我所亲历的一次失败的DIY -- 自制PTC陶瓷电烙铁

一次偶然机会我得到几片环形的PTC陶瓷（电蚊香用的那种），于是用来做了个恒温加热器（当时我正在热衷于养草履虫玩，须对培养液进行保温加热）。而刚好当时在我爱方案网看到一位童鞋用其他材料自制电烙铁的文章，进而钩起我用PTC陶瓷发热元件做一只电烙铁的念头。于是我找了许多关于PTC的资料猛补。对PCT总算有了较系统的了解，并对当时国内的PTC陶瓷生产情况也有了些了解。电烙铁工作温度要求在240~265度，但当时国内能提供的PTC陶瓷最高能做到的恒温值仅为200~220度。于是我从淄博（当时国内较早研制PTC陶瓷的工厂）搞来了数片220度的PTC陶瓷。虽然温度不够些，但还是要实验一下。于是我费尽周折加工了个方条状的铜芯，用聚四氟乙烯做了PTC陶瓷的支架，电绝缘采用的是云母片，历尽艰难终于做成了小巧的PTC陶瓷电烙铁。通电后电烙铁温度渐渐升高，表现很正常，后来居然连焊锡也被熔化了，我当时太高兴了，DIY成功了。然而没过多久悲剧发生了，突然一道闪光“轰”的一下爆炸了，雪白的聚四氟乙烯支架被熏得乌黑，PTC陶瓷片也被炸得粉碎。还好没伤着人。      PTC陶瓷不是随温度上升电阻变大，于是电流变小致使温度趋降，使之达到动态平衡，实现恒温目的吗？怎么会爆炸了的呢？
      
于是又跑到网站上查了不少资料，多数都认为是电压超过了PTC元件的耐压而会引起爆炸，然而在我这里是解释不通的。于是我把剩下的元件进行了测试。我把元件连接好电阻表后浸入装满甘油的烧杯里，一边慢慢加热，一边记录甘油温度和PTC的电阻值，绘制出PTC元件的温度--电阻曲线，终于发现了问题的根源。最初低温时PTC 的电阻很低，随着温度的升高电阻也渐渐升高，190度后电阻升幅开始加速，再后来电阻越来越大，到235度后开始逐步走平，而后开始下降，到245度后加速下跌，255度时迅速回复到低阻（击穿）状态（这时不爆炸才怪了）。而且几片元件的转折温度也都并不相同。参数不一致也是爆炸的重要原因之一。
      
爆炸的原因很清楚了，这个自制的PTC陶瓷电烙铁，最初是趋恒温的，但由于散热条件差，平衡温度逐渐升高，最后到达击穿状态致使发生爆炸。
      
目前人们在介绍PTC特性时往往仅注重前半段曲线，根本不提后半段的负阻特性。其实这后半段曲线是决定成败的关键。DIY虽然失败了，但也让我对PTC元件有了更进深的理解。
      
由此可见，PTC陶瓷的恒温值是与散热状况密切相关的，散热状况过差时（包括多片PTC陶瓷参数不均衡）就很可能导致爆炸。当然这些也只是我根据自己的实战而总结出来的经验，所以说不上绝对权威，不过应该对同行童鞋还是有些启发的吧。