证其性能,并对实验数据和案例分析进行讨论总结。
1.3 目的本文旨在全面介绍PTC陶瓷合金电阻的相关知识和应用,并提供实验数据和案例分析作为支持,以帮助读者更好地了解和认识这种重要的电子元件。
同时,我们也希望能够对PTC陶瓷合金电阻的未来发展方向进行展望,并为相关领域的进一步研究提供参考和借鉴。
通过本文的阅读,读者将获得对PTC陶瓷合金电阻的全面认识,从而为其在实际应用中的选择和使用提供指导。
2. PTC陶瓷合金电阻2.1 定义和原理PTC陶瓷合金电阻是一种温度敏感的电子元件,其名称“PTC”代表正温度系数(Positive Temperature Coefficient)。
它是由一种特殊的陶瓷材料与合金组成的电阻器。
在常温情况下,该电阻器呈现出较低的电阻值,但随着温度的升高而快速增加。
其工作原理是基于正温度系数特性:当温度超过某个临界点时,PTC陶瓷合金电阻内部结构发生变化,导致其电阻值快速上升。
这种变化是由于陶瓷材料中包含了大量特殊添加剂,在不同温度下会导致晶格结构发生改变,进而影响了电子流动。
2.2 特性和优势PTC陶瓷合金电阻具有以下特性和优势:(1) 正温度系数:与传统低温系数电阻相比,PTC陶瓷合金电阻在应用中更容易控制和调节,因为它们在设定的临界点以上具有相对稳定的高电阻值。
陶瓷加热板安全操作及保养规程

陶瓷加热板安全操作及保养规程1. 安全操作1.1. 电源使用陶瓷加热板前,请务必查看陶瓷加热板的额定电压和电流,并使用符合要求的电源插口。
请勿使用损坏的电源线或插头。
1.2. 工作环境在操作陶瓷加热板时,请确保操作环境通风良好且干燥。
请勿在潮湿或水池附近的地方使用陶瓷加热板,以免造成电死亡或故障。
1.3. 加热板操作1.加热板使用前,请先将其置于平稳的平面上。
2.在加热过程中,请勿移动或调整加热板的位置,以免造成烫伤或触电。
3.加热板使用完毕后,请务必关闭电源,以免造成火灾或电器损坏。
1.4. 紧急情况1.当发生陶瓷加热板故障时,请立即断开电源,并寻求专业人员的帮助。
2.在使用过程中,如发生突发事件,请立即将加热板从电源上断开,并使用灭火器或呼叫120进行抢救。
2. 保养规程2.1. 清洁1.在使用前,请先将陶瓷加热板表面的杂物或残渣清理干净。
2.使用过程中,请勿使用水或湿抹布清洁,以免损坏加热板。
3.使用软干燥抹布或毛刷轻轻擦拭陶瓷加热板表面。
2.2. 保养1.使用后,请及时将陶瓷加热板存放于干燥通风的地方,并避免日光直射、雨淋、沾水和碰撞。
2.经常检查陶瓷加热板的电源线、插头是否正常,发现问题及时更换。
3.经常保持加热板表面的卫生和清洁,以保证其正常使用和寿命。
3. 总结以上是陶瓷加热板安全操作及保养规程,请严格遵守以确保您和他人的安全,同时也延长陶瓷加热板的使用寿命。
如果您在使用过程中遇到任何问题,请及时联系厂商或专业人员提供支持和帮助。
ptc陶瓷发热片 效率

ptc陶瓷发热片效率
PTC陶瓷发热片是一种高效发热元件,具有性能稳定、耐高温、耐腐蚀、热效率高、使用寿命长等优点,被广泛应用于电暖器、暖风机等取暖
设备中。
与其他发热元件相比,PTC陶瓷发热片的温度控制更精确,能够根据需要调节温度,并且具有过热保护功能,能够自动停止工作,
避免温度过高对物品造成损坏。
PTC陶瓷发热片的效率是指单位时间内产生的热量与功率的比值。
具体来说,如果PTC陶瓷发热片在单位时间内消耗了1000瓦的电能,产生
了1800千卡的热量,那么它的效率就是180%。
这意味着在相同的条件下,PTC陶瓷发热片的效率越高,其产生的热量就越多,取暖效果也就越好。
