PTC 熱敏陶瓷 資料簡介

PTC熱敏陶瓷1定義及分類熱敏陶瓷定義(heatsensitiveceramics)：電阻率明顯隨溫度變化的一類功能陶瓷。熱敏陶瓷按阻溫特性分為：正溫度系數(shù)(positivetemperaturecofficient，簡稱PTC)熱敏陶瓷；負(fù)溫度系數(shù)(negativetemperaturecoefficient，簡稱NTC)熱敏陶瓷。2PTC發(fā)展歷程1950年荷蘭PHLIPS公司的海曼等人，在BaTiO3材料中摻入稀土元素做半導(dǎo)化實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)這種半導(dǎo)體材料的電阻率具有很高的正溫度系數(shù)，存在很強(qiáng)的PTC效應(yīng)，探索這種現(xiàn)象的機(jī)理很快成為引人矚目的研究課題。幾十年來，在世界眾多科學(xué)工作者的努力下，在許多方面取得了重大突破不僅理論日臻成熟，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。隨著研發(fā)和設(shè)計(jì)工程師對PTC熱敏電阻的了解越來越深刻，許多新用途不斷被開發(fā)出來，目前已滲透到日常生活、工業(yè)技術(shù)、軍事科學(xué)、通訊、宇航等各個領(lǐng)域。在我國，從60年代開始PTC熱敏電阻的科研工作并逐步發(fā)展到生產(chǎn)，1982年，"儀表材料學(xué)會”從敏感元件角度組織第一次PTC討論會；1990年，＜家電科技〉雜志在廣州組織家電輕工系統(tǒng)PTC討論會，迄今已舉行過八次；1990年，國家科委組織科研院所及廠家對PTC熱敏電阻及應(yīng)用器件進(jìn)行攻關(guān)，使PTC熱敏電阻進(jìn)入快速發(fā)展時期，到目前已形成多個年產(chǎn)5000萬只的骨干大廠分布于山東、廣東、浙江、四川、湖北、江蘇等地。3PTC效應(yīng)原理在低于Tc的溫區(qū)，為鐵電相，存在自發(fā)極化，晶界區(qū)的電荷勢壘被自發(fā)極化的電荷分量部分抵消，從而形成低阻通道，使得低溫區(qū)的電阻較低。在Tc以上的溫度范圍內(nèi)，鐵電相轉(zhuǎn)變成為順電相，當(dāng)兩個晶軸取向不同的晶粒接觸后，在晶界區(qū)有空間電荷，形成勢壘，即對電子電導(dǎo)構(gòu)成電阻。介電常數(shù)急劇下降，則勢壘急劇增高，使電阻激增，形成PTC效應(yīng)。PTC效應(yīng)在晶界區(qū)形成，由三種現(xiàn)象匯合而成：可形成半導(dǎo)性；有鐵電相；能形成界面受主態(tài)。顯然，任何(包括組成和制造工藝)影響上述三個因素中的任何一個，并均會影響PTC性能，這使得PTC陶瓷制備工藝比其他介質(zhì)瓷組成工藝敏感性更高。4PTC的應(yīng)用加熱用PTC熱敏電阻具有恒溫加熱特點(diǎn)可以設(shè)計(jì)應(yīng)用在直發(fā)器、發(fā)夾板、燙發(fā)板、滅蚊器、驅(qū)蚊器、蚊香機(jī)、加香器、香水器熱熔膠槍、洗腳加熱、過膠機(jī)、保溫杯、開水器、咖啡加熱器、冷熱飲水機(jī)、熱水器、淋浴加熱、電熱蚊藥驅(qū)蚊器、暖手器、干燥器、電熱板、電燙斗、電烙鐵、電熱粘合器、卷發(fā)燙發(fā)器、淋浴器、暖風(fēng)機(jī)、烘房、電暖爐、電暖器、冷暖空調(diào)、空調(diào)加熱、取暖器、空氣加熱等等。過流保護(hù)用PTC熱敏電阻傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲在線路熔斷后無法自行恢復(fù)，而過流保護(hù)用PTC熱敏電阻在故障撤除后即可恢復(fù)到預(yù)保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)再次出現(xiàn)故障時又可以實(shí)現(xiàn)其過流過熱保護(hù)功能。