功能材料—PTC热敏陶瓷制备与性能的综合实验

一、实验目的

通过实验，使学生加深对“电子信息材料专业方向”中有关基础理论知识的理解。

1.了解PTC热敏陶瓷制备原理及方法

2.使学生熟练掌握PTC电阻的测试方法

二、实验原理

    PTC效应与许多因素有关，PTC热敏电阻(正温度系数热敏电阻)是一种具温度敏感性的半导体电阻，一旦超过一定的温度(居里温度) 时，它的电阻值随着温度的升高几乎是呈阶跃式的增高。也可以说，PTC(positive temperature coefficient) 电阻是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻或材料。当PTC 陶瓷元件接通电源后，电流将随电压的升高而迅速增加，达到居里温度时，电流达到最大值，这时PTC 陶瓷元件进入PTC 区域，此时当电压继续升高时，由于PTC 陶瓷元件的电阻急剧增大，电流反而减小。

纯BaTiO₃陶瓷是良好的绝缘体，是一种优良的陶瓷电容器材料，也是一种典型的钙钛矿型结构的铁电材料。纯的BaTiO₃在常温下几乎是绝缘的，电阻率大于10¹²Ω?cm，通过不等价取代在BaTiO₃中掺杂微量的元素后，会使其性能发生变化，出现PTC效应，并且伴随着室温电阻率的大幅度下降。制成的钛酸钡基PTC 陶瓷具有较大的正温度系数和开关阻温特性，通过掺杂，它的居里温度可在很宽的范围内(室温～400 ℃) 任意调节，所以，在航空航天、电子信息通讯、自动控制、家用电器、汽车工业、生物技术、能源及交通等领域，它得到了广泛的应用。

钛酸钡基PTC 陶瓷的组成：

（1）移峰剂——添加后能够移动居里点（ BaTiO₃瓷120^oC）

添加物与主晶相形成固溶体使铁电陶瓷的特性在居里温度处出现的峰值发生移动的现象，称为移峰效应。 居里温度通常满足以下经验公式：  

t_c=t_c1(1-x)+t_c2x（x-摩尔分数）

该添加物称为移峰剂。PTC 陶瓷中常用钙钛矿型铁电体的移峰剂有两种：钛酸铅、PbTiO₃（490℃）、钛酸锶SrTiO₃(-250℃)。

（2）半导体化:

施主掺杂：将BaTiO₃基本组成离子分成三种离子群：其中至少在两个位置上的部分离子，用离子半径相接近，而原子价相差1价的不同离子进行置换。置换可得到低电阻率的陶瓷材料。

1.        对于Ba ²⁺位可用La ³⁺、Ce³⁺、Sb³⁺、Sm³⁺、Dy³⁺或K ⁺、Na ⁺等离子；

2.        对于Ti ⁴⁺可用W⁵⁺、Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、Nb ⁵⁺或Co³⁺ 、Cr³⁺ 等离子；

3.        对于O^2- 可用Br^-、I^-、Cl^-等离子。

受主掺杂：施主掺杂是为了实现BaTiO₃的半导化，受主掺杂是为了提高材料PTCR性能可通过调整施、受主的种类和添加量来实现材料的低阻化。

（3）促进烧结添加剂——Al₂O₃、SiO₂（BaTiO₃系半导瓷的PTC效应来源于晶界，故细化晶粒，使晶粒均匀化是很重要的。原料中不可避免的一些受主杂质对材料的半导体化起着有害作用Al₂O₃、SiO₂和预烧反应后剩余的Ti0₂在一起形成AST相，烧结时形成低共晶液相存在于晶界上，包围着晶粒，具有吸附晶粒内部对半导体化起着有害作用的杂质的功能，使晶粒净化，并能增强晶界处的受主表面态势垒，同时还具有抑制晶粒长大）  ZnO、 CeO₂ 、B₂O₃ 、WO₃。

三、实验步骤

（1）配方计算

钛酸钡基PTC材料的配方为：

98.96Ba_0.9915Ca_0.007La_0.0015Ti_1.0095Nb_0.0005O₃—ASTZ(Ti:Zr=1:2)—0.04Mn

（2）称量与球磨

将原料按配方称量好放入球磨机中，湿磨6小时，均匀混合，料：水：球=1：2：2。将球磨好的料放在干燥箱中110℃干燥，干燥好的料取出，放入研钵中研磨充分，备用。

（3）煅烧

将混合好的粉末分别在1200℃下煅烧6h，随炉冷却。将煅烧好的料取出，放入研钵中研磨充分，备用。

（4）二次球磨

将研细的料放入球磨机中湿磨6小时，加入ASTZ，跟 Mn（NO3）溶液均匀混合，，料：水：球=1：2：2。将球磨好的料放在干燥箱中110℃干燥，干燥好的料取出，放入研钵中研磨充分，备用。