因此,选择使用PTC陶瓷发热片的取暖设备可以提高加热效率,节省能源,减少电费支出。
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浅谈陶瓷PTC加热器耐压击穿的原理及其预防措施摘要:介绍了陶瓷PTC加热器引起耐压击穿的原因、分析了陶瓷PTC加热器引起耐压击穿后带来的危害,最后给出几点预防的措施。
关键词:陶瓷PTC加热器;耐压击穿.1 引言PTC是一种半导体热敏陶瓷,是正温度系数热敏陶瓷的简称,属用途极广的新型材料,应用PTC 陶瓷电阻温度的非线性,可开发应用于各个领域,如陶瓷PTC波纹状加热器在空调器上的使用也越来越广泛,它的一大突出特点在于安全性能上,即遇风机故障停转时,PTC加热器因得不到充分散热,其功率会自动急剧下降,此时加热器的表面温度维持在居里温度左右(一般在250℃上下),从而不致产生如电热管类加热器的表面“发红”现象。
2PTC效应对于BaTiO3半导瓷的PTC效应,有多种理论模型予以解释,较为成熟并为多数研究者承认的有海望Heywang提出的表面势垒模型和丹尼尔斯Daniels等人提出的钡缺位模型.1963年G.Goodman指出,单晶BaTiO3单半导体掺杂后,不显示PTC效应,而多晶BaTiO3陶瓷掺杂后,则有PTC效应,此后国际上常把PTC归入晶界现象。
海望模型把产生PTC效应的原因归结为在多晶BaTiO3半导体材料的晶粒边界,存在一个由受主表面态引起的势垒层,材料的电阻率是由晶粒体电阻和晶粒表面态势垒两部分组成,随着温度的上升,材料的电阻率将出现几个数量级的变化。
陶瓷PTC热敏电阻是以钛酸钡为基,掺杂其它的多晶陶瓷材料制造的,具有较低的电阻及半导特性。
通过有目的的掺杂一种化学价较高的材料作为晶体的点阵元来达到的:在晶格中钡离子或钛酸盐离子的一部分被较高价的离子所替代,因而得到了一定数量产生导电性的自由电子。
对于PTC 热敏电阻效应,也就是电阻值阶跃增高的原因,在于材料组织是由许多小的微晶构成的,在晶粒的界面上,即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒,阻碍电子越界进入到相邻区域中去,因此而产生高的电阻,这种效应在温度低时被抵消:在晶界上高的介电常数和自发的极化强度在低温时阻碍了势垒的形成并使电子可以自由地流动。
而这种效应在高温时,介电常数和极化强度大幅度地降低,导致势垒及电阻大幅度地增高,呈现出强烈的PTC效应。
3 陶瓷PTC的阻温特性(R-T特性)电阻-温度特性通常简称阻温特性,指在规定的电压下,PTC热敏电阻零功率电阻与电阻体温度之间的相互关系。
因通电后PTC热敏电阻表面温度及阻值迅速发生急剧变化,一般难以测出通电状态下的阻温特性曲线,阻温特性曲线通常是通过把不通电的陶瓷PTC元件放入烘箱,通过调温稳定在各温度下测出对应电阻值,最后描出阻温特性曲线。
表征阻温特性好坏的重要参数是温度系数α,反映的是阻温特性曲线的陡峭程度.温度系数PTC 热敏电阻对温度变化的反应就越灵敏,即PTC效应越显著,其相应的PTC热敏电阻的性能也就越好,使用寿命就越长。
PTC热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻的相对变化.α = (lgR2-lgR1)/(T2—T1),一般情况下,T1取Tc+15℃、T2取Tc+25℃来计算温度系数。
4陶瓷PTC的伏安特性(V—I特性)电压—电流特性简称伏安特性,它展示了PTC热敏电阻在加电气负载达到热平衡的情况下,电压与电流的相互依赖关系。