它取代傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲，可廣泛用于馬達(dá)、變壓器、開關(guān)電源、電子線路等的過流過熱保護(hù)。俗稱"自復(fù)保險(xiǎn)絲""萬次保險(xiǎn)絲"。過熱保護(hù)用PTC熱敏電阻根據(jù)PTC熱敏電阻對溫度敏感的特性，設(shè)計(jì)用在過熱保護(hù)及溫度傳感的場合，應(yīng)用于開關(guān)電源，電器設(shè)備（電機(jī)、變壓器），功率器件（晶體管）。特點(diǎn)是體積小，反應(yīng)時間快、安裝方便。溫度傳感用PTC熱敏電阻生產(chǎn)中需要連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的車床，電熱烘箱，球磨機(jī)等機(jī)電設(shè)備以及其它無人值守的設(shè)備，因電機(jī)過熱或溫控失靈造成的事故比較常見，使用電機(jī)過熱保護(hù)用PTC熱敏電阻可以有效預(yù)防事故發(fā)生。對電機(jī)過熱保護(hù)常用的方法是在電機(jī)定子的繞組里埋設(shè)體積極小的傳感器用PTC熱敏電阻感溫頭，在正常情況下電機(jī)過熱保護(hù)用PTC熱敏電阻處于低阻態(tài)，不影響電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)內(nèi)部因故障過熱時，電機(jī)過熱保護(hù)用PTC熱敏電阻受熱阻值躍變，與之配合的繼電器失電釋放，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等候排除故障后重新運(yùn)轉(zhuǎn)。延時啟動用PTC熱敏電阻電機(jī)在啟動時，要克服本身的慣性，同時還要克服負(fù)載的反作用力（如冰箱壓縮機(jī)啟動時必須克服制冷劑的反作用力），因此電機(jī)啟動時需要較大的電流和轉(zhuǎn)矩。當(dāng)轉(zhuǎn)動正常后，為了節(jié)約能源，需要的轉(zhuǎn)矩又要大幅度下降。給電機(jī)加一組輔助線圈，只在啟動時工作，正常后它就斷開。將PTC熱敏電阻串聯(lián)在啟動輔助線圈，啟動后PTC熱敏電阻進(jìn)入高阻態(tài)切斷輔助線圈，正好可以達(dá)到這種效果.5PTC加熱片的制備工藝5.1加熱用PTC陶瓷片主要性能指標(biāo)：本企業(yè)的情況：常溫電阻：0.8——4K耐電壓：550V升阻比：?104居里溫度：130——280°C5.2主要影響因素：燒成制度：燒成溫度，保溫時間，升降溫制度，燒結(jié)氣氛。原料：晶型（TiO2，金紅石型比銳鈦礦型好），純度：98.5%以上，有害元素：Fe,Na,K等。水，去離子水。受主元素：MnO25.3發(fā)展前景和趨勢：家用電暖氣，冷暖空調(diào)的普及，需求量很大。產(chǎn)業(yè)前景很好，目前整個行業(yè)處于供不應(yīng)求的狀況，我們分公司的產(chǎn)量接近6000萬片，每年擴(kuò)產(chǎn)30%以上。BaTiO3居里溫度130C左右，日常生產(chǎn)和生活需要，特別是加熱器要求溫度在200?300C之間，PbTi03居里溫度接近500C，為了提高溫度加入鉛代替部分鋇，得到Ba0.7Pb0.3TiO3。居里溫度可以達(dá)到260C。但鉛是一種能夠致病的神經(jīng)性有毒重金屬，鉛以及含鉛材料被很多國家列為嚴(yán)格限制或禁止使用的材料。目前，由于無鉛PTC性能還無法與含鉛產(chǎn)品相比，因此各國不得已暫時放寬了對PTC產(chǎn)品含鉛量的限制。一旦無鉛產(chǎn)品的性能獲得突破，將迅速取代現(xiàn)有含鉛高溫PTC。因此，可以說目前的PTC行業(yè)