（5）压片成型

将研磨好的料放入玛瑙研钵中，加6%的PVA粘结剂，研磨充分后，1.4g/片，在6MPa的条件下加压并保压3min，尺寸为φ15。

（6）烧结

将压制好的片在1350℃下烧结，保温30min。

四、实验数据处理及结果讨论

1. 镀电极、极化及性能测试

样品的上下两面涂银，样品在400~750℃下烧银10分钟，在两侧焊电极。将烧结后的产品测试电性能。

在油浴中测定材料从50℃到250℃的电阻，绘制电阻-温度曲线

绘制PTC热敏电阻的T—R特性曲线

2.实验误差分析

实验中由于具体的操作不太规范，往往使得实验存在误差，且误差来自多个方面，如在进行配合料的研磨混合过程中，会不可避免的损耗一些原料，混合进行并不能使各组分混合到均匀程度，造成各个样品的组分会略有区别，从而会造成各个样品的T-R特性曲线的不同。

在样品的烧结过程中，由于使用的硅碳棒电阻炉，其温度场并不能得以均匀分布，各个样品的所处位置不同，有可能造成其在相同的时间时所处的温度环境不同，从而影响其烧结程度，进而影响其性能的测试。

由各个样品的T-R特性曲线可知，虽然各个样品的组成成分及其含量是相同的，其特性曲线的总体趋势相同，但在不同的电流下，各个样品的非线性系数是不同，略有区别。

3.实验讨论及体会

通过本次实验，让我了解到PTC热敏电阻的实验原理，掌握了其制备方法及测试方法。本实验测定PTC热敏电阻的R-T曲线，由于实验过程中研磨、烧结、被银及测试过程中存在各个因素的影响而造成实验结果的差异。

第二篇：PTC热敏电阻基础知识

热敏电阻的物理特性与表示

热敏电阻的物理特性用下列参数表示：
电阻值、B值、耗散系数、热时间常数、电阻温度系数。
1、电阻值：R〔Ω〕
电阻值的近似值表示为：R2=R1exp[1/T2-1/T1]
其中：R2：绝对温度为T2〔K〕时的电阻〔Ω〕   R1：绝对温度为T1〔K〕时的电阻〔Ω〕   B：B值〔K〕
2、B值：B〔k〕
B值是电阻在两个温度之间变化的函数，表达式为：
B= InR1-InR2 =2.3026(1ogR1-1ogR2) 1/T1-1/T2 1/T1-1/T2
其中：B：B值〔K〕   R1：绝对温度为T1〔K〕时的电阻〔Ω〕   R2：绝对温度为T2〔K〕时的电阻〔Ω〕
3、耗散系数：δ〔mW/℃〕
耗散系数是物体消耗的电功与相应的温升值之比。δ= W/T-Ta = I² R/T-Ta
其中：δ：耗散系数 δ〔mW/℃〕     W：热敏电阻消耗的电功〔mW〕    T：达到热平衡后的温度值〔℃〕  

 Ta：室温〔℃〕     I：在温度T时加热敏电阻上的电流值〔mA〕    R：在温度T时加热敏电阻上的电流值〔KΩ〕
在测量温度时，应注意防止热敏电阻由于加热造成的升温。
4、热时间常数： τ〔sec.〕
热敏电阻在零能量条件下，由于步阶效应使热敏电阻本身的温度发生改变，当温度在初始值和最终值之间改变63.2％所需的时间就是热时间系数 τ。
5、电阻温度系数：α〔%/℃〕
α是表示热敏电阻器温度每变化1ºC，其电阻值变化程度的系数〔即变化率〕，用α=1/R·dR/dT 表示，计算式为：
α = 1/R·dR/dT×100 = -B/T²×100
其中：α：电阻温度系数〔%/℃〕  R：绝对温度T〔K〕时的电阻值〔Ω〕  B： B值〔K〕

PTC热敏电阻发热元件

一、PTC热敏电阻的简介：

PTC热敏电阻发热元件是现代以至将来高科技尖端之产品。它被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗、环保、采矿、民用器械等，它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比，具有卓越的优点。

