V203系PTC材料，其PTC效应来自于V203中由温度诱发的金属-绝缘体相变。这种相变的转变温度可以通过对V203进行Ti02、Cr203掺杂来控制。V203系PTC材料的最大特点是电阻率极低，通常小于10-3Ω．cm，因而广泛应用于大电流过流保护元件中。BaTi03系PTC材料是陶瓷半导体PTC材料的代表，也是研究最为成熟、实用最为广泛的PTC材料。 2.2.3 PTC材料3个主要特性
PTC材料的3大特性PTC具有的3个主要特性, 即电阻温度特性、电压电流特性以及电流时间特性。
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图1 图2 图3 ⑴电阻温度特性
电阻-温度特性常简称为阻温特性, 它是PTC热敏电阻最基本的特性, 表示在规定的电压下PTC元件电阻值(Ω)的对数与温度之间的关系,按其特性又可分为缓变型(补偿型)和开关型两类,典型特性曲线见图1所示，具有缓变型曲线的PTC元件在一定范围内电阻值与温度的关系近似为线性,温度系数在+(3～8)%/℃, 用于温度补偿和温度检测。开关型PTC元件有一个突变点(居里点),在温度达到居里点后,其阻值将急剧增加,温度系数可达+(15～60)%/以上,而在居里点之前的电阻温度系数一般为10%/℃ 。
由于PTC材料在居里点附近会发生电阻的突变，其阻值会骤增5-6个数量级，因此利用这种电阻-温度特性(简称阻．温特性)，PTC元件广泛地应用在温度检测、温度补偿、超温报警等电子线路中。 ⑵电压电流特性( 静态特性)
电压电流特性, 亦称为伏安特性, 是PTC元件实际工作状态下的电压和电流之间的关系, 典型曲线见图2。该曲线可粗略分为AB、BC和CD 三部分。图1 电阻温度特性，图2 电流电压特性。
在AB 段, 由于PTC元件两端所加电压较低, 由功耗引起的温升电阻变化很小, 称为等电阻段；在BC段,由于元件的功耗(P=U2/R)可以通过自身电阻的变化调整, 基本保持不变, 称为等功率阶段, 就是说, 当电路工作在正常状态时,PTC元件就处于低阻状态,一旦电路出现故障或过载使工作电流增大,PTC元件处于高阻状态, 促使电流自动降下来, 形成PTC元件的自动控制功能；在CD段,因受电压效应的影响,电阻阻值增大速度减慢,电流变化逐渐趋于平缓,超过D点即进入负阻区,电流开始回升,静态伏安特性是确定，PTC元件最佳工作状态的主要依据[9]。 在PTC材料中，电压和电流在开始时呈线性关系。而当耗散功率增加，材料温度超过环境温度时，电阻开始增大，电压-电流曲线开始弯曲；当电压增至Um时，电流达到最大值(Im)；当电压继续增大时，由于温度升高引起的阻值增加超过了电压增加的速度，导致电流减小，电压-电流曲线的斜率从而由正变负，利用这种电压-电流特性，PTC元件主要应用于恒温加热等电子线路中。 ⑶电流时间特性( 动态特性)
电流时间特性表示在PTC元件两端加上额定工作电压时, 流过元件的电流随时间而变化的特性, 典型曲线见图3。图3电流时间特性。
在PTC元件两端施加某一电压的瞬间, 由于其初始阻值小, 电流迅速增大。然后, 随着时间的推移, PTC元件自身发热, 进入正温度系数特性区域, 电阻阻值急剧增加, 电流大幅度下降, 最后达到稳定状态。动态特性因所通的电压不同, 还可分为交流和直流种类型,动态特性电流整个变化过程的时间是由于PTC元件的热容量、放热系数及输入电压所决定的, 当元件的热容量、放热系数小和输入电压越大, 则达到稳定的时间就越短。这种动态特性是PTC所特有的, 就是说PTC元件对于外加的电压具有较大的初始电流和突变连续衰减部分。
当电流流过PTC元件时，由焦耳定律可知，PTC元件的温度升高。当温度最终超过居里温度时，PTC元件的电阻急剧上升，因此电路中的电流急剧减小，利用这种电流。时间特性，PTC元件主要应用于电路保护的限流元件等。 2.3 CTR热敏陶瓷
