PTC-каучук [1] — это силиконовый каучук , который проводит электричество с удельным сопротивлением , которое экспоненциально увеличивается с ростом температуры для всех температур вплоть до температуры, при которой удельное сопротивление возрастает до бесконечности. Выше этой температуры PTC-каучук является электроизолятором . PTC-каучук изготавливается из полидиметилсилоксана (PDMS), загруженного углеродными наночастицами . PTC означает положительный температурный коэффициент .
Если напряженность электрического поля внутри материала достаточно велика (обычно больше 30 В/мм), углеродные наночастицы запускают квантово-механический туннельный ток, протекающий через материал. Вклад большого количества малых туннельных токов может суммироваться с макроскопическими токами в диапазоне ампер . Квантово-механический туннельный эффект внутри материала сильно зависит от температуры. Ток уменьшается экспоненциально с ростом температуры. Это означает, что удельное сопротивление материала растет экспоненциально с ростом температуры. При определенной температуре квантово-механический туннельный ток прекращается. При температурах выше этой резина PTC является электрическим изолятором, и через нее не может проходить электрический ток. Эту температуру можно регулировать в диапазоне от 0 до +80 °C во время производства резины PTC. Следовательно, резина PTC является материалом PTC с очень сильными характеристиками PTC. Фактически, резина PTC имеет самый сильный эффект PTC из всех известных материалов и в широком диапазоне температур. Она обладает свойствами PTC для всех температур.
Резину PTC можно раскатать в тонкие листы и ламинировать медью . Медь, в свою очередь, подключается к напряжению, чтобы обеспечить электрическое поле внутри материала, необходимое для запуска эффекта туннелирования . Листы можно формировать в любую форму и размер.
Листы резины PTC могут использоваться в качестве тонких гибких нагревателей PTC . Эти нагреватели обеспечивают высокую мощность, когда они холодные, и быстро нагреваются до постоянной температуры и остаются там практически неподверженными изменениям условий окружающей среды. Они могут работать от любого напряжения от 5 до 230 В переменного или постоянного тока.
Резиновый материал PTC является саморегулирующимся нагревателем . Он производит то же количество тепла в каждой точке нагревателя, которое проводится и излучается от нагревателя к объекту, к которому он прикреплен, и его окружению. Он находится в постоянном тепловом равновесии с окружающей средой, точка за точкой. Мера мощности, вырабатываемой нагревателем, на самом деле является измерением теплопередачи между нагревателем и объектом. Следовательно, его можно использовать в качестве датчика теплопередачи.