PTCMaterialien

PTCMaterialien bezeichnen Materialien mit einem positiven Temperaturkoeffizienten der elektrischen Widerstandsfähigkeit. Das bedeutet, ihr Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur. In der Praxis finden sich zwei Hauptfamilien: keramische PTC-Widerstände (PTC-Thermistoren) und polymerbasierte PTC-Materialien (PPTCs).

Keramische PTC-Materialien beruhen häufig auf BaTiO3-Derivaten, die durch Dotierung so beeinflusst werden, dass sie bei einer bestimmten Temperatur, dem Curie-Punkt, eine starke Zunahme des Widerstands zeigen. Die exakte Tc-Temperatur, der maximale Widerstand und die Empfindlichkeit hängen von der Dotierung und der Mikrostruktur ab. Anwendungen umfassen Überstromschutz, Degauss-Schaltungen in CRT-Geräten sowie temperaturabhängige Schaltungsregulierungen. Vorteilhaft sind hohe Strombelastbarkeit und robuste Temperaturcharakteristik; Nachteile können Kosten, Alterungseffekte und Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit sein.

PPTCs sind Polymer-PTC-Materialien, oft als Polymer-Resetfuses eingesetzt. Sie bestehen aus einem Polymermatrix, in die leitfähige Füllstoffe wie Carbone Black oder Graphit eingebettet sind. Bei niedriger Temperatur ist das leitfähige Netzwerk gut verbunden und der Widerstand gering. Bei Erwärmung dehnt sich der Polymerträger aus und zerreißt das Netzwerk, wodurch der Widerstand dramatisch ansteigt und der Stromfluss unterbrochen wird. Nach Abkühlung recyklieren sich die Netzwerke und der ursprüngliche Zustand kehrt zurück. Anwendungen finden sich in Schutzschaltungen, elektronischen Sicherungen in Consumer-Geräten und LED-Taxisten.

Zusammengefasst dienen PTC-Materialien dem Schutz, der Selbstregulierung von Heizsystemen und der temporären Unterbrechung von Strompfaden, je nach keramischer oder polymerer Ausführung mit jeweils spezifischen Eigenschaften und Einsatzgebieten.