临界温度热敏电阻CTR具有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数。构成材料是钒、钡、锶、磷等元素氧化物的混合烧结体，是半玻璃状的半导体，也称CTR为玻璃态热敏电阻。骤变温度随添加锗、钨、钼等的氧化物而变。这是由于不同杂质的掺入，使氧化钒的晶格间隔不同造成的．若在适当的还原气氛中五氧化二钒变成二氧化钒，则电阻急变温度变大；若进一步还原为三氧化二钒，则急变消失。产生电阻急变的温度对应于半玻璃半导体物性急变的位置，因此产生半导体-金属相移。CTR能够作为控温警等应用。
热敏电阻的理论研究和应用开发已取得了引人注目的成果。随着高、精、尖科技的应用，对热敏电阻的导电机理和应用的更深层次的探索，以及对性能优良的新材料的深入研究，将会取得迅速发展。
CTR热敏电阻是近年来新兴的产品, 其特点是采用VO2等系列材料, 在到达某一温度下时, 电阻值急剧下降, 进而利用其这一特性。但是由于某些材料的转变温度较低, 只能在低温情况下使用,如果需要转变温度较高的CTR热敏电阻, 就必须采用掺杂工艺, 改变其转变温度,以满足实际需要。利用这种热敏电阻可以制成固态无触点开关, 具有广泛的应用前景[10]。
3 热敏电阻陶瓷的应用领域
3.1 NTC材料的应用及热敏电阻产品
NTC有浪涌电流抑制用、温度补偿用和温度感知用等三种。
NTC热敏电阻器随着由微机控制的智能化、自动化设备的不断出现,使各种测量和控制也更为精密和高效率,尤其在低温控制方面有着非常大的优势,灵敏度高, 可以在低温、超低温环境下工作, 用于测量温度以及过载保护等作用, 满足了恶劣环境中的实际需求。例如: 航天器在外层空间运行时温差变化大,对温度实时监测要求苛刻, NTC的这一性能正好满足其需要[10]。
NTC热敏电阻器在温度控制、温度补偿中应用十分广泛，如在光纤通信路由器中作温度补偿，无线电话机，笔记本电脑。个人数字助理(PDA)等的电源管理，汽车工业中水温传感器，婴儿取暖器，自动空调系统，自动调温浴盆，心脏热敏电阻探针等等，其市场有超过PTC热敏电阻的趋势。NTC正向高稳定(阻值年飘移率<0.5% )，高精度(阻值、B值误差1%)，宽温区使用(最高使用温度达500℃)方向发展[11]。
高稳定、高精度NTC热敏电阻主要参数
NTC具有价格低廉、阻值随温度变化显著的特点，广泛用于温度测量。NTC除了用于温度测量之外，测量液位和风速也有许多可比优势，具有取代其它测量及控制方式的潜力。
NTC还可以广泛应在测量风速及风量的场所，特点是不仅价格低廉，而且电路结构极为简单。例如：① 家用空调器的过滤网除尘提示。安装在出风口的NTC检测风速，当检测到的风速与风量挡位的风速相比降低到了规定的幅度，提示用户清洁过滤网；② 同样的思路也可以实现吸尘器的除尘提示；③ 燃气热水器的排风监测。当NTC检测到排风停止（或被堵）的故障时，切断气源及报警；④ 冷气计量，对集中冷气供应系统进行单独计量，出风口安装的NTC计量风速（再考虑风口面积、平均风速等因素），能够实现集中供冷分别计费。
在对NTC热敏电阻随温度变化的特性进行研究后,根据其温度特性的不同用途可分为功率型NTC热敏电阻、补偿型NTC热敏电阻和测温型NTC热敏电阻。由于功率型NTC热敏电阻有一个额定的零功率电阻值, 当其串联在电源的回路中时就可以有效地抑制开机浪涌电流,且在完成抑制浪涌电流作用后, 由于通过它的电流的持续作用, 功率型NTC热敏电阻的电阻值将下降到非常小的程度。因它的耗散功率可以忽略不计,不会对正常工作电流造成很大影响。因而常用于转换电源、开关电源、UPS电源、各类电加热器、电子节能灯、电子镇流器、各种电子装置电源电路的保护以及彩色显像管、白炽灯及其它照明灯具的灯丝保护等。将功率型NTC热敏电阻器的电阻值下降到非常小的程度, 也可以用于温度测量和在计量设备、晶体管电路中的温度补偿。由于热敏电阻器阻值对应温度变化的精度可以达到0.1℃, 感温时间可少至10s以下, 利用以上的原理即可做成热敏电阻的温度计。它不仅适用于粮仓测温仪, 同时也可应用于食品储存、医药卫生、科学种田、海洋、深井、高空、冰川等方面的温度测量。 3.2 PTC材料的应用及热敏电阻产品
