热敏陶瓷

热敏电阻主要用作电路温度补偿元件。金属氧化物制成的半导体陶瓷热敏电阻，以氧化钒为主体的玻璃热敏电阻，硅、锗单晶热敏电阻，用V₂O₃、P₂O₅、 SiO₂、BaO、SrO、CaO等氧化物合成的临界热敏电阻(CTR)和以钛酸钡为主体的正温度系数热敏电阻。近年来，随着硅元件平面工艺的成熟与集成技术的发展，出现了碳化硅单晶碳化硅薄膜热敏电阻等。

NTC热敏电阻的导电机制同其组成及半导化方法有关。引人高价金属离子或低价金属离子，分别产生N型或P型半导体，形成电子导电或空穴导电。在还原气氛或氧化气氛中烧结，分别产生N型或P型半导体，形成电子或空穴导电。

常温NTC热敏电阻陶瓷绝大多数是尖晶石型氧化物，主要是含锰二元系和含锰三元系氧化物。二元系有MnO-CuO-O₂，MnO-CoO-O₂，MnO-NiO-O₂系，三元系有Mn-Co-Ni，Mn-Cu-N，Mn-Cu-Co系氧化物等。MnO-CoO-O₂系陶瓷含锰23%~60%(质量分数)，主晶相是立方尖晶石MnCo₂O₄和四方尖晶石CoMn₂O₄，主要导电相是MnCo₂O₄，其导电机制是全反尖品石氧八面体中Mn⁴ 和Co² 的电子交换。该系的B值和电阻温度系数比MnO-CuO-O₂和MnO-NiO-O₂系高。

热敏陶瓷是对温度变化敏感的陶瓷材料。它可分为热敏电阻、热敏电容、热电和热释电等陶瓷材料。在种类繁多的敏感元件中，热敏电阻应用最广。热敏电阻是一种电阻值随温度变化的电阻元件(或称电阻器)。

热敏电阻按阻值随温度变化不同，分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻、临界温度系数热敏电阻和线性热敏电阻四大类。阻值随温度升高而增加的电阻称正温度系数(PTC)热敏电阻，相反，则称为负温度系数(NTC)热敏电阻。阻值随温度变化呈直线的热敏电阻称线性热敏电阻，阻值随温度变化呈指数(或对数)关系的称非线性热敏电阻。在非线性热敏电阻中，有一类其阻值在一个很窄的温度范围内可变化(上升或下降)几个数量级，称为临界温度系数热敏电阻或开关型热敏电阻 。

掺杂BaTiO₃陶瓷是主要的热敏陶瓷。BaTiO₃的PTC效应与其铁电性相关,其电阻率突变同居里温度T_c相对应。但是，没有晶界的BaTiO₃单晶不具有PTC效应。只有晶粒充分半导化，晶界具有适当绝缘性的BaTiO₃陶瓷才具有PTC效应。当制备BaTiO₃热镦陶瓷时，采用施主掺杂使晶粒充分半导化，采用氧气氛烧结使晶界及其附近氧化，具有适当的绝缘性，缓慢冷却也使晶界氧化充分，PTC效应增强。

关于BaTiO₃的PTC效应，Heywang基于该效应同居里点相关的事实，认为施主掺杂BaTiO₃晶粒边界存在的二维受主型表面态与晶粒的载流子相互作用，产生晶粒表面的势垒层。势垒高度φ与有效介电常数ε成反比。当温度低于居里点时，e约为10⁴，因此，φ很小时，电阻率也小。

(1)用欧姆表测量控制自动阻风门的热敏开关和进气管预热器管路的热敏开关的极限值，如下图2所示。自动阻风门的热敏开关1插头片：红色。规定值：温度低于30℃阻值为0；高于约40℃阻值为∞。

(2)进气管预热器管路的热敏开关2，规定值：温度低于50℃阻值为0；温度高于约55℃阻值为∞。