高PTC效应[5],但这些添加物的浓度必须严格控制,稍有过量,则会引起电阻率ρ25℃增大,甚至成为绝缘体。需指出的是,这些微量添加
f物如何使主成分混合均匀和准确称量这一问题应引起足够的重视。33烧结工艺对电阻率和电性能的影响
图2高温低阻发热元件的阻温曲线
图3高温低阻PTC陶瓷的显微结构表2不同烧成条件对电阻率和RT特性的影响
试样
烧成条件
ρ25℃
RT特性
ΩcmR35℃ΩTc℃α40℃1RmaxRmi
56516226878789×10
2
1250℃×20mi
→1120℃A保温→270℃h降温1250℃×20mi
→1180℃BC保温→200℃h降温1250℃×20mi
→200℃h均速降温
1105
885
262
152
135×10
4
12678276
258
158
97×10
3
f表3高Tc低电阻发热元件电持性
电阻率
RT特性
1
TsufT℃耐压24VUmaxV274>80
ρ25℃ΩR25℃ΩTc℃α40℃RmaxRmi
12V86~1156525916598×10
3
266
烧结过程是制备高Tc低电阻率瓷料最关键的环节,笔者在烧结工艺作了大量的实验工作并获得满意的结果。其主要观点是:一、为了尽量减少Pb挥发,采取坩埚盖住密封烧结法;二、采取低温慢速升温,排完粘合剂后快速升到高温区,保温后急速降到某一温区再保温,然后再缓慢降温。由表1的测试结果表明,A试样在高温区保温后急速降至1120℃保温,然后以较快速率降温,虽然电阻率ρ25℃<565Ωcm,但PTC效应差,α40<10℃,不能付诸实用;而B试样在高温区保温后降至1180℃左右保温并以200℃h慢降温,虽然电阻率ρ25℃大些,但PTC效应明显提高。这说明瓷体在高温保温后应急速降到某一定的温区保温,然后再缓慢降温有利于提高晶势垒高度,从而增强PTC效应;而C试样按常规的烧结工艺是难以获到低电阻率ρ25℃和高温度系数α40℃二者并兼的电性能,这一特定的烧结工艺对制备这种高Tc低电阻率材料来说是至关重要的。4高温低电阻率PTC发热元件
根据上述确定的制备工艺要点和优化配方的基本方法,本工作曾从小批量到大批量配料,并在隧道窑烧结,其结果表明,电性能稳定,重复性好,电阻值均匀,从产品中抽测的电性能见表3和图2所示,该试样的显微结构照片也示出在图3中。由表3中可以看到,具有这种高性能的发热体在工作时,具有升温快、恒温特性好、功率自动补偿能力强等优点。由四
片这种发热元件同波纹状散热片组装成100×22×15mm的加热器,在12或24V电压和一定的风速下,其功率可达100~120W,出口温度基本恒定在110±5℃,满足了汽车空调加热器的要求。551结论制备高温低电阻率PTC陶瓷发热体首先要r