有恒温、调温、自动控温的特殊功能
　　当在PTC元件施加交流或直流电压升温时，在居里点温度以下，电阻率很低；当一旦超越居里点温度，电阻率突然增大，使其电流下降至稳定值，达到自动控制温度、恒温目的。

不燃烧、安全可靠
　　PTC元件发热时不发红，无明火（电阻丝发红且有明火），不易燃烧。PTC元件周围温度超越限值时，其功率自动下降至平衡值，不会产生燃烧危险。

省电
　　PTC元件的能量输入采用比例式，有限流作用，比镍铬丝等发热元件的开关式能量输入还节省电力。

寿命长
　　PTC元件本身为氧化物，无镍铬丝之高温氧化弊端，也没有红外线管易碎现象，寿命长。并且多孔型比无孔型寿命更长。

结构简单
　　PTC元件本身自动控温，不需另加自动控制温度线路装置。特别是我公司新产品棗多孔型PTC更不需要其他散热装置，也不需用导电胶。

使用电压范围广
　　PTC元件在低压（6-36伏）和高压（110-240伏）下都能正常使用。

二、PTC热敏电阻的应用：

低压PTC元件适用于各类低电压加热器，仪器低温补偿，汽车上和电脑周边设备上的加热器。

高压PTC元件适用于下列电气设备的加热：电热保温碟、烘鞋器、热熔胶枪、电饭煲、电热靴、电热驱蚊器、静脉注射加热、轻便塑料封口机、蒸气发梳、蒸气发生器、加湿器、卷发器、录象机、复印机、自动售货机、热风帘、暖手器、茶叶烘干机、水管加热器、旅行干衣机、汽车烤漆房、液化气瓶加热器、沐浴器、美容器、电热餐桌、奶瓶恒温器、电热炙疗器、电热水瓶、电热毯等。

三：PTC热敏电阻的实物图如下：

注：我们可以根据用户的要求生产有：

1：不同尺寸；2：不同居里点（110～350℃范围内）；3：不同使用电压以及其它不同参数的PTC。

四、PTC热敏电阻的技术要求：

热敏电阻技术简介及其应用

一、热敏电阻技术简介：

　　自1950年荷兰菲力浦公司的海曼等人发现BaTiO3系陶瓷半导化后可获得正温度系数（PTC）特性以来，人们对它的了解越来越深刻。与此同时，在其应用方面也正日益广泛，渗透到日常生活、工农业技术、军事科学、通讯、宇航等各个领域。

形成这种状况的原因在于PTC热敏电阻具有其独特的电-热-物理性能。目前正处于：对PTC陶瓷材料性能的进一步优化和对PTC陶瓷元件应用的进一步推广，三者相互促进的阶段。PTC热敏电阻器的应用是当今最为热门而前景又十分宽广的新型应用技术。
热敏电阻按电阻温度系数分为正电阻温度系数（PTC）和负电阻温度系数（NTC）热敏电阻。

　　PTC是Positive temperature Coefficient的缩写，实为正的温度系数之意，习惯上用于泛批量正电阻温度系数很大的半导体材料或元器件等。

　　PTC元件的实用化始于60年代初期。最早的商品是用于晶体管电路的温度补偿元件。随后，用于电机过热保护、彩电消磁限流及恒温发热等场合的系列化产品相继商品化，并很快形成大生产规模。

　　我国对PTC元件的研制始于1964年，60年代末期商品化，80年代后期主要产品系列化并初具规模。

　　PTC元件的应用范围十分广泛，有待开发的应用产品极其丰富。这一点已成越来越多的行家所共识。

二、热敏电阻应用：

PTC热敏电阻在电路控制及传感器中的应用：
　　晶体管温度补偿电路、测温控温电路、过热保护电路、孵育箱、电风扇、彩卷冲洗、开水壶、电热水　　器、电热毯、日光灯、节能灯、电池充电、变压器绕阻、取暖器、延迟器、压缩机、彩电、彩显、过　　流保安、液位控制、电子镇流器、程控交换机、电子元件老化台

PTC热敏电阻在电热器具中的应用：
　　暖风机、暖房机、干燥机（柜）、滚筒干衣机、干手器、吹风机、卷发器、蒸汽美容器、电饭煲、驱　　蚊器、暖手器、干鞋器、高压锅、消毒柜、煤油气化炉、电熨斗、电烙铁、塑料焊枪、封口机

