PTC熱敏電阻的材料與結構

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PTC是指一種熱敏電阻現(xiàn)象或材料，其溫度系數(shù)為正，在一定溫度之下電阻急劇增大，可專門用作恒溫傳感器。該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分，摻雜少量Nb、Ta、Bi、Sb、Y、La等氧化物控制原子價使其半導體化的燒結體。這種半導體鈦酸鋇和其他材料通常被稱為半導體（散裝）瓷的簡稱。同時加入錳、鐵、銅、鉻的氧化物及其它添加劑，以增加電阻的正溫度系數(shù)。通過普通陶瓷工藝成型和高溫燒結，使鈦酸鉑及其固溶體半導體化，得到具有正特性的熱敏材料。電阻材料。的溫度系數(shù)和居里點溫度隨成分和燒結條件（特別是冷卻溫度）的不同而變化。

鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦結構，是一種鐵電材料，純鈦酸鋇是一種絕緣材料。在鈦酸鋇材料之中加入微量稀土元素并進行適當?shù)臒崽幚碇?，在居里溫度鄰近電阻率突然提高了幾個數(shù)量級，產生了PTC效應，這與BaTiO3晶體和材料在居里溫度鄰近的鐵電性是一致的。與相變有關。鈦酸鋇半導體瓷是一種晶粒棟有晶界的多晶材料。當半導體瓷達到一定的溫度或電壓時，晶體的晶界發(fā)生變化，電阻急劇變化。

鈦酸鋇半導體陶瓷的PTC效應是由晶界（晶界）引起的。對于傳導電子，顆粒間的界面起著勢壘的作用。溫度較低時，由于鈦酸鋇中的電場作用，電子很容易穿過勢壘，所以電阻值小。當溫度上升到居里點溫度鄰近（即臨界溫度）時，外部電場被破壞，不能幫助傳導電子越過勢壘。這相當于勢壘的上升，電阻值的突然增加，以及PTC效應。鈦酸鋇半導體陶瓷PTC效應的物理模型包括看起來像海的表面勢壘模型、鋇空位模型和Daniels等人的疊加勢壘模型，它們從不同的尾部合理地解釋了PTC效應。

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