复合型导电高分子的NTC效应

复合型导电高分子的NTC效应【摘要】复合型导电高分子在温度场中可以表现出正温度系数（PTC）和负温度系数（NTC）效应，相对于NTC效应，PTC效应已经在产生机理、材料制备、影响因素等方面被研究者广泛研究。

本文综述了熔融态复合型导电高分子、复合型导电高分子泡沫和各向异性复合型导电高分子的NTC效应，概括了降低或消除NTC效应的方法，并对NTC材料的应用前景进行了展望。

【关键词】导电；高分子；NTC效应；复合材料导电高分子复合材料（conductive polymer composites, CPCs）对温度场的响应行为主要表现为PTC和NTC效应，PTC材料已经在电路过流保护元件、自限温加热器、装置温度和温敏传感器等领域广泛应用。

一方面，PTC材料在熔融态下往往伴随着NTC效应，这限制了PTC材料的推广应用；另一方面，NTC材料可以用来作为灵敏开关与警报装置相连，用于需要温度限制的领域。

此，对CPCs 的NTC效应的研究具有重要的意义。

本文综述了熔融态CPCs、CPCs泡沫、各向异性CPCs的NTC效应，概括了消除或降低NTC效应的方法，并对CPCs的NTC效应的应用前景进行了展望。

1.各向同性复合型导电高分子的NTC效应1.1熔融态下复合型导电高分子的NTC效应复合型导电高分子的电阻率随温度的升高而增大，表现为PTC效应，在高分子转变温度（Tg或Tm）处电阻率达到最大值，然而随着温度的继续升高，电阻率表现为下降的趋势，呈现出NTC效应，其典型的PTC复合材料阻温曲线图一般分为三个明显的区域：随温度的升高，复合材料电阻率逐渐增大；温度继续升高，复合材料电阻率迅速增加（可增大1.5-8个数量级），并达到一个极限值，发生导体到绝缘体的转变，呈现PTC效应；此后，复合材料电阻率随温度升高而下降，呈现NTC效应。

1.2复合型导电高分子泡沫的NTC效应NTC效应一般发生在熔融态的复合型导电高分子，由于高分子基体粘度的降低，导电填料重新组装形成导电网络，这种NTC效应往往会限制PTC材料的使用。

NTC热敏电阻原理及应用资料NTC热敏电阻是一种电阻值随温度变化的电阻器件，NTC即Negative Temperature Coefficient的缩写，意思是负温度系数。

其电阻值随温度的升高而下降，这是因为NTC热敏电阻的材料具有随温度上升，电子浓度增加，电阻减小的特性。

NTC热敏电阻的原理是基于半导体材料的特性。

在室温下，材料中的导电能力主要由载流子提供，当温度升高时，载流子的激发和活动增加，电子浓度增加，而导致电阻值下降。

不同材料的NTC热敏电阻具有不同的温度系数，其中具有较大负温度系数的材料可以用来测量高温，而具有较小负温度系数的材料则可以用来测量低温。

1.温度测量与控制：NTC热敏电阻可以直接作为温度传感器使用，常用于温度测量和控制领域。

它们可以测量物体表面温度、液体温度和空气温度等。

2.功率电子器件的保护：NTC热敏电阻可以用于电源电路、发动机和电机等设备中，用来保护功率电子器件。

当器件温度升高超过设定值，NTC热敏电阻的电阻值将迅速下降，从而触发过流或过温保护，避免电子器件的损坏。

3.温度补偿：由于NTC热敏电阻的电阻值随温度变化，可以用于温度自动补偿电路中。

例如，在电子设备中，微电流增大会导致偏移，而将NTC热敏电阻与其他元件串联，可以实现自动补偿，减小传感器的偏差。

4.温度补偿电源：NTC热敏电阻可以用来补偿电源的温度系数，保持电源的稳定性。

在高温环境下，NTC热敏电阻的电阻值下降，从而提高电源输出电压，使得输出电压保持相对稳定。

总结起来，NTC热敏电阻作为一种根据温度变化而改变电阻值的器件，具有广泛的应用领域。

它们可以用于温度测量与控制、功率电子器件的保护、温度补偿和温度补偿电源等方面。

在实际应用中，根据需求选择合适的NTC热敏电阻材料和参数，可以实现各种不同的功能和应用。

ntc电阻原理(二)NTC电阻原理1. 引言在电子领域中，NTC电阻（Negative Temperature Coefficient Resistor）是一种特殊的电阻器件。

