456棋牌游戏平台2019正版

案例展示

您当前的位置: 主页 > 案例展示 >

PTC陶瓷材料电特性研究

作者:admin 发布时间:2019-03-08 03:36 浏览:

  PTC陶瓷材料电特性研究_材料科学_工程科技_专业资料。PTC陶瓷材料电特性

  PTC 陶瓷材料电特性研究 作者:陈华峰(华中科技大学物理系本科 2001 级 1 班) 刘基新(华中科技大学物理系本科 2001 级 1 班) 刘博 (华中科技大学物理系本科 2001 级 1 班) 前言 PTC 陶瓷是正温度系数热敏陶瓷的简称,应用 PTC 陶瓷电阻温度的非线性,可开发应 用于各个领域。如恒温加热器,线路的限流保护,电机变压器的过流保护和过热保护,各种 ★△◁◁▽▼电工、电子产品应用的传感器●等。是一种用途极广的新材料。 1、作为加热类的 PTC 陶瓷元件,它是一种温度自控的▲●…△发热体,可省去一套温控线、作为开关类的 PTC 陶瓷元件,具有开发功能。使电器设备避免过流、过热损坏; ★-●=•▽3、PTC 元件是一种节能、安全性高、使用寿命长的元件。 PTC热敏电阻具有恒温作用, 当PTC 发热元件通电时, 温度较低, 此时电阻小, 功率很 大, 能迅速加热, 因为PTC 元件具有自然寿命长、自动恒▷•▼▼▽●▽●●温、无明火、高可靠性、节能效果 显著等特点, 在空调中, 使用PTC 加热器代替了以往用电热管作为空调器辅助电加热。同 时,利用PTC 热敏电阻的电流2时间特性, 可将其用作启动开关使用, 如压缩机电机的启动 电路、无触点继电器等。此外,电机损▪▲□◁坏的原因, 经常是超负荷、断相或者电机的传动部分 发生机械故障, 造成电机绕组发热, 温度升高到超过电机的最高允许温度。因此可以用PTC 材料做电机或电器设备的保护器。 PTC 的主要特性 材料的▼▲导电性一般会受到温度的影响, 有些材料的电导率随着温度升高而减小, 有些材 料的电导率随着温度升高而增加。 材料电导率与温度的函数关系有成线性的, 也有◁☆●•○△成非线性 的。PTC 陶瓷便是一种具有非线性 R-T 特性的材料。PTC 陶瓷的最典型特性是在某温度附 近 20~30 度温区内其电阻率可发生几个数量级的变化。因此★◇▽▼•他具有温度的自控作用,控制 精确度几乎不受外界条件的影响。故可用来▪•★做自动开关,启动器和保护装置等,其发热速度 快,还可做定温发热器。 1. 电阻-温度(R-T)特性:PTC 电阻器的零功率电阻率值与材料温度之间的关系。 需要确定以下重要参数: Rmin:阻温特性曲线上的最小电阻。 Tb▲=○▼:开关温度,一般定义为电阻器的电阻值达到最小电阻值的两倍时的温度。 Rmax:阻温特性曲线上的最大电阻值。 αT :零功率电阻温度系数: PTC 效应范围内某温度 T 下,PTC 电阻器的零功率 在 电阻值◆●△▼●的相对变化率,用公式表示为: αT = 1 dRT d ln RT = R T dT dT 如果想从 R-T 特性曲线上用作图方法求得 αT , 从上述公式求微分方程可以得到 αT : αT =2.3026 log RT 2 ? log RT 1 =2.3026B T2 ? T1 式中: RT 2 为温度 T2 时的电阻值, RT 1 为温度 T1 时的电阻值, T1 、 T2 均在 PTC 区。显然,B 就是曲线 )两点连线.电流-电压特性(I-V) 在室温(通常规定为 25 摄氏度)的静止空气中,在热平衡的稳态条件下流过 PTC 电阻 器的电流与加在其两端的电压之间的关系。 实验数据与原理分析 下图中黑线为升温 R-T 特性,而红线为降温特性。温度单位为摄氏度,电阻单位为 M 欧姆。 在一定的温度之后,电阻随温度的升高有急速上升的区域,并且在开始的一小段◇…=▲区间, 电阻值随温度的上升有微弱的下降,但不明显,而急速上升区却是很明显的。其原因◆◁•:PTC 效应是一种晶界效应,因为在 BaTiO3 施主掺杂的单晶体中没有发现这种效应,从 60 年代 开始,海曼提出了晶界势垒模型,琼克对其进行了补充,丹尼尔斯提出了晶界钡缺位模型, 而 Desu 等提出的晶界析出模型较为满意的解释了其他模型无法解释的现象,是迄今为止最 好的模型。PTC 材料晶界之间存在陷阱,而陷阱需要激活,低温条件下,陷阱不被激活, 载流子可以通过,当温度上升到一定程度,陷阱被激活,载流子被陷在晶界中,从而产生一 个反极性的空间电荷, 空间电荷的厚度和电阻以及晶界高阻区限制了样品的电导率。 至于之 后,温度继续升高,电阻又下降,可能是因为热效应又抑止了陷阱的作用,即热效应起了主 导▲★-●作用。 其次升温与降温曲线不重合,其原因是降温时,PTC 有电阻迟滞,与铁电体,铁磁体 一样。故呈现上述规律。 下图可更清晰的看电特性,其中电阻单位为兆欧姆,温度为摄氏度。 PTC材料电特性研究 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 22 40 57 70 80 90 100 112 124 142 Temperature 实验在给 Pt 电阻定标的时候要求加热的速度不能太快,否则炉内空气的温度与 Pt 电阻 的温度不能同步,将导致电阻定标不准确。之后的加热实验中加热速度也不能太快,但如果 只是想定性的看看可以不考虑这个因素! Resistance 参考文献 《固体物理》 方俊金 陆栋 《PTC 材料及应用》 周东祥 龚树萍 《PTC 陶瓷制造工艺与性质》 祝炳和 《电机或电器设备的保护器》 刘慕园 杨宾峰 《PTC热敏电阻的现状与发展趋势》 朱盈权


456棋牌游戏平台2019正版

 

Copyright © 某某餐具生产有限公司 版权所有 | Sitemap | 网站导航

搜索