在現(xiàn)有技術(shù)中，常用的NTC熱敏電阻耐高溫性能較差，在大部分高溫環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致一系列的不良影響。如，到一定溫度點(diǎn)時(shí)環(huán)氧樹(shù)脂會(huì)脫落、脆化；溫度過(guò)高的情況下，環(huán)氧樹(shù)脂揮發(fā)的氣體還會(huì)侵蝕NTC芯片，影響其性能。今天，我們就為大家介紹一款耐高溫NTC熱敏電阻，這款熱敏電阻是由含有稀土金屬的燒結(jié)氧化物混合物組成，其耐高溫、穩(wěn)定性好、可靠性高，可用于汽車(chē)或需要在高溫環(huán)境測(cè)量的產(chǎn)品。

常用的NTC熱敏電阻是由錳、鉻、鐵、銅等金屬氧化物燒結(jié)組成的，這種熱敏電阻通常不適合高溫應(yīng)用。因?yàn)檫@些金屬氧化物在高溫環(huán)境中會(huì)被分解；此外，由于這種類(lèi)型的熱敏電阻即使在較低的溫度下也可能發(fā)生不可逆的變化，所以其最高使用溫度也會(huì)被限制。今天介紹的這款耐高溫NTC熱敏電阻，是由含有Terbium Oxide混合物的燒結(jié)氧化物材料和從Samarium Oxide和Ytterbium Oxide組成的基團(tuán)中選擇的材料組成的熱敏電阻, 在高溫環(huán)境中可用于測(cè)量和調(diào)節(jié)溫度。

迄今為止，大多實(shí)驗(yàn)會(huì)利用高溫計(jì)、金屬電阻或者熱電偶元件進(jìn)行溫度測(cè)量和溫度控制。然而，高溫計(jì)在溫度測(cè)量時(shí)所得數(shù)據(jù)相對(duì)不準(zhǔn)確，所以幾乎不可能使用高溫計(jì)精確的溫度控制。金屬電阻的電阻溫度系數(shù)較低，因此，每當(dāng)使用金屬電阻進(jìn)行溫度控制時(shí)，通常都需要放大器。而是適用于在高溫環(huán)境下進(jìn)行溫度測(cè)量或溫度控制的熱電偶元件，只能選擇成本相對(duì)較高的鉑系金屬生產(chǎn)。

現(xiàn)有的技術(shù)中, 在較高或高溫下可使用的耐高溫NTC熱敏電阻可能是由稀土金屬氧化物和Zirconium Oxide的混合物制成。例如，英國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.874,882中建議了一種由Yttrium和Zirconium Oxide的混合物制成的熱敏電阻；而德國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.2,333,189則建議了一種由Praseodymium和Zirconium Oxide 的混合物制成的熱敏電阻。然而，由這類(lèi)材料制成的耐高溫NTC熱敏電阻會(huì)表現(xiàn)出壓敏電阻效應(yīng)，即這種熱敏電阻的電阻值不僅取決于溫度，還取決于施加的電壓。

1959年《電化學(xué)雜志》269-274 頁(yè)表明，稀土的電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加，但沒(méi)有建議將稀土或其混合物加入到熱敏電阻中。此外，美國(guó)專(zhuān)利No.4,010,119提議一種由Neodymium Oxide和Samarium Oxide制成的熱敏電阻。而美國(guó)專(zhuān)利No.4,010,122則建議一種由Terbium Oxide和Erbium Oxide制成的熱敏電阻。然而，由此類(lèi)材料制成的耐高溫NTC熱敏電阻表現(xiàn)出相對(duì)較高的比電阻，因此不能在相對(duì)較低的溫度或較大的工作溫度范圍內(nèi)使用。因此，以前已知的在高溫環(huán)境中可用的耐高溫NTC熱敏電阻要么表現(xiàn)出壓敏電阻效應(yīng)和極化現(xiàn)象，要么操作溫度范圍的范圍過(guò)窄。

今天介紹的這種耐高溫NTC熱敏電阻，可在高溫環(huán)境中使用，于相對(duì)較大的工作溫度范圍內(nèi)進(jìn)行溫度測(cè)量和溫度控制。這款熱敏電阻，其電阻系數(shù)較高，比電阻相對(duì)較低，不會(huì)表現(xiàn)壓敏電阻效應(yīng)或極化現(xiàn)象。

接下來(lái)，我們以一個(gè)簡(jiǎn)單的制作方式加以說(shuō)明。制備Terbium Oxide的（純度為99.9%）和Ytterbium Oxide（純度為99.9%）的初始混合物，使混合物中含有約10百分含量的terbium原子。這種混合物被溶解在鹽酸中，稀土則作為草酸鹽進(jìn)行常規(guī)共沉淀。沉淀的草酸鹽被過(guò)濾掉，在大約900℃的溫度下被焙燒，然后磨碎，產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上均勻的氧化物顆粒。為生產(chǎn)熱敏電阻，給煅燒和研磨過(guò)的氧化混合物提供合適的粘合劑，并在由鉑金或鉑合金組成的兩條平行夾緊導(dǎo)線(xiàn)之間形成珠子。然后對(duì)它進(jìn)行預(yù)干燥, 并在含有氧化氣氛的合適熔爐中，在1550~1700℃的溫度范圍內(nèi)燒結(jié)熱敏電阻珠。將所得的耐高溫NTC熱敏電阻在高溫環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，得出其比電阻。當(dāng)這款耐高溫NTC熱敏電阻在活性環(huán)境中使用時(shí), 最好為熱敏電阻提供保護(hù)涂層或外殼。

參考數(shù)據(jù)：US 4,126,583

HIGH TEMPERATURE THERMISTORS(NTC)

Inventor: Ulrich Walter, Munich, Germany

Assignee: Siemens Aktiengesellschaft, Berlin &

Munich, Germany

Appl. No.: 822,196

Filed: Aug. 5,1977

Foreign Application Priority Data

Aug. 18, 1976 [DE] Fed. Rep. of Germany ....... 2637225

Aug. 18, 1976 [DE] Fed. Rep. of Germany ....... 2637227

Int. CI.²  ............................................... H01B 1/08

U.S. CI.  ................................... 252/521; 106/73.2;338/22 R

Field of Search ....................... 252/521; 106/73.2;338/22 R

References Cited

U.S. PATENT DOCUMENTS

4,010, 119 3/1977 Walch .................................. 252/521

4,010, 122 3/1977 Walch .................................. 252/521

OTHER PUBLICATIONS

Advanced Inorganic Chemistry (3rd Ed.), Cotton, F.

Albert and Wilkinson, Geoffrey (1972), p. 1056.

Primary Examiner-Benjamin R. Padgett

Assistant Examiner-E. Suzanne Parr

Attorney, Agent, or Firm-Hill, Gross, Simpson, Van

Santen, Steadman, Chiara & Simpson