它的电阻值随温度的变化而发生改变，且与温度呈负相关关系。

本文将深入探讨NTC电阻的原理及应用。

2. NTC电阻的结构与特性NTC电阻的基本结构由金属氧化物和导电剂组成，它的导电机制主要是基于半导体效应。

与其他电阻器件相比，NTC电阻的特性主要包括：•负温度系数：当温度升高时，NTC电阻的电阻值会下降；反之，当温度降低时，电阻值会上升。

•温度敏感性：NTC电阻的电阻值对温度的变化非常敏感，温度变化越大，电阻值的变化幅度越大。

•非线性特性：NTC电阻的电阻-温度曲线呈非线性关系，曲线的斜率随温度的变化而发生改变。

3. NTC电阻的工作原理NTC电阻的工作原理基于材料的半导体特性以及材料内部的离子迁移过程。

在低温下，由于阻挡层的效应，金属氧化物中的电荷难以通过导电层，导致电阻增大。

而在高温下，离子迁移速度增加，电荷可以更容易地通过导电层，导致电阻减小。

NTC电阻的材料种类多样，如锡氧化锌、镍锌、锰铜氧化物等，而每种材料的工作原理细节略有差异。

4. NTC电阻的应用由于其特殊的温度响应特性，NTC电阻在许多电子设备中得到广泛应用。

以下是一些常见的应用领域：•温度测量：NTC电阻可以作为温度传感器，用于测量环境温度或电子器件内部温度。

•温度补偿：由于NTC电阻的温度敏感性，它可以用于电路中的温度补偿，使电路的性能更加稳定可靠。

•过热保护：在电子设备中，NTC电阻可以用于过热保护电路。

当温度超过设定阈值时，电阻值会急剧下降，触发保护机制。

5. 总结本文介绍了NTC电阻的原理、结构与特性，阐述了其工作原理以及在电子领域中的应用。

作为一种温度相关的电阻器件，NTC电阻在实际应用中具有广泛的用途，为电子设备的可靠性和稳定性提供了有力支持。

注：本文仅供参考，具体原理及应用情况可根据实际需求进一步深入研究。

四川大学硕士学位论文高密度聚乙烯/炭黑复合导电PTC材料及制品的研制姓名：殷茜申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：黄锐20040501Ｖ６５４３８６堕型查堂堡主堂堡兰壅！堕童堡塞至堕！塑墨盒昱皇塑塑墨型鱼堕里塑———一高密度聚乙烯／炭黑复合导电ＰＴＣ材料及制品的研制材料加工专业研究生：殷茜指导教师：黄锐教授摘要本工作研究开发了一种新型高分子ＰＴＣ导电复合材料及其８０。

Ｃ发热等级自控温伴热带，目前已在北京协昌电缆厂和巩义强力塑料厂得到应用，并创效１０万元。

借助ＤＳＣ、ＴＥＭ、ＷＡＸＳ等多种试验手段对炭黑填充高密度聚乙烯复合体系的导电逾渗转变、ＰＴＣ效应、发热特性、长期通电稳定性、加工性能进行了较为详细的研究，并对试验结果作了全面分析和较为深入的探讨。

ｌ研究了不同结晶度高聚物／炭黑复合导电ＰＴＣ材料ＰＴＣ特性，探讨了ＰＴＣ效应的形成机理，提出了ＰＴＣ效应产生与基体聚合物结晶行为相关的观点。

２首次系统研究高分子导电ＰＴＣ材料热性能数据（热变形温度、维卡软化温度、熔点）与ＰＴＣ材料特征温度之间的关系。

认为材料的四川大学颁士学位论文：高密度聚乙烯／炭黑复合导电材料及制品的研究热变形温度与白控温伴热带的工作发热温度接近，维卡软化温度与制品开关温度相当，并由此确立了以ＨＤＰＥ为基体材料来开发８０’Ｃ发热等级自控温伴热带。

３研究了不同品种炭黑填充高密度聚乙烯复合体系的导电逾渗转变及ＰＴＣ行为，考察了ＣＢ基本性质、含量对材料ＰＴＣ效应、结晶行为的影响。

首次发现炭黑粒子加入降低了ＨＤＰＥ的结晶度，并由此认为炭黑粒子在基体材料中的分散状况也是影响材料ＰＴＣ特性的一个主要因素。

４研究了以接枝聚乙烯为基体，复合导电体系的ＰＴＣ特性及稳定性。

Ｇ．ＨＤＰＥ／ＣＢ复合导电体系的结晶度较ＨＤＰＥ／ＣＢ体系略有降低，但ＰＴＣ特性差别不大。

由此制得的自控温伴热带经过７２００小时通电运行，其ＰＴＣ强度、电阻率、发热温度及功率变化率均小于１５％，可以看出接枝聚乙烯的加入明显提高了材料的稳定性。

NTC负温度系数热敏电阻工作原理NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写，意思是负的温度系数，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。

它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。

温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。

NTC热敏电阻器在室温下的变化范围在10 O~1000000欧姆，温度系数-2%~-6.5%。

NTC热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。

NTC负温度系数热敏电阻专业术语零功率电阻值RT（Ω）RT指在规定温度T 时，采用引起电阻值变化相对于总的测量误差来说可以忽略不计的测量功率测得的电阻值。

电阻值和温度变化的关系式为：RT = RN expB(1/T –1/TN)RT ：在温度T （K ）时的NTC 热敏电阻阻值。

RN ：在额定温度TN （K ）时的NTC 热敏电阻阻值。

T ：规定温度（K ）。

B ：NTC 热敏电阻的材料常数，又叫热敏指数。

exp：以自然数e 为底的指数（e = 2.71828 …）。

该关系式是经验公式，只在额定温度TN 或额定电阻阻值RN 的有限范围内才具有一定的精确度，因为材料常数B 本身也是温度T 的函数。

额定零功率电阻值R25 （Ω）根据国标规定，额定零功率电阻值是NTC 热敏电阻在基准温度25 ℃时测得的电阻值R25，这个电阻值就是NTC 热敏电阻的标称电阻值。