当PTC热敏电阻接通电源后,电流随电压的升高而迅速增大,当达到居里温度时,电流达到最大,这时PTC三个区域:在0-Vk非线性变化, 也称不动作区。
在Vk-Vmax之间的区域称为跃变区,流随着电压的上升而下降,功率特性,在VD以上的区域称为击穿区,热敏电阻的阻值呈指数型下降,于是电压越高,电流越大,PTC PTC热敏电阻的热击穿.5 PTCR电加热器耐压击穿的机理、原因分析PTCR电加热器击穿的原因主要分为:晶界击穿和热击穿.5。
1 晶界击穿:由于部分晶粒异常长大,或晶粒分布不均匀造成部分晶界所承受的电压过大,而导致的击穿称为晶界击穿。
1963年G.Goodman指出,单晶BaTiO3单半导体掺杂后,不显示PTC效应,而多晶BaTiO3陶瓷掺杂后,则有PTC效应,此后国际上常把PTC归入晶界现象.PTC元件中,晶粒属于半导体,晶界属于绝缘层,即势垒,外加电场主要施加于晶界层。
晶粒尺寸越小,单位厚度上的晶界数量就越多,分配在每个晶界上的有效电压越小,从而压阻效应减小,耐压提高。
若晶粒尺寸越不均匀,就有可能使陶瓷中存在一些较大晶粒或异常晶粒,他们形成了电阻率较低的通道,使耐压降低。
在实际生产中适当加入某种添加剂和改善烧结工艺的升温条件,可有效杜绝异常晶粒的产生。
实际生产中,通过600V的极间耐压测试能把存在异常晶粒的PTC陶瓷片检验出来。
PTC BaTiO3陶瓷正常显微结构 PTC BaTiO3陶瓷异常晶粒显微结构5。
2 热击穿:PTC元件的工作点越过阻温特性最高点,进入NTC阶段,导致温度急剧上升而引起的击穿成为热击穿。
影响热击穿的因素主要电压效应、工作温度、环境气氛和极间耐压测试方法有关.5。
2 .1电压效应:PTCR的阻温特性曲线如图中的曲线A所示,即随着温度的升高,电阻值呈阶跃式增大,居里点为250℃的PTCR在320℃左右(称为拐点温度)达到最大值,约为几百千欧以上。
到达拐点后如果温度再上升,则元件R—T特性呈现出NTC的特性,即温度升高,电阻下降。
下图曲线A是PTCR在零功率的条件下测得的,即测试电流小于2mA(该电流不会引起PTC的升温),是一种静态的R—T特性.实际上,当PTC加载电压后,电阻随温度变化的幅度(升阻比)会明显降低,阻温特性曲线会趋于平缓,如图中的曲线B。
即所谓电压效应。
当电压越高时,PTC的电压效应越明显。
所以在500V耐压检测过程对于性能较差的PTC陶瓷片容易造成击穿,测试电压越高,击穿几率就越大.根据目前PTC的行业标准,一般出厂检验的耐压测试都是500V电压进行。
5。
2。
2工作温度PTCR施加一定的电压后,自身产生的热量与外界的热交换达到一个平衡状态,这种平衡状态的温度称为工作温度。
影响工作温度的因数与施加的电压和散热条件有关。
以居里点为250℃的陶瓷PTC在一定的通风条件下测试为例,通220V电压时,陶瓷PTC工作温度为258℃,随电压的升高,其工作温度也随之升高,当通500V电压时,陶瓷PTC工作温度为281℃,已接近320℃左右的拐点温度,陶瓷PTC容易出现击穿.不通风条件下陶瓷PTC加热器的散热条件变恶劣,此时较高的耐压测试更容易接近拐点引起击穿故障率的比例增大,所以如额定电压220V、居里点250℃的陶瓷PTC加热器在不通风的条件下500V耐压测试,所以额定电压220V、居里点250℃的PTC陶瓷片选型,常温R25电阻通常选用范围lgRlgR散热条件包括铝管、铝条的尺寸大小,波纹片间距的大小,PTC电加热器在调空器内部的安装位置、所处风道是否合理等因数.铝管、铝条尺寸越大散热条件越好、波纹片间距的适当减小以增加波纹片面积其散热条件有所提高,PTC电加热器在调空器内部的安装角度越有利于气流经过波纹片其散热条件就越好,空调器的风道设计越有利于气流的循还对PTC的的散热条件就越好.另外功率的选型也是影响散热条件的关键因数,为提高加热器的发热功率,使用PTC元件数量增多,导致每片元件不能充分发挥其发热功率,内部工作温度提高。
