NTC热敏陶瓷.ppt

11无机非金属2班 11无机非金属2班 11无机非金属2班 11无机非金属2班 11无机非金属2班 NTC热敏陶瓷概述 11无机非金属2班 * 目录 NTC定义 NTC热敏陶瓷半导体的导电机理 NTC的温度-电阻方程 NTC热敏电阻应用 11无机非金属2班 * NTCR: （Negative Temperature Coefficient Resistance） 负温度系数电阻 是一种对温度反应较敏感，电阻值会随温度的升高而变小的非线性电阻器。 温度T升高，阻值R下降 11无机非金属2班 * NTC通常是由锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等两种或两种以上高纯度金属氧化物材料经混合、成型、烧结等工艺制成的接近理论密度（4.8g/cm3)结构的半导体电子陶瓷。 NTC热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷 。尖晶石结构有正尖晶石和反尖晶石两种， 通式AB2O4。正尖晶石结构时A2+离子处于四面体空隙中，B3+离子处于八面体空隙中；反尖晶石结构时A2+离子和半数B3+离子处于八面体空隙中，而余下的一半B3+离子处于四面体空隙中。 但是，只有包含反尖晶石结构或半反尖晶石结构的半导体电子陶瓷才具备NTC特性 11无机非金属2班 * NTC热敏陶瓷半导体的导电机理 跳跃式导电 当NiO中有氧过剩或掺入一价的Li1+离子时，它的电导率就急剧增加，呈现P型半导体的特性。 交换式导电 NTC热敏陶瓷半导体大多数是由尖晶体结构晶体所组成，这种结构的单位晶胞共有8个A金属离子、16个B金属离子和32个氧离子，由此得出尖晶石单位晶胞的通式为A8B16O32简约为AB2O4。 11无机非金属2班 * 因为氧离子半径大得多，故尖晶石结构实际上是以氧离子密堆积而成的。金属离子则位于氧离子的间隙中。第一类间隙为四个氧离子所包围，位于氧四面体的中心，称为A间隙；第二类 间隙为六个氧离子所包围，位于氧八面体的中心，称为B间隙。 四面体空隙 八面体空隙 11无机非金属2班 * 在正尖晶石中，A间隙全部为A离子（通常为二价金属离子）所占据，B间隙全部为B离子(通常为三价金属离子)所占据，其通式可写成A2+B3+2O2-4 。 在反尖晶石中，A间隙全部为B离子所占据，B间隙由一半A离子和B离子所占据，其通式为B3+（A2+ B3+ ）O2-4 。 反尖晶石氧化物具有P型的半导体特性，而正尖晶石氧化物具有良好的绝缘性能。 11无机非金属2班 * 显然，实现电子交换方式所具备的必要条件为： （1）在尖晶石型氧化物中必须有可以变价的异价阳离子，以产生电子交换 （2）两种异价离子必须同处于B位置中 因为在尖晶石中最近邻的A-A离子的间距和B-B离子的间距是不同的，由简单的几何计算可知，A-A间距为 a（a为晶格常数），而B-B间距约为 。 由于A-A位置距离较大，电子云交迭很小，因而不可能实现电子交换。只有在B-B位置之间才可能进行电子交换。 11无机非金属2班 * 正尖晶石中B位置都是同价离子，不可能进行电子交换，所以正尖晶石是绝缘体 反尖晶石中B位置的异价离子数目相等，电子交换的几率最大，是良好的半导体。 例如Fe3O4 [Fe2+ (Fe3+Fe2+)O4]的电导率可高达 102Ω-1cm-1。 其电导过程就是同处B位离子是电子交换，即： Fe2++ Fe3+ → Fe3++ Fe2+ 11无机非金属2班 * 基本特性 热敏电阻的零功率电阻值： R=R0 expB (1/T-1/T0) R：周围温度T (K) 时的电阻值（K：绝对温度） R0：周围温度T0 (K) 时的电阻值 B：热敏电阻的B常数 11无机非金属2班 * NTC热敏电阻应用 11无机非金属2班 * 1、大功率型NTC热敏电阻 应用范围 适用于转换电源、开关电源、UPS电源、各类电加热器、电子节能灯、电子镇流器、各种电子装置电源电路的保护以及彩色显示像管、白炽灯及其它照明灯具的灯丝保护。 11无机非金属2班 * 2.补偿型NTC热敏电阻 用于一般精度的温度测量和在计量设备、晶体管电路中的温度补偿。 11无机非金属2班 * 3.测温型NTC热敏电阻 主要用于汽车、内燃机车、大型电机、油浸变压器等的冷却系统作定点测温的感温元件，也可用在其它 场合的温度测量。 11无机非金属2班 * 4.玻封测温型NTC热敏电阻 广泛应用于空调、 暖气设备、 电子体温计、 液位传感器、 汽车电子、 电子台历等领域。 11无机非金属2班 * 5.CMF片式NT