论文摘要
PTC材料是一种温度敏感性的导电材料,PTC(Positive Temperature Coefficient)即正温度系数,是指材料电阻率随自身温度升高而增大的一种特性。金属膜PTC热敏材料与传统的陶瓷PTC材料相比,具有阻值极低、加热快速、安全系数高、工作寿命长、无噪音、功率衰减小、机械强度高、密封性好及灵活性强等优点。金属膜PTC热敏材料可以用于感温加热器、温度传感器和红外探测器。本文对金属膜设计和制备流程的各个环节进行了研究。选择镍和铁作为金属膜材料,设计了金属膜的多层状结构,此结构能够增强膜的界面效应,同时使镍铁层间形成合金层,从而对电阻温度系数的提升有重要作用。选择真空蒸发法制备镍铁多层膜,利用金属熔点差,采取轮转蒸发源的方法实现了镍铁多层膜的制备,并用烘箱、温度计、万用表和高温导线实现金属膜电阻温度系数测试过程。本文对影响金属膜PTC效应的各个因素,包括层数、金属比例和热处理温度进行了研究。当镍铁质量比为7:3时,镍层和铁层的厚度处于一个比较理想的范围,膜样品的电阻温度系数较大,为4928ppm/℃。400℃是一个比较理想的热处理温度,此热处理条件下,镍铁质量比为7:3的膜样品的电阻温度系数较大。综合各因素,镍铁比为7:3的十二层镍铁膜样品,在400℃热处理120分钟,升温速率为50℃/s,得到的金属膜的电阻温度系数有较高值,为5582ppm/℃,室温电阻为301Ω,非线性误差较大,达到28.2%。