PTC热敏电阻在汽车中的应用：
　　电器过载保护装置、混合加热器、低温启动加热器、燃料加热器、蜂窝状加热器、燃油液位指示器、　　发动机冷却水温度检测表

高分子PTC热敏电阻基础知识（http://www.keter.com.cn）

高分子PTC热敏电阻用于过流保护

1.PTC效应：
      说一种材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效应, 即正温度系数效应，仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有PTC效应。在这些材料中，PTC效应表现为电阻随温度增加而线性增加，这就是通常所说的线性PTC效应。

2.非线性PTC效应：

经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，即非线性PTC效应，如图1所示。相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应，如高分子PTC热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。

3. KT系列高分子PTC热敏电阻用于过流保护：
      高分子PTC热敏电阻又经常被人们称为自恢复保险丝（下面简称为热敏电阻），由于具有独特的正温度系数电阻特性（即PTC特性，如图1所示），因而极为适合用作过流保护器件。热敏电阻的使用方法象普通保险丝一样，是串联在电路中使用，如图2所示。

 

环境温度对高分子PTC热敏电阻的影响

高分子PTC热敏电阻是一种直热式、阶跃型热敏电阻，其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持电流（I_hold）、动作电流（I_trip）及动作时间受环境温度影响。图4为热敏电阻典型的维持电流、动作电流与环境温度的关系示意图。当环境温度和电流处于A区时，热敏电阻发热功率大于散热功率而会动作；当环境温度和电流处于B区时发热功率小于散热功率，热敏电阻将长期处于不动作状态；当环境温度和电流处于C区时，热敏电阻的散热功率与发热功率接近，因而可能动作也可能不动作。图5为热敏电阻的动作时间与电流及环境温度的关系示意图。热敏电阻在环境温度相同时，动作时间随着电流的增加而急剧缩短；热敏电阻在环境温度相对较高时具有更短的动作时间和较小的维持电流及动作电流。

KT系列高分子PTC热敏电阻的特点

高分子PTC热敏电阻是一种具有正温度系数特性的导电高分子材料，它与传统保险丝之间最显著的差异就是前者可以多次重复使用。这两种产品都能提供过电流保护作用，但同一只高分子PTC热敏电阻能多次提供这种保护，而保险丝在提供过电流保护之后，就必须用另外一只进行替换。
      高分子PTC热敏电阻与双金属电路断路器的主要区别在于前者在事故未被排除以前一直出于关断状态而不会复位，但双金属电路断路器在事故仍然存在时自身就能复位，这就可能导致在复位时产生电磁波及火花。同时，在电路处于故障条件下重新接通电路可能损坏设备，因而不安全。高分子PTC热敏电阻能够一直保持高电阻状态直到排除故障。
     高分子PTC热敏电阻与陶瓷PTC热敏电阻的不同在于元件的初始阻值、动作时间（对事故事件的反应时间）以及尺寸大小的差别。具有相同维持电流的高分子PTC热敏电阻与陶瓷PTC热敏电阻相比，高分子PTC热敏电阻尺寸更小、阻值更低，同时反应更快。

应用知识问答

1. 高分子PTC热敏电阻主要应用于哪些方面？
　　高分子PTC热敏电阻可用于计算机及其外部设备、移动电话、电池组、远程通讯和网络装备、变压器、工业控制设备、汽车及其它电子产品中，起到过电流或过温保护作用。

2. 高分子PTC热敏电阻与保险丝、双金属电路断路器及陶瓷PTC热敏电阻的主要区别是什么？
　　高分子PTC热敏电阻是一种具有正温度系数特性的导电高分子材料，它与保险丝之间最显著的差异就是前者可以多次重复使用。这两种产品都能提供过电流保护作用，但同一只高分子PTC热敏电阻能多次提供这种保护，而保险丝在提供过电流保护之后，就必须用另外一只进行替换。
　　高分子PTC热敏电阻与双金属电路断路器的主要区别在于前者在事故未被排除以前一直出于关断状态而不会复位，但双金属电路断路器在事故仍然存在时自身就能复位，这就可能导致在复位时产生电磁波及火花。同时，在电路处于故障条件下重新接通电路可能损坏设备，因而不安全。高分子PTC热敏电阻能够一直保持高电阻状态直到排除故障。
　　高分子PTC热敏电阻与陶瓷PTC热敏电阻的不同在于元件的初始阻值、动作时间（对事故事件的反应时间）以及尺寸大小的差别。具有相同维持电流的高分子PTC热敏电阻与陶瓷PTC热敏电阻相比，高分子PTC热敏电阻尺寸更小、阻值更低，同时反应更快。

