PTC材料电阻反常现象和影响反常特性的诸因素

作     者：祝炳和 

作者机构：中国科学院上海硅酸盐研究所 

出 版 物：《仪表材料》 (仪表材料)

年 卷 期：1983年第2期

页      面：13-25页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：晶界层 PTC 晶粒尺寸 晶粒度 晶粒规格 材料电阻 晶粒生长 晶粒长大 晶体生长 半导化 烧成工艺 玻璃相 金相相组成 施主杂质 显微结构 细晶粒 反常现象 

摘      要：PTC材料的大量应用,主要基于其电阻率（ρ）-温度（T）突变。一般希望ρ跃升大,变化陡,从而可以使用安全,耐电压也高。电阻突变是许多相关因素相互作用的结果。本文结合本所以前及前人的工作,系统阐明有关诸因素的相互关系,为调节PTC材料的ρ-T关系提供参考。本文从能带结构和氧化还原出发,介绍几种物化模型（Heywang、Danniel,Jonker,Ihrig,Nemoto……）,为理解ρ突变提供基础;一定的晶粒尺寸大小与均匀的显微结构,是具有良好PTC特性的重要条件;从扩散观点讨论烧成冷却等工艺影响,能解释热处理、第二相、晶粒大小对PTC的影响;Mn易进入晶界,易变价,低温时呈受主作用,有助于生成高质量晶界势垒层（薄的晶界受主层）:玻相在烧成结晶过程中,促进晶粒组成的纯化,（减少杂质对半导体的毒化作用）及杂质在晶界区的富集,增加织构均匀和材料的耐压性;最后讨论了预烧、烧成工艺、半导化、致密化、晶界势垒形成等过程间的相互关系,并指出烧成具有高PTC效应的材料的控制要点。 PTC材料是近年来发展迅速、应用广泛的电子陶瓷材料,也是一种重要的仪表和功能材料。本材料性质中最主要的特点是在相变温度附近,电阻率ρ突然增加达103～106（见图1）,本文主要讨论这种ρ突变的原因及影响因素,以便于人们控制制备条件,发挥其特点。