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PTC熱敏電阻的作用

文章出處:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2021-07-13 09:41:00

在鈦酸鋇材料中加入微量稀 土元素,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗螅牧系碾娮杪试诰永餃囟雀浇岣吡藥讉€(gè)數(shù)量級(jí),產(chǎn)生了PTC效應(yīng)。這種效應(yīng)與鈦酸鋇晶體的鐵電性和材料在居里溫度附近的相變有關(guān)。這相當(dāng)于當(dāng)勢(shì)壘增加,電阻突然增加時(shí)的PTC效應(yīng)。當(dāng)超過(guò)居里點(diǎn)溫度時(shí),電阻會(huì)增加,從而限 制電流的增加。電流的減小將導(dǎo)致元件的溫度降低。因此,它具有將溫度保持在特定范圍內(nèi)的功能,還起到開(kāi)關(guān)的作用。


鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦結(jié)構(gòu),是鐵電材料,純鈦酸鋇是絕緣材料。在鈦酸鋇材料中加入微量稀 土元素,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?,材料的電阻率在居里溫度附近提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí),產(chǎn)生了PTC效應(yīng)。這種效應(yīng)與鈦酸鋇晶體的鐵電性和材料在居里溫度附近的相變有關(guān)。鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷是多晶材料,晶粒間存在界面。當(dāng)半導(dǎo)體陶瓷達(dá)到一定溫度或電壓時(shí),晶界發(fā)生變化,電阻急劇變化,鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷的PTC效應(yīng)來(lái)自晶界(晶間界)。對(duì)于導(dǎo)電電子,晶粒間的界面起著勢(shì)壘的作用。當(dāng)溫度較低時(shí),由于鈦酸鋇中電場(chǎng)的作用,電子很容易穿過(guò)勢(shì)壘,所以電阻很小。當(dāng)溫度上升到居里點(diǎn)(臨界溫度)附近時(shí),內(nèi)部電場(chǎng)被破壞,不能幫助導(dǎo)電電子穿過(guò)勢(shì)壘。這相當(dāng)于當(dāng)勢(shì)壘增加,電阻突然增加時(shí)的PTC效應(yīng)。鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷PTC效應(yīng)的物理模型包括海旺表面勢(shì)壘模型、丹尼爾斯的鋇空位模型和疊加勢(shì)壘模型,從不同的角度合理地解釋了PTC效應(yīng),其次是1954年以鈦酸鋇為主要原料的PTC熱敏電阻,PTC熱敏電阻可用于工業(yè)溫度的測(cè)量和控制。也可用于汽車某些部件的溫度檢測(cè)和調(diào)節(jié)。它還廣泛應(yīng)用于民用設(shè)備中,如控制瞬時(shí)熱水器的水溫、空調(diào)和冷庫(kù)的溫度,利用自身的熱量作為氣體分析和風(fēng)機(jī)的熱源,PTC熱敏電阻不僅用作發(fā)熱元件,而且還用作“開(kāi)關(guān)”。它有三個(gè)功能:敏 感元件,加熱器和開(kāi)關(guān)。當(dāng)電流通過(guò)元件時(shí),溫度會(huì)升高,即加熱元件的溫度會(huì)升高。當(dāng)超過(guò)居里點(diǎn)溫度時(shí),電阻會(huì)增加,從而限 制電流的增加。電流的減小將導(dǎo)致元件的溫度降低。電阻的降低會(huì)增加電路的電流,元件的溫度會(huì)一次又一次地升高。因此,它具有將溫度保持在特定范圍內(nèi)的功能,還起到開(kāi)關(guān)的作用。利用這種電阻溫度特性制作熱源,作為發(fā)熱元件,應(yīng)用于取暖器、電熨斗、烘干衣柜、空調(diào)等,也能對(duì)電器起到過(guò)熱保護(hù)的作用。
 

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