耐高溫NTC熱敏電阻是一種對于溫度極其敏感的半導體電阻,具有可靠性高、穩定性好、使用壽命長等優點。隨著電子技術行業的發展,各種電子產品進一步實現多功能化和智能化,NTC熱敏電阻在各種需要對溫度進行監測、控制、補償等場合的應用日益增加。
耐高溫NTC熱敏電阻
這類材料有單晶半導體、多晶半導體、玻璃半導體、有機半導體以及金屬氧化物等,它們均具有非常大的電阻溫度系數和高的電阻率,用其制成的傳感器的靈敏度也相當高。按電阻溫度系數也可分為負電阻溫度系數材料和正電阻溫度系數材料.在有限的溫度范圍內,負電阻溫度系數材料a可達-6*10-2/℃,正電阻溫度系數材料a可高達-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的半導體材料。上述兩種材料均廣泛用于溫度測量、溫度控制、溫度補瞬、開關電路、過載保護以及時間延遲等方面,如分別用子制作熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關和熱敏電阻溫度計、熱敏電阻開關和熱敏電阻延遲繼電錯等
此類材料作為熱電阻測溫、限流器以及自動恒溫加熱元件均有較為廣泛的應用。如鉑電阻溫度計、鎳電阻溫度計、銅電阻溫度計等。其中鉑側溫傳感器在各種介質中(包括腐蝕性介質),表現出明顯的高精度和高穩定的特征。但是,由于鉑的稀缺和價格昂貴而使它們的廣泛應用受到一定的限制,銅測溫傳感器較便宜,但在腐蝕性介質中*使用,可導致靜態特性與阻值發生明顯變化。
有資料報導,銅測溫傳感器可在空氣介質中-60~180℃溫度范圍使用。但是,國外為了在-60~180℃*地測量溫度和在250℃短期測量溫度,普遍大量使用著鎳測溫傳感器,并認為鎳是一種較理想的材料,因為它們具有高的靈敏度、滿意的重現性和穩定性
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)相當高的電阻溫度系數;(3)具有接近于實驗材料線膨脹系數;(4)小的應變靈敏系數;(5)在工作溫度區間加熱和冷卻時,電阻溫度曲線應有良好的重復性 [1] 。
可專門用作恒定溫度傳感器.該材料是以BaTiO3或SrTiO3或PbTiO3為主要成分的燒結體,其中摻入微量的Nb、Ta、 Bi、 Sb、Y、La等氧化物進行原子價控制而使之半導化,常將這種半導體化的BaTiO3等材料簡稱為半導(體)瓷;同時還添加增大其正電阻溫度系數的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、高溫燒結而使鈦酸鉑等及其固溶體半導化,從而得到正特性的熱敏電阻材料.其溫度系數及居里點溫度隨組分及燒結條件(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.在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素,進行適當熱處理后,在居里溫度附近,電阻率陡增幾個數量級,產生PTC效應,此效應與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關.鈦酸鋇半導瓷是一種多晶材料,晶粒之間存在著晶粒間界面.該半導瓷當達到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發生變化,從而電阻急劇變化.
對于導電電子來說,晶粒間界面相當于一個勢壘.當溫度低時,由于鈦酸鋇內電場的作用,導致電子極容易越過勢壘,則電阻值較小.當溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度)附近時,內電場受到破壞,