耐高溫NTC熱敏電阻是一種對(duì)于溫度極其敏感的半導(dǎo)體電阻,具有可靠性高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。隨著電子技術(shù)行業(yè)的發(fā)展,各種電子產(chǎn)品進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多功能化和智能化,NTC熱敏電阻在各種需要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合的應(yīng)用日益增加。
耐高溫NTC熱敏電阻
這類材料有單晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體、玻璃半導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體以及金屬氧化物等,它們均具有非常大的電阻溫度系數(shù)和高的電阻率,用其制成的傳感器的靈敏度也相當(dāng)高。按電阻溫度系數(shù)也可分為負(fù)電阻溫度系數(shù)材料和正電阻溫度系數(shù)材料.在有限的溫度范圍內(nèi),負(fù)電阻溫度系數(shù)材料a可達(dá)-6*10-2/℃,正電阻溫度系數(shù)材料a可高達(dá)-60*10-2/℃以上。
如飲酸鋇陶瓷就是一種理想的正電阻溫度系數(shù)的半導(dǎo)體材料。上述兩種材料均廣泛用于溫度測(cè)量、溫度控制、溫度補(bǔ)瞬、開關(guān)電路、過載保護(hù)以及時(shí)間延遲等方面,如分別用子制作熱敏電阻溫度計(jì)、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻溫度計(jì)、熱敏電阻開關(guān)和熱敏電阻延遲繼電錯(cuò)等
此類材料作為熱電阻測(cè)溫、限流器以及自動(dòng)恒溫加熱元件均有較為廣泛的應(yīng)用。如鉑電阻溫度計(jì)、鎳電阻溫度計(jì)、銅電阻溫度計(jì)等。其中鉑側(cè)溫傳感器在各種介質(zhì)中(包括腐蝕性介質(zhì)),表現(xiàn)出明顯的高精度和高穩(wěn)定的特征。但是,由于鉑的稀缺和價(jià)格昂貴而使它們的廣泛應(yīng)用受到一定的限制,銅測(cè)溫傳感器較便宜,但在腐蝕性介質(zhì)中*使用,可導(dǎo)致靜態(tài)特性與阻值發(fā)生明顯變化。
有資料報(bào)導(dǎo),銅測(cè)溫傳感器可在空氣介質(zhì)中-60~180℃溫度范圍使用。但是,國(guó)外為了在-60~180℃*地測(cè)量溫度和在250℃短期測(cè)量溫度,普遍大量使用著鎳測(cè)溫傳感器,并認(rèn)為鎳是一種較理想的材料,因?yàn)樗鼈兙哂懈叩撵`敏度、滿意的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性
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(shí)驗(yàn)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(shí),電阻溫度曲線應(yīng)有良好的重復(fù)性 [1] 。
可專門用作恒定溫度傳感器.該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結(jié)體,其中摻入微量的Nb、Ta、 Bi、 Sb、Y、La等氧化物進(jìn)行原子價(jià)控制而使之半導(dǎo)化,常將這種半導(dǎo)體化的BaTiO3等材料簡(jiǎn)稱為半導(dǎo)(體)瓷;同時(shí)還添加增大其正電阻溫度系數(shù)的Mn、Fe、Cu、Cr的氧化物和起其他作用的添加物,采用一般陶瓷工藝成形、高溫?zé)Y(jié)而使鈦酸鉑等及其固溶體半導(dǎo)化,從而得到正特性的熱敏電阻材料.其溫度系數(shù)及居里點(diǎn)溫度隨組分及燒結(jié)條件(尤其是冷卻溫度)不同而變化.
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(jìn)行適當(dāng)熱處理后,在居里溫度附近,電阻率陡增幾個(gè)數(shù)量級(jí),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(dá)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(duì)于導(dǎo)電電子來說,晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)勢(shì)壘.當(dāng)溫度低時(shí),由于鈦酸鋇內(nèi)電場(chǎng)的作用,導(dǎo)致電子極容易越過勢(shì)壘,則電阻值較小.當(dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度(即臨界溫度)附近時(shí),內(nèi)電場(chǎng)受到破壞,