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高分子基PTC材料應用前景可期
時間:2017年06月02日    來源: 深圳市千代電子材料有限公司

高分子基正溫度系數材料(PTC)材料作為一種智能導電高分子材料充滿活力。高分子基PTC材料是以有機聚合物為基體,摻入炭黑、石墨或金屬粉、金屬氧化物等導電填料而制成的一種復合材料。其最大特點是材料的電阻率隨著溫度的升高而增大,在聚合物的軟化點附近,電阻率可升高幾個甚至十幾個數量級。由于高分子基PTC材料電性能優良、成型加工方便、可設計性好,同時成本低,因而是一種應用前景很好的功能材料。目前,美國的瑞侃公司為世界范圍內該領域的領頭羊,上海長園維安為國內該領域的排頭兵。另外,國內浙江大學、華東理工大學、中山大學、北京航空航天大學、深圳長園維安、深圳市千代電子材料有限公司以及一些其他的科研企業單位也開展了對高分子基PTC材料的研制。 

 

    高分子基PTC復合材料由于具有質地柔軟、易加工成型、制造成本較低、具有較大的導電范圍、室溫電阻率低、可以在較低的溫度下使用等優點,正日益受到重視,且迅速成為PTC材料開發研制的熱點,在醫療、計算機、程控電話交換機、手機電池、汽車配件、家電產品、工業儀表、運載火箭、火災報警等領域也得到了廣泛的應用。 

  

    將高分子基PTC材料作為電路保護元件串聯于負荷電路中,當電路處于工作狀態時,流過高分子基PTC保護元件的電流不足以使其溫度超過開關溫度,PTC保護元件呈低阻狀態;一旦電路出現故障(如過流、過壓、過熱),就會使回路電流增大,此時PTC元件的電阻因自熱而迅速增大,其電阻率以幾個數量級(3~9)快速劇增,從而迫使電流迅速下降,使電路處于“斷開”狀態。而當故障排除后(即電流減小到正常狀態或溫度降低),由于材料的記憶特性,分子結構會返回到原來低溫時的緊密規則狀態,導電粒子重新接觸,電流通道得到恢復,其電阻又恢復到低阻狀態。 作為保護元件,高分子基PTC材料在通信電路、節能燈電子鎮流器、微電機、汽車等領域應用廣泛。 

 

    高分子基PTC材料的室溫電阻小,在溫度超過臨界點時,其電阻率隨溫度的升高而急劇增大,可抑制加熱材料的繼續升溫,從而自動調節輸出功率,實現溫度的自發控制。以高分子材料為基體制成的自控溫加熱器具有許多優點,可廣泛用于氣液輸送管道、儀表、罐體等的加熱、保溫、防凍及融雪裝置等。已經形成工業化的國家主要有美國、英國、德國、日本等,我國也開始了這方面的研究和生產??梢?,作為加熱元件,高分子基PTC加熱元件應用也非常廣泛。

 

    從總體上看,與當前的電子元器件發展方向一樣,高分子基PTC材料制得的熱敏電阻正向著高精度,高可靠,長壽命,小、薄、片式化等方向發展。從性能來看,在滿足上述小、薄尺寸要求的前提下,耐高壓、滿足室溫低電阻、低漏電流是熱敏電阻的主要方向。


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