一、NTC负温度系数热敏陶瓷(Negative Temperature Coefficient)
NTC热敏电阻的发展经历了漫长的阶段:1834年,科学家首次发现了硫化银有负温度系数的特性,1930年,科学家发现氧化亚铜-氧化铜也具有负温度系数的性能,并将之成功地运用在航空仪器的温度补偿电路中,随后,由于晶体管技术的不断发展,热敏电阻器的研究取得重大进展,1960年研制出了NTC热敏电阻器。
NTC热敏电阻陶瓷主要应用于温度测量和温度补偿等,其优点是电阻值受氧的影响不大,在空气中稳定、灵敏度高、价格便宜。用于温度测量时,热敏电阻常数B越大灵敏度越高,而用于温度补偿时必须根据补偿的对象适当地选择B值。
二、NTC热敏陶瓷电阻的分类
1.根据阻温特性可分为三种类型:
表1 各种典型NTC热敏电阻陶瓷的主要成分及应用
三、NTC热敏电阻陶瓷的生产工艺及特点
NTC热敏电阻陶瓷的制造工艺与一般陶瓷工艺相似,其工序随材料种类、性能要求、外形、尺寸等略有不同。下图给出了片状、杆状NTC陶瓷热敏电阻生产工艺。
图1.片状、杆状NTC陶瓷热敏电阻生产工艺流程图
NTC热敏电阻陶瓷一般为ρ型半导瓷,与银可形成可靠的欧姆接触。因此NTC热敏电阻绝大多数采用银浆作电极材料。
在大量生产中,为了获得各种规格的标准阻值,仅靠改变组分配比和烧结条件是很不够的,必须采取调阻的措施,常用的方法是热处理调阻。
NTC热敏电阻的坯体经阻值调整后,其电气参数虽已基本符合使用要求,但它的性能还不够稳定,新生的晶体会吸附或吸收空气中的氧,使阻值变化,因而在制造过程中常在200~600℃范围内进行50~100h的热处理以消除使用中的不稳定性。这一热处理过程只改变材料的氧吸附或吸收的情况,并不改变其原来的晶体结构,称之为敏化处理。
装配完成后,热敏电阻产品的性能还不够稳定,必须经过老练处理。老练是将产品在等于或高于工作温度的恒温箱中放置100~500h,或在略高于工作温度范围进行多次正负温度循环。这相当于使产品在人为的条件下获得加速老化的效果。在老练第一周,阻值变化较大,以后逐步趋向稳定。
四、NTC热敏电阻的应用
NTC热敏电阻由于灵敏度高、可靠性高及价格低廉,而被广泛应用于家用电器、汽车以及工业生产设备的温度传感与控制。从元件的功能角度看,主要有以下作用:①温度检测及控制②温度补偿③抑制浪涌电流
图2.NTC热敏电阻陶瓷材料©http://www.exsense.com.cn/