PTC熱敏陶瓷是什么材料

1950年荷蘭Hagman等人，在Ba-Ti03材料中摻入微量元素，比如Sb，La，Sm,GdHo等，其常溫電阻率下降到10-2?104歐姆.cm。與此同時當(dāng)溫度超過材料的居里溫度，在幾十度溫度范圍內(nèi)，其電阻率增大4一10個數(shù)量級，即產(chǎn)生所謂PTC效應(yīng)。

BaTi03是一種典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。BaTi03系半導(dǎo)體陶瓷的制造方法與一般的電子陶瓷材料基本相同。只是對原材料BaTi03的純度、摻雜成分的均勻性及工藝過程的控制有較高的要求。特別是BaTi03半導(dǎo)體陶瓷與金屬銀電極的接觸面電阻可高達(dá)10的3次方歐姆,并有整流特性，故一般采用鍍鎳電極等，形成良好的歐姆接觸。

為了制造性能優(yōu)良的PTC熱敏電阻，首先是使使BaTiO3半導(dǎo)化，其途徑有兩條：1.摻入施主雜質(zhì)，選擇化合價高于Ba2+的元素取代Ba2+位，或者選擇化合價高于Ti4+的元素取代TI4+，如Nb5+等。無論哪一種情況都在禁帶中形成施主能級，使BaTi03成為n型半導(dǎo)體；2.材料在還原氯氛中燒結(jié)，使之產(chǎn)生氧缺位，因之在禁帶中產(chǎn)生施主能級，在室溫下形成n型電導(dǎo)；另外，在配料中加入適量的AL203、Si02、Ti02，這種AST玻璃相可以吸附或吸收原料中帶入的對半導(dǎo)化有害的雜質(zhì)，降低材料電阻率。在原料不純的條件下，還可通過適當(dāng)縮短最高燒結(jié)溫度、保溫時間、快速降溫與階段保溫相結(jié)合等方法，在一定程度上降低材料電阻率。

BaTi03材料的居里溫度為120攝氏度，電阻率一溫度特性在居里溫度發(fā)生突變，由于PbTi03鐵電材料的居里溫度約為500攝氏度,故加入PbO可以提高居里溫度，理論上可在120?500‘C之間調(diào)節(jié)。

關(guān)于BaTi03半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)至今沒有一種成熟的理論解釋?Heywang假設(shè)在施主摻雜BaTi03半導(dǎo)體陶瓷的晶粒邊界處存在著二維曼主型表面態(tài)，這些表面態(tài)與晶界內(nèi)載流子相互作用，從而在晶粒表面產(chǎn)生勢壘層?；谶@個假設(shè),海旺模型成功解釋了PTC效應(yīng)。另外Deniels等人提出了晶粒表面鋇缺位高阻層模型。

PTC熱敏電阻主要用于溫度傳感器、溫度補(bǔ)償、過熱過電流保護(hù)、時間延遲元件、自動消磁、馬達(dá)啟動器和加熱器等。