薄膜熱敏電阻一種制造溫敏傳感器的良好材料,作為溫敏傳感器的熱敏電阻合金性能要求如下:(1)足夠大的電阻率;(2)相當(dāng)高的電阻溫度系數(shù);(3)具有接近于實(shí)驗(yàn)材料線(xiàn)膨脹系數(shù);(4)小的應(yīng)變靈敏系數(shù);(5)在工作溫度區(qū)間加熱和冷卻時(shí),電阻溫度曲線(xiàn)應(yīng)有良好的重復(fù)性 [1] 。
薄膜熱敏電阻.
鈦酸鋇晶體屬于鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),是一種鐵電材料,純鈦酸鋇是一種絕緣材料.在鈦酸鋇材料中加入微量稀土元素,進(jìn)行適當(dāng)熱處理后,在居里溫度附近,電阻率陡增幾個(gè)數(shù)量級(jí),產(chǎn)生PTC效應(yīng),此效應(yīng)與BaTiO3晶體的鐵電性及其在居里溫度附近材料的相變有關(guān).鈦酸鋇半導(dǎo)瓷是一種多晶材料,晶粒之間存在著晶粒間界面.該半導(dǎo)瓷當(dāng)達(dá)到某一特定溫度或電壓,晶體粒界就發(fā)生變化,從而電阻急劇變化.
對(duì)于導(dǎo)電電子來(lái)說(shuō),晶粒間界面相當(dāng)于一個(gè)勢(shì)壘.當(dāng)溫度低時(shí),由于鈦酸鋇內(nèi)電場(chǎng)的作用,導(dǎo)致電子極容易越過(guò)勢(shì)壘,則電阻值較小.當(dāng)溫度升高到居里點(diǎn)溫度(即臨界溫度)附近時(shí),內(nèi)電場(chǎng)受到破壞,它不能幫助導(dǎo)電電子越過(guò)勢(shì)壘.這相當(dāng)于勢(shì)壘升高,電阻值突然增大,產(chǎn)生PTC效應(yīng).鈦酸鋇半導(dǎo)瓷的PTC效應(yīng)的物理模型有海望表面勢(shì)壘模型、丹尼爾斯等人的鋇缺位模型和疊加勢(shì)壘模型,它們分別從不同方面對(duì)PTC效應(yīng)作出了合理解釋?zhuān)?/span>
熱敏電阻除用作加熱元件外,同時(shí)還能起到“開(kāi)關(guān)”的作用,兼有敏感元件、加熱器和開(kāi)關(guān)三種功能,稱(chēng)之為“熱敏開(kāi)關(guān)”.電流通過(guò)元件后引起溫度升高,即發(fā)熱體的溫度上升,當(dāng)超過(guò)居里點(diǎn)溫度后,電阻增加,從而限制電流增加,于是電流的下降導(dǎo)致元件溫度降低,電阻值的減小又使電路電流增加