3. 高分子PTC热敏电阻的工作原理是什么？
　　高分子PTC热敏电阻是由填充炭黑颗粒的聚合物材料制成。这种材料具有一定导电能力，因而能够通过额定的电流。如果通过热敏电阻的电流过高，它的发热功率大于散热功率，此时热敏电阻的温度将开始不断升高，同时热敏电阻中的聚合物基体开始膨胀，这使炭黑颗粒分离，并导致电阻上升，从而非常有效地降低了电路中的电流。这时电路中仍有很小的电流通过，这个电流使热敏电阻维持足够温度从而保持在高电阻状态。当故障排除之后，高分子PTC热敏电阻很快冷却并将回复到原来的低电阻状态，这样又象一只新的热敏电阻一样可以重新工作了。

4. 怎样才能知道我手中的产品或样品是哪一种型号的高分子PTC热敏电阻？
　　科特公司生产的大部分高分子PTC热敏电阻标有产品的规格或型号，每种标志均以KT开头。在产品规格书中也列出了标准的产品标志。但有些标志只能被有识别能力的厂商或代理识别。

5. 高分子PTC热敏电阻的电阻值在非断路状态时会改变吗？
　　高分子PTC热敏电阻的电阻值随着工作环境的变化会略有改变，一般随着温度及电流的增加电阻值升高，反之降低。

6. 高分子PTC热敏电阻的存贮期多长？
　　如果存贮得当，高分子PTC热敏电阻的存贮期没有什么期限限制。若暴露在过潮或过高温度下，一些规格产品性能可能会改变，比如锡铅的可焊性等，但是在正常的电器元件保存条件下可以长期保存。

7. 什么情况下高分子PTC热敏电阻可以复位？复位的速度有多快？
　　一般情况下只要除去加载在热敏电阻两端的电压，热敏电阻即可复位；但如果外界环境温度很高时（如150℃）热敏电阻不能复位。高分子PTC热敏电阻回复到低电阻状态需要的时间取决于多种因素：产品的类型、装配形式、结构、外界温度、断路状态的持续时间等。一般复位时间小于几分钟，某些情况下只需几秒钟热敏电阻即可复位。

8. 高分子PTC热敏电阻是自动复位吗？
　　一旦排除故障和切断电源，热敏电阻即可复位，这时需要断开电路（维持电流）使热敏电阻冷却。热敏电阻中聚合物集体材料因冷却收缩从而炭黑颗粒重新连接起来，使电阻降低。这与双金属片装置的自动复位不同。典型的双金属装置即使故障没有排除也能复位，这导致在故障状态和保护状态之间不停切换，这可能损坏设备。但高分子PTC热敏电阻会保持在高电阻状态直到故障排除。

9. 能清洗高分子PTC热敏电阻吗？
　　许多普通的电气元件清洗剂都可用来清洗该高分子PTC热敏电阻，但是一些清洗剂可能会损害热敏电阻的性能，清洗前最好进行试验或到我公司咨询。

10. 高分子PTC热敏电阻可以并联使用吗？
　　可以。这样的主要优点是可以降低电阻并提高维持电流。

11. 高分子PTC热敏电阻可以串联使用吗？
　　对多数使用来说这样没有什么好处，这样做是不实用的。因为总是有一个高分子PTC热敏电阻先断开，所以其它热敏电阻根本起不到额外的保护作用。

12. 压力对高分子PTC热敏电阻有何影响？
　　施加在热敏电阻上的压力可能影响产品的电性能。如果在热敏电阻切断电路时压力太大并限制了产品的膨胀，这将使热敏电阻失去特定的功能而损坏。应该注意不能将热敏电阻安装在限制其膨胀的地方。

13. 将高分子PTC热敏电阻封装起来有何影响？
　　一般说来我们并不主张对本公司的热敏电阻产品进行额外的封装。如果一定要进行封装的话则应该注意对封装材料的选择。如果封装材料太硬，则会阻碍热敏电阻的膨胀，从而影响热敏电阻的正常使用。即使使用“软”的密封材料，热敏电阻的散热性能也会受到影响。选型时应充分考虑封装对产品性能的影响，需要对产品进行封装时请向我公司咨询。

