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热敏陶瓷的广义定义是指对热的作用具有灵敏响应特性的功能陶瓷。从这一定义出发,热敏陶瓷包括利用介电常数一温度敏感特性的铁电陶瓷;利用电流一热量敏感持性的热释电陶瓷;利用电阻一温度敏感特性的半导体陶瓷及利用磁化强度一温度敏感特性的磁性陶瓷等。在实用的陶瓷型热敏元件中•绝大部分是利用灵敏的电阻一温度特性的热敏电阻器。因此,热敏陶瓷通常指的是电阻值随温度而显著变化的半导体热敏电阻陶瓷。
半导体热敏电阻陶瓷主要分为正温度系数(PTC)热敏电阻陶瓷和负温度系数(NTC)热敏电阻陶瓷。后者又包括临界温度热敏电阻陶瓷(CTR)。PTC陶瓷主要是以BaTi03半导瓷为基的热敏陶瓷,NTC陶瓷主要是以过渡金属氧化物为基的热敏陶瓷;GTR陶瓷主要是以V02为基的热敏陶瓷。
NTC热敏陶瓷由包括Mn、Cu、Ni、Fe等过渡金属氧化物,按照陶瓷工艺制成的。依照配方的不同,主要分为二元系Cu—Mn系材料、Co—Mn系材料等,三元系Mn—Co—Ni系材料、Mn-Cu-Co系材料等,四元系Ni—Cu—Co-Fe系等材料,它们的绝大多数是具有尖晶石结构的过渡金属氧化物固溶体。
NTC半导体陶瓷热敏电阻器具有多种特性,其应用广泛:利用阻温特性的,如测温仪、控温仪和热补偿元件等;利用其优安特性的,如稳压器、限幅器、功率计、放大器等;利用其热情惰性的,如时间延迟器等;利用其耗散系数和环境介质种类与状态的关系的,如气压计、流量计、热导计等。
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