半导体陶瓷

PTC半导体陶瓷

人们冬天取暖常用到PTC暖风机，夏天晚上用到PTC电热驱蚊器，这两个产品中的心脏部件均为PTC半导体陶瓷。常见的暖风机有3种，类型：电阻丝加热、石英管红外加热、PTC陶瓷热风机。PTC暖风机主要优点是：没有明火、不消耗氧气、不会过热、节能，它的热效率很高，可达到96%，而电阻丝及石英管则分别为60%及40%。最近，为了节能，上海有报道，将在广泛使用的饮水器中用PTC加热器，以达到节能的目的。PTC陶瓷的特性中，有一个看来很简单的电阻温度特性。

在室温附近它为半导体，电阻很低，电子可自由流动和迁移，当加上电压V后，就产生电流I，其发热功率＝V×I，通过不断加热，温度上升到一个转折温度处（称作居里温度），这时材料本身的电阻突然猛增几万或几十万倍。这时电子流就遇到很大的阻碍，由于电阻很大，使电流或加热功率迅速下降为极小值，发热体将降温冷却。当冷却至温度低于时，电阻又变小，电流及功率又增大，使发热体再次恢复升温。这样往复变化，最后达到平衡温度（通常约220℃～240℃）。PTC陶瓷在居里温度区内为低电阻，是很好的发热体，超过居里温度，它就出现高电阻，使温度不能过热，它这时起一个控温开关的作用。所以PTC陶瓷既是一个发热体，又是一个控温器，即：PTC陶瓷＝发热体＋控温器，它对环境温度及外加电压的高低均可响应：当环境温度高时它供热少，当环境温度低时它供热就多，即按需供热。当外加电压低时，它电流火、电压高时，则电流小。因而使用的电压范围很宽，110～220伏均可。

PTC陶瓷在居里温度以上的温区，电阻会逐渐增高的效应称为PTC效应（英文含义：正温度系数）。为什么在居里附近温度时，电阻会突然猛增呢？这是由于在居里温度附近，材料发生了晶型转变（相变）：从低温的四方晶型（半导体），变成高温时的立方晶型（绝缘体），就像冰在0℃转变成水一样，也是一种相变。

利用PTC效应可发展许多方面的应用。

除暖风机外，北方地区天气寒冷，许多超市或店铺门口，常采用热风门帘以隔开寒风，这就可用PTC散热器，其功率可达十几千瓦。其他的加热应用：如保温热碟，茶杯或牛奶放在热碟上，可以保温且不需要很大的功率。驱蚊器也是利用PTC加热器，使驱蚊药片或药水受热，按一定速率挥发，功率仅5瓦，即使在早上忘记关电源，也不会发生危险，这充分说明其安全可靠性。保温饭盒可为室内外车船上的工作人员或学生，供应温热食品。

生活中，人们离不开电冰箱及空调器，这类设备中均用到压缩机，它们要不停地启动及停止。启动时要求大的启动电流和启动转矩，当启动后进入正常运行时，则该电路应断开。开启和断开的动作须往复循环许多万次，利用PTC马达启动器即可完全满足要求，动作达数十万次。人们在享受空调及电冰箱时，PTC元件正在日日夜夜地为您服务。

电视机中的鲜明色彩是由电子束的偏转完成的，但如外部有杂散磁场，就会影响电子束，使彩色及图像扭曲。利用PTC消磁器所提供的大冲击电流，就可消除杂散磁场，所以电视机开机时均离不开PTC消磁器。

电话线路中，当遇到意外短路、或遇到雷击时，会产生强大的感应电压。有时由下高压线碰上电话线等情况时，均会产生过电压或过电流，损毁程控交换机电路，使通讯中断。当引入PTC限流器及变阻器后，如发生过压过流时，它的电阻立刻猛增，使电路中断，从而保护电路不受损伤，故障过去后它的电阻立刻下降，从而恢复通路，不像保险丝损毁后，要在复杂线路中寻出损坏的保险丝进行调换，非常繁复而费时。

美发、美容是女同胞日常生活中的重要内容，PTC卷发器及烫发器具有恒温发热、不伤头发、使用安全的优点而受到广泛欢迎。一种面部桑拿浴器用PTC元件加热水，形成蒸汽，用来蒸熏面部皮肤，使面部血液循环加强，消除毛孔污垢以美容。如在水中加入药剂，还可达到保健作用。利用类似原理，日本松下公司制成了蒸汽木梳，梳理头发时可护理头发，已大量销售。