14. 高分子PTC热敏电阻的失效形式是什么？
　　高分子PTC热敏电阻典型失效形式是产品室温电阻变得太大，这时产品的维持电流将变小。为了获得UL认证，热敏电阻必须达到两个标准：（1）能断路6000次而仍具有PTC能力；（2）保持断路状态1000小时而仍具有PTC能力。若热敏电阻在故障状态时超过了它的额定电压或电流，或者断路次数超出了UL检测要求，则热敏电阻可能变形和燃烧。

15. 在最大电压或断路电流下高分子PTC热敏电阻可以工作多少次？
　　每一个高分子PTC热敏电阻都有额定工作电压，在故障发生时可以承受额定的断路电流。为获得UL认证，开关必须能断路6000次并保持PTC性质。对用在通信设备（交换机、培训架保安单元等）中的热敏电阻来说，行标中规定了产品的使用寿命。这要求开关少则数十次，多则上百次能回复到初始特性值，设计者应牢记高分子PTC热敏电阻是用来防止故障的而不是将其断路状态象其正常状态一样使用。

16. 涂覆于高分子PTC热敏电阻上的组分是什么？
　　对B系列产品的封装材料为阻燃环氧树脂，对D、DL系列热敏电阻则为聚酯薄膜。这些材料符合UL94V-0或IEC95-2-2标准的要求。

17. 高分子PTC热敏电阻在使用时的最高环境温度是多少？
　　这取决于所使用的产品系列。我们的产品在大多数使用状态下的环境温度可达到85℃，对某些产品系列（如DL系列产品），只到70℃。对于表面贴装型的产品，可以短时间内承受焊锡焊接温度。在环境温度超过开关温度时，热敏电阻无法正常工作。

18. 电流超过维持电流IH但未达到动作电流IT会怎样？
　　维持电流IH是指在指定外界条件下能通过高分子PTC热敏电阻而不会导致其动作（变成高电阻断路状态）的最大稳定电流。动作电流IT是在指定条件下通过高分子PTC热敏电阻会导致其动作的最小稳定电流。
　　此时热敏电阻在不同情况可表现出不同的行为，这主要包括：环境温度、装配形式、热敏电阻的阻值等。因而热敏电阻可能保持低电阻状态，或者很快动作，也可能经过较长时间才动作。
　　在IH和IT之间的电流值可用一个区域表示，在这个区域与热敏电阻的开关状态有关，但电流数值范围不能确切预测。如果电流足够高，热敏电阻或者可能维持低电阻状态且保持这个低电流或者可能转变入高电阻状态，这取决于热敏电阻的初始电阻、外界环境以及装配条件。

19. IH和IT之间的关系是什么？为什么有差别？
　　我们大部分产品IT和IH之间是2：1的关系。一些产品可能低达1.7：1而另一些产品可能高达3：1。热敏电阻的材料、加工方式及焊接形式的不同决定了IT与IH的比值。我们大部分产品的实际比值为2:1。

20. 可以将高分子PTC热敏电阻用于过温控制吗？
　　目前高分子PTC热敏电阻主要用作过电流保护，但许多高分子PTC热敏电阻也一样成功地用作过温度保护。我们的KT16－DL系列产品就是一个很好的例子，这种产品使电池组设计者可以节省设计中的一些过温保护装置。

21. Rmin、Rmax和Rl有什么不同？
　　在指定条件下（例如：20℃），使用前特定型号热敏电阻的电阻值在规定的一个范围内，即在最小值（Rmin）和最大值（Rmax）之间。高分子PTC热敏电阻在室温下动作结束1小时后的电阻最大值或焊接到电路板一小时后的电阻值为Rl。

22. 高分子PTC热敏电阻动作结束后1小时，复位的电阻是多少？
　　应低于热敏电阻的Rl。

23. 高分子PTC热敏电阻在断路状态的电阻是多少？
　　高分子PTC热敏电阻在断路状态下的电阻取决于以下因素：使用的产品规格、通过产品的电压及电流。电阻值可用以下公式求出：Rt=V2/Pd。

24. 高分子PTC热敏电阻在动作状态下的工作寿命是多少？
　　UL认证要求热敏电阻产品在失去PTC特性前能保持1000小时的断路状态。在低于产品最高额定电压和电流的情况下可保持更长时间的断路状态。长时间处于断路状态可能会导致热敏电阻在复位后不能回复其初始电阻值和其它一些初始特性。每个热敏电阻的回复程度主要取决于故障条件和产品规格。

