熱敏電阻陶瓷是一種功能陶瓷。功能陶瓷的發(fā)展始于上世紀(jì)30年代。經(jīng)歷了電介質(zhì)陶瓷→壓電鐵電陶瓷→半導(dǎo)體陶瓷→快離子導(dǎo)體陶瓷→高溫超導(dǎo)陶瓷的發(fā)展過程，目前已發(fā)展成為性能多樣、品種多樣、用途廣泛、市場占有率很高的一大類先進(jìn)陶瓷材料。近幾十年來，隨著人類社會對能源、計(jì)算機(jī)、信息、汽車、家用電器等現(xiàn)代技術(shù)的迫切需求的牽引下，熱敏電阻作為一種對溫度或電流敏感的元器件得到了快速發(fā)展。
功能陶瓷器件正朝著超低電阻、高耐壓、高可靠性、大功率、片式化發(fā)展。熱敏電阻陶瓷根據(jù)電阻溫度特性可分為三種類型：①正溫度系數(shù)熱敏電阻陶瓷，簡稱PTC熱敏電阻陶瓷；②負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻陶瓷，簡稱NTC熱敏陶瓷；③臨界溫度熱敏電阻陶瓷，簡稱CTR熱敏電阻陶瓷。
1、 PTC熱敏電阻陶瓷
PTC是Positive Temperature Coefficient的縮寫，意思為正的溫度系數(shù)，一般指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。我們通常所說的PTC是一種用于校正溫度系數(shù)的熱敏電阻，簡稱PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻是一種典型的具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，當(dāng)超過一定溫度(居里溫度)時，其電阻值會隨著溫度的升高而呈階躍性增高。目前使用的PTC材料主要分為兩種類型：陶瓷基PTC材料和高分子基PTC材料。陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體，而陶瓷PTC熱敏電阻是以鈦酸鋇為基礎(chǔ)，摻雜其他的多晶陶瓷(主要是摻雜BaTiO3系陶瓷)制作的，具有較低電阻和半導(dǎo)電特性。BaTiO3是一種鐵電體，被廣泛用作高容量電容器和壓電陶瓷。然而，通過摻雜BaTiO3和控制燒結(jié)氣氛(氧化氣氛)，可以獲得具有完全半導(dǎo)體晶粒和晶界適當(dāng)電絕緣性的PTC熱敏陶瓷。
2、BaTiO3陶瓷是產(chǎn)生PTC效應(yīng)的條件
BaTiO3陶瓷是否具有PTC效應(yīng)完全取決于其晶粒和晶界的電性能性質(zhì)，沒有晶界的單晶沒有PTC效應(yīng)。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，晶粒和晶界是充分半導(dǎo)化及晶粒半導(dǎo)化，而具有完全絕緣晶界或邊界層的BaTiO3陶瓷都不具有PTC效應(yīng)，但具有足夠絕緣晶界的BaTiO3陶瓷只有在晶粒完全半導(dǎo)化時才有顯著的PTC效應(yīng)。
3、PTC熱敏陶瓷電阻器的應(yīng)用
（1）應(yīng)用于過濾器加熱器
通過在燃料過濾器中添加恒溫PTC熱敏電阻型的加熱器，可以提高燃料的溫度，從而增加燃料的流動性。這樣可以避免寒冷地區(qū)或低溫條件下燃油中發(fā)生膠質(zhì)、石蠟的沉淀，以及水滴凍結(jié)堵塞濾芯，解決低溫條件下發(fā)動機(jī)噴嘴容易堵塞、供油不暢等問題。
（2）在LED照明設(shè)備中的應(yīng)用
LED雖然具有高效照明、低功耗的特點(diǎn)，但作為高亮度LED元件本身，卻處于異常高溫狀態(tài)。村田制作所生產(chǎn)的陶瓷PTC熱敏電阻“POSISTOR”，可以簡單實(shí)現(xiàn)LED照明設(shè)備的過熱保護(hù)方法，不只可以減小成本，還可以提高LED照明設(shè)備的安全性。
（3）適用于空調(diào)器
PTC加熱器具有節(jié)能、恒溫、安全、壽命長的特點(diǎn)，逐步取代電熱管，解決空調(diào)器低溫制熱效果差的問題。PTC電加熱能可以根據(jù)室溫和室內(nèi)機(jī)風(fēng)量的變化，改變發(fā)熱量，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，從而達(dá)到快速、強(qiáng)勁制熱的目的，有效提高空調(diào)在寒冷地區(qū)無地暖地區(qū)的應(yīng)用。
（4）在電源電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
PTC熱敏電阻元件在電路短路故障時能發(fā)揮自身特性，其內(nèi)阻會迅速無限倍增，從而阻斷電路中的大電流，有效保護(hù)電路安全。當(dāng)故障去除后，將回到原來的低阻狀態(tài)，繼續(xù)導(dǎo)通電路。PTC熱敏電阻能有效保護(hù)電源電路不受限流影響，熱敏電阻的合理設(shè)計(jì)能使電源電路可靠高效的運(yùn)行。
（5）在通信設(shè)備中的應(yīng)用
PTC熱敏陶瓷電阻可用于加熱芯片，應(yīng)用于通信設(shè)備的低溫加熱領(lǐng)域。根據(jù)其在-40℃低溫下的低電阻值和高功率，可以快速加熱設(shè)備。當(dāng)芯片加熱到可以正常啟動時，在PTC熱敏電阻的溫度達(dá)到居里溫度之前，加熱器將關(guān)閉。因此可以滿足設(shè)備在低溫下的加熱要求。