1 附件 1 NTC 热敏陶瓷 一． NTC 热敏陶瓷的概念与分类 通常将电阻率随温度升高而下降的材料，称为负温度系数材料，简称 NTC材料。NTC 热敏电阻器是研究较早的半导体陶瓷元件之一，它具有灵敏度高（比铂电阻高 10 倍以上），响应速度快，体积小，价格便宜，易于实现远距离测量和控制的特点，而广泛的应用于测温、控温、补偿、稳压、遥控、流量流速测量以及时间延迟等设备。这类热敏电阻材料绝大部分都是 Mn、Co、Ni、Fe 等过渡金属的尖晶石型氧化物陶瓷，其电阻率 p与温度一般遵循热激活特征的 Arrhenius方程。 按使用温区大致分为低温热敏材料(4~ 70K), 常温热敏材料(-60~ 300℃), 高温热敏材料( >300℃)。 二．NTC 热敏电子陶瓷的导电机理 对于含微量杂质的单质半导体（如硅、锗）及共价半导体（如GaAs、GaP）导电机制较好的符合能带模型理论。NTC 热敏陶瓷材料主要是通过掺入的杂质原子而成为价控半导体，一般遵循小极化子模型。所谓的极化子理论，是指载流子（电子或空穴）在离子晶体中慢速运动时，由于离子带电荷，载流子与晶格离子之间相互作用而产生极化，并使载流子处于半束缚状态。这种极化状态称为极化子。极化子又有大极化子（电子云重叠较多，可认为载流子在能带中运动）和小极化子之分。如 NiO 是典型的金属缺位型半导体，当晶格中存在镍空位或低价外来杂质，会使Ni2+变成 Ni3+离子而产生空穴电导。但导电并不是由于空穴在满带中运动的结果，而是通过在能级间跳跃进行的，即所谓跳跃式电导。其在适当高的温区，载流子的迁移现象可用大极化子理论来解释或用介于大极化子和小极化子中间的新型模型才能合理的解释其跃迁电性能。 CoO 类似于 NiO 属于低迁移率的 P 型半导体（金属缺位型），在 284K 以上为 NaCl 结构，低于此温度时将发生微小的晶格畸变，其导电机理，一般认为在120K 以下属于小极化子能带半导体机制，而在此温度以上则变为小极化子的跳 2 跃电导机制，这一点已被塞贝克系数的测量所证实；Mn O 同属于金属缺位型p型半导体，但它与NiO 不同，高温下随氧分压的变化，电导出现极小值，即发生PN 型转变。通过测量电导和塞贝克系数与温度的函数关系，证明其电导机制符合小极化子跳跃模型。 NTC 热敏半导体陶瓷材料通常都是以Mn O 为主材料，同时引入Co O、NiO、Cu O、FeO 等，使其在高温下形成半反或全反尖晶石结构的半导体材料。以下分三种情况讨论其导电机理。 1）M...