25. 高分子PTC热敏电阻的电压降是多少？
　　这取决于所使用的产品规格。如果知道该种规格热敏电阻的电阻值和稳定工作状态下通过的电流，电压降一般是可以计算的。典型的电压降数值可由Rmax值求出，如果没有Rmax值，该电压降值为Rmin和Rl的平均值。若用Iop表示正常工作电流，Rp表示高分子PTC热敏电阻的电阻，则电路的电压降Vdrop可由公式：Vdrop=Iop×Rp求出。

26. 高分子PTC热敏电阻可按电阻进行分档吗？
　　我们某些规格的热敏电阻是按阻值进行分类的，如KT250－110、KT250－110B等系列，主要是为通讯设备设计的产品规格。

27. 高分子PTC热敏电阻是否可以与过电压保护装置一起工作？
　　在远程通讯应用中，高分子PTC热敏电阻多数与过电压保护装置并用。这些过电压保护装置，包括固体放电管、气体放电管、MOV、二极管等，可以对雷电、高频感应、电力线搭接等产生的高压进行保护，而高分子PTC热敏电阻则对产生的过流进行保护。

PTC热敏电阻的选用方法

每一种热敏电阻都有“耐压”、“耐流”、“维持电流”及“动作时间”等参数。您可以根据具体电路的要求并对照产品的参数进行选择，具体的方法如下：

①首先确定被保护电路正常工作时的最大环境温度、电路中的工作电流、热敏电阻动作后需承受的最大电压及需要的动作时间等参数；

②根据被保护电路或产品的特点选择“芯片型”、“径向引出型”、“轴向引出型”或“表面贴装型”等不同形状的热敏电阻；

③根据最大工作电压，选择“耐压”等级大于或等于最大工作电压的产品系列；

④根据最大环境温度及电路中的工作电流，选择“维持电流”大于工作电流的产品规格；

⑤确认该种规格热敏电阻的动作时间小于保护电路需要的时间；

⑥对照规格书中提供的数据，确认该种规格热敏电阻的尺寸符合要求。

例如，某控制电路需要过流保护，其工作电压为48伏特、电路正常工作时电流为450毫安、电路的环境温度为50℃。要求电路中电流为5安培时2秒内应把电路中的电流降到500毫安以下。 我们可以根据其工作电压48伏特，首先选择耐压等级为60伏特的KT60－B系列热敏电阻，如表1所示；然后对照该系列热敏电阻的维持电流与温度关系列表选择KT60－0750B或KT60－0900B两种规格的产品，如表2所示；再根据动作时间与电流的关系图发现，5安培时KT60－0750B的动作时间为1秒钟左右而KT60－0900B的动作时间为2秒钟左右，如图1所示；因而应选择KT60－0750B规格的热敏电阻。该种规格的热敏电阻动作后电路中的电流小于30毫安，因而能够满足过流保护的要求。

名词解释——过流保护

PTC效应

说一种材料具有PTC (Positive Temperature Coefficient) 效应, 即正温度系数效应，仅指此材料的电阻会随温度的升高而增加。如大多数金属材料都具有PTC效应。在这些材料中，PTC效应表现为电阻随温度增加而线性增加，这就是通常所说的线性PTC效应。
非线性PTC效应
   经过相变的材料会呈现出电阻沿狭窄温度范围内急剧增加几个至十几个数量级的现象，即非线性PTC效应。相当多种类型的导电聚合体会呈现出这种效应，如高分子PTC热敏电阻。这些导电聚合体对于制造过电流保护装置来说非常有用。
初始电阻 Rini
   在被安裝到电路中之前，环境温度为25℃的条件下测试，KT系列的高分子PTC热敏电阻的阻值。
R1max
   在室温条件下，KT系列高分子PTC热敏电阻动作或回流焊接安装到电路板中一小時后测得的最大电阻值。
最小电阻（Rmin）/最大电阻（Rmax）
   在指定环境温度下，例如：25℃，安装到电路之前特定型号的KT系列高分子热敏电阻的阻值会在规定的一个范围内，即在最小值（Rmin）和最大值（Rmax）之间。此值被列在规格书中的电阻栏里。

