热敏电阻,特别是负温度系数(NTC)热敏电阻,其电阻值随温度升高而降低。老化问题主要影响其电性能和测量结果,具体表现在电阻值的漂移和稳定性的降低。老化的原因可能包括材料不均、工作环境温度、电压和电流的影响等。
1. 材料不均:制造过程中材料混合不均匀或烧结条件不当,可能在陶瓷内部产生微裂纹或气孔,这些缺陷在长期使用中容易引发老化。
2. 工作环境温度:长时间在高温环境下工作,可能使陶瓷内部微观结构发生变化,加速老化过程。
3. 电压和电流影响:过大的电压或电流可能引起过热,进而导致陶瓷老化率上升。
老化问题会导致电阻值的漂移,影响温度测量的准确性和可靠性。例如,清华大学的研究表明,NTC热敏电阻的电性能恶化可能来源于晶相结构不纯、晶粒过度生长、离子交换、空位迁移、聚集以及电极与陶瓷基体热膨胀失配等问题。为解决老化失效问题,提出了在材料体系中引入高熵结构,以抑制相转变和晶粒恶性增长。
TDK的资料指出,NTC热敏电阻广泛应用于电子设备的温度检测和温度补偿。而高性能NTC热敏电阻的制备与电性能研究显示,掺杂可以提高热稳定性,减少电阻率漂移。例如,ZnO的掺入能有效提高尖晶石系热敏电阻的热稳定性。
超低温用NTC热敏电阻的制备和性能研究强调了这类材料的高灵敏度和快速响应时间,但也指出了不同材料组成体系对电性能参数的影响。而百度文库中的文档讨论了热敏陶瓷老化率过高的原因,包括材料不均、工作环境温度和电压电流的影响。
综上所述,热敏电阻的老化问题会通过多种机制影响其性能和测量结果,需要通过材料设计、工艺控制和使用条件的优化来减轻老化的影响。