主要原因是因为PTC电加热器设计之处的尺寸大小确定后,其散热面积也就确定,随着PTC元件数量的增多,单位PTC元件的平均散热面积就减小,导致PTC陶瓷片的热密度增大。
如580mm长的PTCR电加器,使用32*12*2.4mm陶瓷片,14片功率可达到900W,20片功率却只能达到1000W,数据显示14片单片功率是64W,20片的单片功率50W,说明单位散热面积随着陶瓷片的增多而散热面积减小,热密度过高,工作环境变恶劣,容易引起击穿的几率提高.5.2.3环境气氛PTC的性质关键是来源于烧结的降温阶段,这是因为在PTC的烧结冷却过程中,晶界在氧气氛中吸收了充足的氧原子,提高了晶界的势垒层高度,因而产生了优良的PTC特性。
在使用过程中,如果PTC所处的环境中因散热条件不良导致氧分压过低或周围产生了还原性气体(如氢气等),晶界上高浓度的氧原子会逐步向低浓度的外界扩散、溢出,使PTC的晶界电阻变小,升阻比下降,PTC特性就会严重恶化,最终导致耐电压性能变差,使PTC击穿。
如加热器诶由于硅胶、聚酰亚胺膜、电极片上的油污等物质受热挥发,降低环境的氧分压浓度,使PTC特性不断恶化,经过一段时间后造成击穿.PTC的内部结构是由晶粒和晶界组成的。
PTC的电阻也即由晶粒和晶界电阻组成的。
常温下PTC 的电阻由晶粒决定,电阻很小,晶界是导通的。
当温度超过居里温度后,晶界电阻剧增,最高可达几百千欧,甚至是兆欧级.这是因为在PTC的烧结冷却过程中,晶界在氧气氛中吸收了充足的氧原子,提高了晶界的势垒层高度,因而产生了优良的PTC特性。
在使用过程中,如果PTC所处的环境中氧分压低,晶界上高浓度的氧原子会逐步向低浓度的外界扩散、溢出,使PTC的晶界电阻变小,升阻比下降,PTC特性就会严重恶化,最终导致耐电压性能变差,使PTC击穿。
如以下实验,分别使用样品1—4进行对比测试,R1为测试前的冷态电阻,R2为同等的通电条件下测试后的冷态电阻,经对比电阻变化率发现,随着散热条件的恶劣程度增加,实验后的电阻越小,电阻变化率越明显。
Dewitt曾采用加电压后测量冷态电阻(室温电阻)的变化,以了解材料的耐压特性或施加电场后元件的损伤情况。
其方法是:在PTC陶瓷元件上加电压,通5s,停电45s,测定R.可重复多次,25如25次。
5。
2。
4极间耐压测试方法当施加电压后,电流使PTC陶瓷元件发热,陶瓷片的内核迅速达到高温,从PTCR阻温特性可知高温也即高阻,此时电压多施加于内核,热量自内层传向表层,而外表层仍处于较低温度,即表面下层存在的温度梯度,表面层经受最大的应力,容易引起分层开裂,最终造成耐压击穿。
6结论6.1 陶瓷PTC片的质量优劣是决定耐压击穿的关键因数,应该选择可靠的供应商,同时对陶瓷PTC 片进行严格的来货筛选,选择高耐压性能、高温度系数α的PTC陶瓷片。
PTCR元件的质量优劣关键在于生产烧结的升温和降温工艺的控制,在烧结的升温阶段是形成显微结构的关键,升温速率的快慢或保温时间的长短,将影响晶核的生成、晶界迁移及物料的扩散,因此对晶粒异常生长、晶粒均匀化、晶粒及晶界的完整均有关,最终影响元件的耐压强度。
而烧结的降温阶段是形成PTC陶瓷性质的关键,慢降温时氧扩散进入晶界,或Mn在晶界的偏析均形成势垒,使α系数增大,形成优良的PTC效应.所以选择优质的PTC陶瓷片是保证PTCR电加热器耐压合格率的前提因素。