在现有技术中,常用的NTC热敏电阻耐高温性能较差,在大部分高温环境下会导致一系列的不良影响。如,到一定温度点时环氧树脂会脱落、脆化;温度过高的情况下,环氧树脂挥发的气体还会侵蚀NTC芯片,影响其性能。今天,我们就为大家介绍一款耐高温NTC热敏电阻,这款热敏电阻是由含有稀土金属的烧结氧化物混合物组成,其耐高温、稳定性好、可靠性高,可用于汽车或需要在高温环境测量的产品。
常用的NTC热敏电阻是由锰、铬、铁、铜等金属氧化物烧结组成的,这种热敏电阻通常不适合高温应用。因为这些金属氧化物在高温环境中会被分解;此外,由于这种类型的热敏电阻即使在较低的温度下也可能发生不可逆的变化,所以其最高使用温度也会被限制。今天介绍的这款耐高温NTC热敏电阻,是由含有Terbium Oxide混合物的烧结氧化物材料和从Samarium Oxide和Ytterbium Oxide组成的基团中选择的材料组成的热敏电阻, 在高温环境中可用于测量和调节温度。
迄今为止,大多实验会利用高温计、金属电阻或者热电偶元件进行温度测量和温度控制。然而,高温计在温度测量时所得数据相对不准确,所以几乎不可能使用高温计精确的温度控制。金属电阻的电阻温度系数较低,因此,每当使用金属电阻进行温度控制时,通常都需要放大器。而是适用于在高温环境下进行温度测量或温度控制的热电偶元件,只能选择成本相对较高的铂系金属生产。
现有的技术中, 在较高或高温下可使用的耐高温NTC热敏电阻可能是由稀土金属氧化物和Zirconium Oxide的混合物制成。例如,英国专利说明书No.874,882中建议了一种由Yttrium和Zirconium Oxide的混合物制成的热敏电阻;而德国专利说明书No.2,333,189则建议了一种由Praseodymium和Zirconium Oxide 的混合物制成的热敏电阻。然而,由这类材料制成的耐高温NTC热敏电阻会表现出压敏电阻效应,即这种热敏电阻的电阻值不仅取决于温度,还取决于施加的电压。
1959年《电化学杂志》269-274 页表明,稀土的电导率随着温度的升高而增加,但没有建议将稀土或其混合物加入到热敏电阻中。此外,美国专利No.4,010,119提议一种由Neodymium Oxide和Samarium Oxide制成的热敏电阻。而美国专利No.4,010,122则建议一种由Terbium Oxide和Erbium Oxide制成的热敏电阻。然而,由此类材料制成的耐高温NTC热敏电阻表现出相对较高的比电阻,因此不能在相对较低的温度或较大的工作温度范围内使用。因此,以前已知的在高温环境中可用的耐高温NTC热敏电阻要么表现出压敏电阻效应和极化现象,要么操作温度范围的范围过窄。
今天介绍的这种耐高温NTC热敏电阻,可在高温环境中使用,于相对较大的工作温度范围内进行温度测量和温度控制。这款热敏电阻,其电阻系数较高,比电阻相对较低,不会表现压敏电阻效应或极化现象。
接下来,我们以一个简单的制作方式加以说明。制备Terbium Oxide的(纯度为99.9%)和Ytterbium Oxide(纯度为99.9%)的初始混合物,使混合物中含有约10百分含量的terbium原子。这种混合物被溶解在盐酸中,稀土则作为草酸盐进行常规共沉淀。沉淀的草酸盐被过滤掉,在大约900℃的温度下被焙烧,然后磨碎,产生实质上均匀的氧化物颗粒。为生产热敏电阻,给煅烧和研磨过的氧化混合物提供合适的粘合剂,并在由铂金或铂合金组成的两条平行夹紧导线之间形成珠子。然后对它进行预干燥, 并在含有氧化气氛的合适熔炉中,在1550~1700℃的温度范围内烧结热敏电阻珠。将所得的耐高温NTC热敏电阻在高温环境下进行测试,得出其比电阻。当这款耐高温NTC热敏电阻在活性环境中使用时, 最好为热敏电阻提供保护涂层或外壳。
参考数据: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
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