PTC耐沖擊性能的研究
1 概述
近年來，陶瓷PTC熱敏電阻器作為一種重要的自愈限流元件，愈來愈受到器重與進行，因此而導致的BaTiO3陶瓷PTC熱敏電阻器限流元件的鉆研亦就日益深入。目前，應用最遍及的陶瓷PTC熱敏電阻器，是在BaTiO3為主晶相的鈣鈦型ABO3結構中，經由添加居里點移動劑、施主元素、受主元素、玻璃相以及改性添加劑制備而成；此中尤以改性添加劑的感召成為陶瓷PTC熱敏電阻器鉆研的重要課題。
談到改性添加劑，也就不得不說說作為進步PTC耐電壓效率添加劑的CaCO3，以證明改性添加劑的“雙刃劍”效應：1986年，原715廠陳龍虎高級工程師經由鉆研與履行，在PTC消磁熱敏電阻器的批量生打造中添加適量的CaCO3從而大幅度進步了打造品的耐電壓技巧，為后來715廠從日本TDK公司技術引進PTC消磁熱敏電阻器生打造線奠基了前期的技術根柢；大約這么說——那是715廠BaTiO3陶瓷PTC消磁熱敏電阻在量打造進程中進步打造品耐電壓效率的一個里程碑！時價明天，CaCO3仍作為進步PTC耐電壓效率的添加劑而被遍及應用。但是，即使是生打造了近20年的PTC消磁熱敏電阻器，隨著品種與品質要求的進化，其 -20°C斷續(xù)壽命實驗時泛起分層奏效的技術問題仍然困惑著大少數生打造廠家！同時，隨著通信保安單元中起二級關心感召的PTC熱敏電阻器限流元件（以下簡稱：PTC）市場需求的上升，海外眾多PTC生打造廠家因不克不及有效意圖其奏效模式（650VAC，肇端電流1.1A,通電1分鐘,斷電10分鐘,頻頻10次,阻值變動率小于20%）測驗時泛起的機械分層景象,被擋在了市場之外。經由履行，認為這與全面少量添加CaCO3無關（在PTC結構解決合理的條件下），這恰是上面本文所尋找的問題之一：少量添加CaCO3所帶來的背面效應——電壓效應加強、抗功率攻打技巧降落。
本文所言的“功率攻打”是：PTC熱敏電阻器在通電后，由初期的I。降落到平衡電流時，所蒙受的電功率變動以及由之所導致的熱功率變動的總和。鑒于PTC所具有的時間—電流本色，“功率攻打”在這里特指：PTC熱敏電阻器從通電肇端至達到熱平衡前的功率驟變總和。
2 實考證明
2．1原材料、配方與功底
履行所應用的主要原材料見表1。
履行初期所采用的配方為：
（Ba76-xmol%Sr6mol%Ca18mol%Yxmol%）Ti100+Amol%O3++SiO2Bwt%+Mn(NO3)2 Cwt%。
式中：
X=0.3~0.6，A=0.5~2.5，B=0.3~1.0，C=0.015~0.03，B&C按侵蝕物總重計算。
功底流程:
秤量→諧和→脫水→合成→球磨→脫水→造�！稍铩尚汀鸁Y→電極→焊接→包封→→測量
功底說明如下：
“諧和”——濕式球磨。將表1中固體材料按配方要求的品質一次性一切投入球磨罐中，參加材料總重1.5倍的純水，再按配方要求參加制好的Mn（NO3）2溶液并進行球磨混料。
“合成”——1150°C保溫3小時。
“造料”——粘合劑濃度：15%，添加比例---材料：PVA=100g：15ml。
“成型”——Φ9.35×t2.35妹妹×0.532g/片。
“燒結”——升溫速率：300°C /hr，燒結溫度：1330°C，保溫時間：1小時，降溫到800°C的速率：100~200°C/hr。
“電極”——先印刷并在650°C燒滲歐姆鋁電極，再在鋁電極上印刷燒滲（550°C）表層銀電極。
“焊接”——手工焊接Φ0.5CP導線,焊接液相點:294°C。
“包封”——浸涂并聚合改性有機硅包封料。
2.2 履行打造品的干系目標
瓷體尺寸: Φ8.0×t2.0妹妹,電阻值:R25=55±20%Ω,居里溫度:90~95°C,溫度系數:20~30°C/%(由居里溫度+15°C和居里溫度+25°C所對應的電阻值所求得),伏安本色:Vb=900VAC
Imin=2.8mA VImin=650VAC。
2.3 PTC奏效時的表象
PTC在蒙受650VAC、1.1A功率攻打（通電1分鐘，斷電10分鐘，頻頻10次）時，其基體邊際的中部在初期通電進程中就會泛起電孤，并陪伴薄弱的聲音會泛起，有的打造品甚至在兩次攻打后就打造生生機明顯機械分層的景象，有了部分打造品在攻打循環(huán)完成后，略微蒙受薄弱的外力即沿電孤部位分成兩片，且分層的斷面較為平展、均勻。
3 分析
3.1從伏-安本色來分析
為甚么PTC在伏-安本色測試時的耐電壓技巧達到900Vac、但打造品卻在650VAC、1.1A的攻打中就泛起奏效？為此，筆者解決了一個理想外形下的伏-安曲線與阻-溫曲線比較的分析模式，基礎思路是：依據歐姆定律，用伏-安本色中的電壓V除以對應的電流I，得出的電阻值曲線與阻-溫曲線（零功率外形下測得）對比，畢竟十分明顯：計算并繪出的阻-溫曲線較阻-溫本色測試出的電阻值曲線（零功率外形下測得）泛起了較大的衰減，額定是Rmax。緊要額定說明的是：計算出的Rmax’=（VImin/Imin），ΔR=Rmax-Rmax’。這證理解該PTC的電壓效應十分明顯。也即是說：打造品理論蒙受電壓的技巧，并不是在步進加壓
條件（最大步幅為100Vac）下所測得的伏-安本色中的耐電壓！
3.2從時間-電流本色來分析
筆者以250Vac、肇端電流3A的條件測量了上述PTC的時間-電流本色，創(chuàng)造打造品而從肇端外形I0到I0/2的進程不超過0.2秒，而從I0/2降落到I0/10所耗用的時間更是極短（不超過50毫秒）；遵照PTC在通電后發(fā)熱乃至其自身電阻值此躍升的道理，不難猜度：施加在PTC上的電壓從165VAC上升到241.5VAC的時間低于250毫秒 ；.同理,PTC在650VAC、1、1A功率攻打時，由于PTC居里溫區(qū)內的電阻值隨溫度變動呈目標級上升的本色，將導致PTC上876.94%的電壓變動可在低于0.25秒的時間內完成，這對PTC瓷體來講，無疑是一種魔難，見表2。
由表2大約看出，從I0到I0/5的電壓變動率較大，尤其是從I0到I0/2的電壓變動率最大，也即是說：PTC居里點拐點區(qū)是打造品蒙受功率攻打最大的區(qū)間。
