PTC耐冲击性能的研究
1 概述
近年来，陶瓷PTC热敏电阻器作为一种重要的自愈限流元件，愈来愈受到器重与进行，因此而导致的BaTiO3陶瓷PTC热敏电阻器限流元件的钻研亦就日益深入。目前，应用最遍及的陶瓷PTC热敏电阻器，是在BaTiO3为主晶相的钙钛型ABO3结构中，经由添加居里点移动剂、施主元素、受主元素、玻璃相以及改性添加剂制备而成；此中尤以改性添加剂的感召成为陶瓷PTC热敏电阻器钻研的重要课题。
谈到改性添加剂，也就不得不说说作为进步PTC耐电压效率添加剂的CaCO3，以证明改性添加剂的“双刃剑”效应：1986年，原715厂陈龙虎高级工程师经由钻研与履行，在PTC消磁热敏电阻器的批量生打造中添加适量的CaCO3从而大幅度进步了打造品的耐电压技巧，为后来715厂从日本TDK公司技术引进PTC消磁热敏电阻器生打造线奠基了前期的技术根柢；大约这么说——那是715厂BaTiO3陶瓷PTC消磁热敏电阻在量打造进程中进步打造品耐电压效率的一个里程碑！时价明天，CaCO3仍作为进步PTC耐电压效率的添加剂而被遍及应用。但是，即使是生打造了近20年的PTC消磁热敏电阻器，随着品种与品质要求的进化，其 -20°C断续寿命实验时泛起分层奏效的技术问题仍然困惑着大少数生打造厂家！同时，随着通信保安单元中起二级关心感召的PTC热敏电阻器限流元件（以下简称：PTC）市场需求的上升，海外众多PTC生打造厂家因不克不及有效意图其奏效模式（650VAC，肇端电流1.1A,通电1分钟,断电10分钟,频频10次,阻值变动率小于20%）测验时泛起的机械分层景象,被挡在了市场之外。经由履行，认为这与全面少量添加CaCO3无关（在PTC结构解决合理的条件下），这恰是上面本文所寻找的问题之一：少量添加CaCO3所带来的背面效应——电压效应加强、抗功率攻打技巧降落。
本文所言的“功率攻打”是：PTC热敏电阻器在通电后，由初期的I。降落到平衡电流时，所蒙受的电功率变动以及由之所导致的热功率变动的总和。鉴于PTC所具有的时间—电流本色，“功率攻打”在这里特指：PTC热敏电阻器从通电肇端至达到热平衡前的功率骤变总和。
2 实考证明
2．1原材料、配方与功底
履行所应用的主要原材料见表1。
履行初期所采用的配方为：
（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按侵蚀物总重计算。
功底流程:
秤量→谐和→脱水→合成→球磨→脱水→造粒→干燥→成型→烧结→电极→焊接→包封→→测量
功底说明如下：
“谐和”——湿式球磨。将表1中固体材料按配方要求的品质一次性一切投入球磨罐中，参加材料总重1.5倍的纯水，再按配方要求参加制好的Mn（NO3）2溶液并进行球磨混料。
“合成”——1150°C保温3小时。
“造料”——粘合剂浓度：15%，添加比例---材料：PVA=100g：15ml。
“成型”——Φ9.35×t2.35妹妹×0.532g/片。
“烧结”——升温速率：300°C /hr，烧结温度：1330°C，保温时间：1小时，降温到800°C的速率：100~200°C/hr。
“电极”——先印刷并在650°C烧渗欧姆铝电极，再在铝电极上印刷烧渗（550°C）表层银电极。
“焊接”——手工焊接Φ0.5CP导线,焊接液相点:294°C。
“包封”——浸涂并聚合改性有机硅包封料。
2.2 履行打造品的干系目标
瓷体尺寸: Φ8.0×t2.0妹妹,电阻值:R25=55±20%Ω,居里温度:90~95°C,温度系数:20~30°C/%(由居里温度+15°C和居里温度+25°C所对应的电阻值所求得),伏安本色:Vb=900VAC
Imin=2.8mA VImin=650VAC。
2.3 PTC奏效时的表象
PTC在蒙受650VAC、1.1A功率攻打（通电1分钟，断电10分钟，频频10次）时，其基体边际的中部在初期通电进程中就会泛起电孤，并陪伴薄弱的声音会泛起，有的打造品甚至在两次攻打后就打造生生机明显机械分层的景象，有了部分打造品在攻打循环完成后，略微蒙受薄弱的外力即沿电孤部位分成两片，且分层的断面较为平展、均匀。
3 分析
3.1从伏-安本色来分析
为甚么PTC在伏-安本色测试时的耐电压技巧达到900Vac、但打造品却在650VAC、1.1A的攻打中就泛起奏效？为此，笔者解决了一个理想外形下的伏-安曲线与阻-温曲线比较的分析模式，基础思路是：依据欧姆定律，用伏-安本色中的电压V除以对应的电流I，得出的电阻值曲线与阻-温曲线（零功率外形下测得）对比，毕竟十分明显：计算并绘出的阻-温曲线较阻-温本色测试出的电阻值曲线（零功率外形下测得）泛起了较大的衰减，额定是Rmax。紧要额定说明的是：计算出的Rmax’=（VImin/Imin），ΔR=Rmax-Rmax’。这证理解该PTC的电压效应十分明显。也即是说：打造品理论蒙受电压的技巧，并不是在步进加压
条件（最大步幅为100Vac）下所测得的伏-安本色中的耐电压！
3.2从时间-电流本色来分析
笔者以250Vac、肇端电流3A的条件测量了上述PTC的时间-电流本色，创造打造品而从肇端外形I0到I0/2的进程不超过0.2秒，而从I0/2降落到I0/10所耗用的时间更是极短（不超过50毫秒）；遵照PTC在通电后发热乃至其自身电阻值此跃升的道理，不难猜度：施加在PTC上的电压从165VAC上升到241.5VAC的时间低于250毫秒 ；.同理,PTC在650VAC、1、1A功率攻打时，由于PTC居里温区内的电阻值随温度变动呈目标级上升的本色，将导致PTC上876.94%的电压变动可在低于0.25秒的时间内完成，这对PTC瓷体来讲，无疑是一种魔难，见表2。
由表2大约看出，从I0到I0/5的电压变动率较大，尤其是从I0到I0/2的电压变动率最大，也即是说：PTC居里点拐点区是打造品蒙受功率攻打最大的区间。
