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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(zhuān)門(mén)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(jià)使其半導(dǎo)體化的燒結(jié)體。這種半導(dǎo)體鈦酸鋇和其他材料通常被稱(chēng)為半導(dǎo)體(散裝)瓷的簡(jiǎn)稱(chēng)。同時(shí)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(guò)普通陶瓷工藝成型和高溫?zé)Y(jié),使鈦酸鉑及其固溶體半導(dǎo)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(diǎn)溫度隨成分和燒結(jié)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(jié)構(gòu),是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料。在鈦酸鋇材料之中加入微量稀土元素并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?,在居里溫度鄰近電阻率突然提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí),產(chǎn)生了PTC效應(yīng),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(guān)。鈦酸鋇半導(dǎo)體瓷是一種晶粒棟有晶界的多晶材料。當(dāng)半導(dǎo)體瓷達(dá)到一定的溫度或電壓時(shí),晶體的晶界發(fā)生變化,電阻急劇變化。
鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷的PTC效應(yīng)是由晶界(晶界)引起的。對(duì)于傳導(dǎo)電子,顆粒間的界面起著勢(shì)壘的作用。溫度較低時(shí),由于鈦酸鋇中的電場(chǎng)作用,電子很容易穿過(guò)勢(shì)壘,所以電阻值小。當(dāng)溫度上升到居里點(diǎn)溫度鄰近(即臨界溫度)時(shí),外部電場(chǎng)被破壞,不能幫助傳導(dǎo)電子越過(guò)勢(shì)壘。這相當(dāng)于勢(shì)壘的上升,電阻值的突然增加,以及PTC效應(yīng)。鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷PTC效應(yīng)的物理模型包括看起來(lái)像海的表面勢(shì)壘模型、鋇空位模型和Daniels等人的疊加勢(shì)壘模型,它們從不同的尾部合理地解釋了PTC效應(yīng)。