维持电流 Ihold
   维持电流是KT系列高分子PTC热敏电阻保持不动作情况下可以通过的最大电流。在限定环境条件下，装置可保持无限长的时间，而不会从低阻状态转变至高阻状态。
动作电流 Itrip
   在限定环境条件下，使KT系列高分子热敏电阻在限定的时间内动作的最小稳态电流。
最大电流 Imax （耐流值）
   在限定状态下， KT系列高分子PTC热敏电阻安全动作的最大动作电流，即热敏电阻的耐流值。超过此值，热敏电阻有可能损坏，不能恢复。此值被列在规格书中的耐流值一栏里。
泄漏电流Ires
   KT系列高分子PTC热敏电阻锁定在其高阻状态时，通过热敏电阻的电流。
最大工作电流/正常操作电流
   在正常的操作条件下，流过电路的最大电流。在电路的最大环境工作温度下，用来保护电路的KT系列高分子PTC热敏电阻的维持电流一般来说比工作电流大。
动作
   KT系列高分子PTC热敏电阻在过电流发生或环境温度增加时由低阻值向高阻值转变的过程。
动作时间
   过电流发生开始至热敏电阻动作完成所需的时间。对任何特定的KT系列高分子PTC热敏电阻而言，流经电路的电流越大，或工作的环境温度越高，其动作时间越短。
动作循环
   在特定条件下，KT系列高分子PTC热敏电阻动作至恢复的一个周期，称为一个动作循环。
动作循环次数
   指某一特定型号的KT系列高分子PTC热敏电阻在正常动作以及经由特定方法定义的非正常动作条件下，所能承受的最大的动作循环次数。
Vmax 最大电压（耐压值）
   在限定条件下， KT系列高分子PTC热敏电阻动作时，能安全承受的最高电压。即热敏电阻的耐压值。超过此值，热敏电阻有可能被击穿，不能恢复。此值通常被列在规格书中的耐压值一栏里。
最大工作电压
   在正常动作状态下，跨过KT系列高分子PTC热敏电阻两端的最大电压。在许多电路中，相当于电路中电源的电压。
导电聚合体
   在此指由导电粒子（炭黑，碳纤维，金属粉末，金属氧化物等）填充绝缘的高分子材料（聚烯烃，环氧树脂等）而制得的导电复合材料。
环境温度
   在热敏电阻或者一个联有热敏电阻元件的电路周围静止空气的温度。
工作温度范围　
   元件可以安全工作的环境温度范围。
最大工作环境温度
   预期元件可以安全工作的最高环境温度。
功率耗损
   KT系列高分子PTC热敏电阻动作后所消耗功率，通过计算流过热敏电阻的泄漏电流和跨过热敏电阻的电压的乘积得到。
高温，高湿老化
   在室温下， 测量KT系列高分子PTC热敏电阻在较长时间(如150小时)处于较高温度(如85℃)及高湿度(如85% 湿度)状态前后的阻值的变化。
被动老化测试
   室温下，测量KT系列高分子PTC热敏电阻长时间(如1000小时)处于较高温度(如70～85℃)状态前后的阻值变化。
冷热打击测试
   室温下，KT系列高分子PTC热敏电阻的阻值在温度循环前后变化的测试结果。（如，在-55～125℃之间循环10次）

名词解释——过压保护

非重复峰值脉冲电流 I_PP
施加时不会损坏过电压保护装置的特定波幅和波形的峰值脉冲电流的额定最大值。
导通电流 I_T
在导通条件下通过过电压保护装置的电流。
导通电压 V_T
在特定电流I_T的导通条件下跨过过电压保护装置的电压。
保持电流 I_H                                                                               转折电流I_BO
将过电压保护装置维持在导通状态所需的最小电流。               在转折电压VBO处的瞬态电流。
转折电压V_BO
当浪涌电压超过反向击穿电压VBR，即将返送时跨过过电压保护装置的最大电压，此值是在特定的电压增长率和电流增长率下测量的。
闭态电压 V_D
过电压保护装置处在断开状态时两端的DC电压。
最大闭态电压 V_dm
使过电压保护装置处于断开状态的最大的DC电压。
最大闭态电压：I_dm
装置两端电压为最大闭态电压时，流过的电流。
泄漏电流 I_D                                                                                击穿电流 I_BR
过电压保护装置处在断开状态时流过的极小的电流。               在击穿条件下通过过电压保护装置的电流。
击穿电压V_BR
绝缘击穿电压V_BR，是装置进入雪崩区开始传导的电压。装置开始箝位电压，但它还未达到转折电压。
最大电压上升率dv/dt
dv/dt额定值是过电压保护装置能承受而不会导通的最大电压上升率。电压上升率大于此值时，装置可能在未超过转折电压VBO时返送。
闭态电容C_O
在断开状态下，于额定的频率、振幅、直流偏压下测量，所得出的过电压保护装置的电容值。