高温PTC热敏电阻材料的研制.pdf

高温热敏电阻材料的研制

江苏省陶瓷研究所郭露村耿龙兴欣义达

引言

研制性能优良的高温热敏电阻材料是当前的一个重要课题,因为它直接影响到
的应用范围。为了获得大功率的热敏电阻器,首先就必须提高材料的居里温
度。众所周知,提高热敏电阻材料居里温度的方法是用置换中的“。
的居里点为℃,随着量的增加居里温度相应增高。从理论上说,热敏
电阻的居里温度的最高极限可达魂℃即的居里点’‘’。但是,随着名含量
的增高会引起一系列的问题①高温时组分的大量蒸发,②材料的半导化困难,③耐
电压强度降低,④效应明显下降乃至消失“’。
为了克服以上问题,制出性能优良的高温必须有合理的配方及与其相适宜的工艺条
件。本文主要是根据我们试验的情况,就高温,的制做工艺对材料特性的影响等问题做
一些简单的讨论。

二、研制工艺过程及性能测定

一工艺过程
按配方中主成份的配比称取原料,然后将料,玛瑙球石及水按,,放入有机球瓶
里球磨小时。球磨后的抖倒入平盘中洪干。然后放入匣钵,在℃预烧小时。
预烧好的粉料加入小料再按前述条件球磨小时。
二次球磨的料烘干后加入适量聚乙烯醇的水溶液进行造粒,在念的压力
下成型。
成型好的片子装入匣钵内,在电炉中进行烧成,最高温度在℃℃。
烧好的片子经处理后即可上电极,根据需要可选择以下几种电极
一合金电极化学镀镍电极
电极一复合电极
。特种欧姆电极
二性能测定
、常温电阻率,我们用以下两种方法。①直接法用数字万用表直接测量试片
在室温下的阻值。其特点是方便简单,但精度不够高。②间接法用电桥型号单双

注拿加本项工作的还有周毅同志。

一一
臂两用及检流计型号测定阻值。这种方法的特点是精度高。
名、一曲线阻温曲线
通过选测一的对应点,即可绘出一曲线,但该方法误差较大而巨工作量也大。
此外,我们利用一函数记录仪来自动绘制一曲线。
、居里点通过绘制出的一曲线,就可求出材料的居里点,一般可以认为材料阻
值迅速上升的温度点就是材料的居里点‘么’。
、耐压通过调压器型号一调节施加于试片两端的电压,
并在线路中接电流表。逐渐加压,当电流突增时的电压就是的击穿电压。
、电阻温度系数
这是一导出参数,按以下公式计算

。,
下石一一万二一一不万
一一入
为工作温度范围内间隔℃以上的两个温度点,是与对应的电阻值。

三、结果与讨论

一相同工艺条件下置换最与材料性能的关系
表列出了不同含沿量试片的性能及外观状况。
表

。
。,一云七一砍常瘟石丧孟一下。,,,、。‘,
布,,,、,、吕石资产
阅,、。人门,一叫切乒““七山遥二」铸、,,勺月白
⋯’
一一一一
进型卜二⋯三竺卜里竺止圣竺兰坐卜竺兰巴生竺
一
三—卫二一二三坐一三竺一一全—竺竺竺⋯里生垫—兰竺全些⋯宜
阵阵卜阵目
一一一—一
二兰竺阵二兰阵三生卜竺竺全些生阵兰兰生三生兰兰一二
二二兰一竺一竺竺一一一兰兰竺一二竺一生竺
‘二二
竺生生生、
,二,二。尸八。。。。、,。。,竺有多针孔
较·
性—。口‘冲」尹尸任一一‘竺人
⋯
一一一
进二竺二阵一竺一阵里竺一兰⋯竺一一一全竺一卜生些主二竺一⋯生坚竺邑
一一—一
二—二竺一—竺二—竺一一里一二一垫—燮主一—竺一二立卫生
—、
尸八竺。,。一
片
一上烧结
吮。”““一
一川一无法浏量

实验表明,在相同工艺条件下,配方中引入的量愈多、蒸发损失的的量愈大。
当的蒸发量大于一定值时,材料的半导化困难且耐压及系数均会明显下降。
国外有人做了更加系统试验,证实了高材料的某些特性下降的情况。图
是上同久芳论文中介绍的试验结果。对照与表可以看出它们的趋势是相当一致的。
为什么随着铅置换量的增加,会出现值下降及其它一些性能的劣化的现象呢
图是的蒸发引起

,
‘瓷体结构组成变化的示
子。
州乌意图图中晶粒的部分为正
阵·炭
万二”’’,“
川浓嘛常结构,而部分是晶界部分,
。,汀一、
,卜它的组成是丈过量尸蒸
。·沪、
产。
丝》发部分的过量导致原

月卜·
、、”、、系统一系列特性的变化,
训。
一了朴效应自然会受到影响铅损失
,孑
、
,,
卜了、厂越多这种影响就越大乃至
、,,润之珑、角如
生卜丢尸‘,、超砚异州
‘了,、喇‘
竿蛛,
爷巡一完全消失含铅量越高的材
凳暮,,
释魂钾鸽料由于它更容易损失铅所
以愈会产生以上现象。
二温度与铅蒸发里的关

图高温材杆铅五换量与一曲线的关系系

份

外朴气

小行乌

图铅蒸发引起晶拉界结构缺图一样品含

。
陷及组成变化的模型图℃

图是用综合热分析仪测试的曲线,所用试料为一含铅。
该曲线表明随着温度的升高,铅的蒸发损失量加大假定失重量均为化学
分析证实了这一假设,对一定的组成配方而言,当温度升至某值时,失重量会急
剧增加即铅的蒸发量突然加大,这一点对制定合理的烧成温度是非常有意义的。
三烧