正溫度系數(shù)熱敏電阻合金熱敏電阻材料亦稱熱敏電阻合金,這種合金具有較高的電阻率,并且電阻值隨溫度的變化較為敏感,是一種制造溫敏傳感器的良好材料,作為溫敏傳感器的熱敏電阻合金性能要求如下:(1)足夠大的電阻率;(2)相當(dāng)高的電阻溫度系數(shù);(3)具有接近于實驗材料線膨脹系數(shù);(4)小的應(yīng)變靈敏系數(shù);(5)在工作溫度區(qū)間加熱和冷卻時,電阻溫度曲線應(yīng)有良好的重復(fù)性 [1] 。
正溫度系數(shù)熱敏電阻
鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料.在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素,進行適當(dāng)熱處理后,在居里溫度附近,電阻率陡增幾個數(shù)量級,產(chǎn)生PTC效應(yīng),此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān).鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料,晶粒之間存在著晶粒間界面.該半導(dǎo)瓷當(dāng)達到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發(fā)生變化,從而電阻急劇變化.
對于導(dǎo)電電子來說,晶粒間界面相當(dāng)于一個勢壘.當(dāng)溫度低時,由于鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)致電子極容易越過勢壘,則電阻值較?。?dāng)溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度)附近時,內(nèi)電場受到破壞,它不能幫助導(dǎo)電電子越過勢壘.這相當(dāng)于勢壘升高,電阻值突然增大,產(chǎn)生PTC效應(yīng).鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢壘模型,它們分別從不同方面對PTC效應(yīng)作出了合理解釋.
PTC熱敏電阻除用作加熱元件外,同時還能起到“開關(guān)”的作用,兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能,稱之為“熱敏開關(guān)”.電流通過元件后引起溫度升高,即發(fā)熱體的溫度上升,當(dāng)超過居里點溫度后,電阻增加,從而限制電流增加,于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低,電阻值的減小又使電路電流增加,元件溫度升高,周而復(fù)始,因此具有使溫度保持在特定范圍的功能,又起到開關(guān)作用.利用這種阻溫特性做成加熱源,作為加熱元件應(yīng)用的有暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)等,還可對電器起到過熱保護作用.