PTC效应与PTC热敏

在钛酸钡中加入微量稀土元素并进行适当的热处理后，其电阻率在居里温度附近急剧增加几个数量级，产生PTC效应，这与钛酸钡晶体的铁电性和材料在居里温度附近的相变有关。这相当于势垒增大，电阻突然增大，导致PTC效应。

PTC(正温度系数)是指在一定温度下，电阻和正温度系数迅速增大的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒温传感器。该材料是以钛酸钡、钛酸锶或钛酸铅为主要成分的烧结体，其中加入少量的铌、钽、铋、锑、钇、镧等氧化物来控制原子价，使其具有半导体性。这种半导电的钛酸钡等材料常被称为半导电(体)瓷；同时加入锰、铁、铜、铬的氧化物等添加剂，提高正电阻的温度系数。钛酸铂及其固溶体通过普通陶瓷成型和高温烧结半导电化，从而获得正热敏电阻材料。其温度系数和居里点温度随不同的成分和烧结条件(尤其是冷却温度)而变化。钛酸钡晶体属于钙钛矿结构。它是一种铁电材料，纯钛酸钡是一种绝缘材料。在钛酸钡中加入微量稀土元素并进行适当的热处理后，其电阻率在居里温度附近急剧增加几个数量级，产生PTC效应，这与钛酸钡晶体的铁电性和材料在居里温度附近的相变有关。钛酸钡半导体陶瓷是一种晶粒间有界面的多晶材料。当半导体陶瓷达到一定温度或电压时，晶界发生变化，导致电阻急剧变化。钛酸钡半导体陶瓷的PTC效应来源于晶界(晶界)。对于导电电子，晶粒间的界面相当于势垒。当温度较低时，由于钛酸钡中的电场，电子很容易穿过势垒，所以电阻值很小。当温度上升到居里点温度(即临界温度)附近时，内部电场被破坏，无法帮助导电电子越过势垒。这相当于势垒增大，电阻突然增大，导致PTC效应。钛酸钡半导体陶瓷PTC效应的物理模型包括王海表面势垒模型、钡空位模型和Daniels等人的叠加势垒模型，这些模型从不同的方面合理地解释了PTC效应。