通常所说NTC 热敏电阻多少阻值，亦指该值。

材料常数（热敏指数）B 值（K ）B 值被定义为：RT1 ：温度T1 （K ）时的零功率电阻值。

RT2 ：温度T2 （K ）时的零功率电阻值。

T1、T2 ：两个被指定的温度（K ）。

复合型导电高分子复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。

它可以在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中发挥重要作用。

本文将从复合型导电高分子的定义、制备方法、应用领域和未来发展等方面进行探讨。

一、复合型导电高分子的定义复合型导电高分子是将导电材料与高分子材料进行复合，形成具有导电性能的复合材料。

导电材料可以是导电聚合物、金属纳米粒子、碳纳米管等，高分子材料可以是聚合物树脂、聚合物薄膜等。

复合型导电高分子具有高导电性、良好的机械性能和化学稳定性等特点，同时还保持了高分子材料的可塑性和可加工性。

制备复合型导电高分子的方法有多种，常用的包括物理混合法、化学还原法和电化学合成法。

物理混合法是将导电材料和高分子材料直接混合，形成复合材料。

化学还原法是通过化学反应将导电材料还原到高分子材料中，生成复合型导电高分子。

电化学合成法是利用电化学方法在高分子材料表面沉积导电材料，形成导电层。

三、复合型导电高分子的应用领域复合型导电高分子在电子器件领域具有广泛应用。

它可以作为导电层、电极材料和电池材料，用于制备柔性电子器件、有机太阳能电池和超级电容器等。

在传感器领域，复合型导电高分子可以用于制备高灵敏度的压力传感器、湿度传感器和生物传感器等。

此外，复合型导电高分子还可以用于制备导电聚合物纤维、导电涂层和导电胶粘剂等。

四、复合型导电高分子的未来发展随着科学技术的不断进步，复合型导电高分子材料的性能将不断提升。

未来的发展方向主要包括提高导电性能、改善机械性能和优化加工性能。

一方面，可以通过控制导电材料的形貌和分散性，提高复合材料的导电性能。

另一方面，可以通过调控高分子材料的结构和交联度，改善复合材料的机械性能和热稳定性。

此外，还可以开发具有特殊功能的复合型导电高分子，如自修复、自感应和可光调控等。

复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。

它具有广阔的应用前景，在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中具有重要的作用。

NTC热敏电阻原理及应用详解NTC热敏电阻是一种负温度系数热敏元件，当温度升高时，其电阻值会下降。

其原理基于半导体材料的温度特性，随着温度的升高，半导体材料中的电子激活会增强，导致电阻值降低。

下面将详细介绍NTC热敏电阻的原理及应用。

原理：1.半导体材料性质：半导体材料是指电导能力介于金属与绝缘体之间的材料，其电导随温度的升高而增大。

这是因为温度升高会增加材料中的电子激活，导致导电能力增强。

2.热敏电阻结构：NTC热敏电阻采用半导体材料制成，一般为氧化物热敏材料。

其结构包括电极、热敏材料和连接线。

当温度升高时，热敏材料的电阻值会下降。

3.电阻温度特性：NTC热敏电阻的电阻值随温度的变化呈指数下降的规律，即温度升高时，电阻值急剧下降。

这个变化规律能够用一个特征温度来描述，这个特征温度被称为NTC热敏电阻的B值。

应用：1.温度测量：由于NTC热敏电阻的电阻值与温度呈反比关系，因此可以利用其特性进行温度测量。

结合电桥或温度传感器电路，可以实现精确的温度测量。

2.温度控制：利用NTC热敏电阻的温度特性，可以用于温度控制回路中。

例如，当温度超过设定值时，NTC热敏电阻会导致控制回路断开，从而实现温度控制。

3.电子设备的保护：NTC热敏电阻还可以用于电子设备的过温保护。

当设备温度超过安全范围时，NTC热敏电阻会导致设备断电，以保护设备不受过热损坏。

4.温度补偿：在一些需要高精度测量的电路中，NTC热敏电阻可以用于温度补偿。

通过测量环境温度并补偿电路的工作，可以提高测量的准确性。

5.电池温度监测：在电池应用中，NTC热敏电阻可以用于监测电池的温度变化。

当电池温度过高时，可以及时采取措施，防止电池过热造成危险。

总结起来，NTC热敏电阻因其温度特性被广泛应用于温度测量、温度控制、电子设备保护、温度补偿和电池温度监测等领域。

通过对NTC热敏电阻原理及应用的理解，我们可以更好地利用其特性进行工程应用。

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