Neuer Hochtemperatur-Chip-NTC-Thermistor aus Glas besteht Typprüfung bei 500 °C / 300 Stunden

Zwanzig unbeschichtete Sensorelemente wurden 300 Stunden lang bei 500 °C getempert. Der durchschnittliche Widerstand und die B-Wert-Drift blieben unter 0,2 %, und jede Probe lag innerhalb des Akzeptanzbereichs von ±2,5 % – die Charge wurde somit als qualifiziert eingestuft.

Wir haben heute bekannt gegeben, dass unser neu entwickelter Hochtemperatur-NTC-Thermistor mit einseitiger Elektrode die Typprüfung erfolgreich abgeschlossen hat und nun in die Serienproduktion geht.

Das Bauteil ist ein einseitiger, bleifreier Glasperlen-Thermistor mit einem 2,3 mm großen Messkopf, spezifiziert mit R200 °C = 1,0 kΩ ±2,5 % und B100/200 °C = 4537 K. Es ist für Anwendungen vorgesehen, bei denen sich das Sensorelement selbst – nicht eine gekapselte Sonde – in einer extrem heißen Umgebung befindet.

Was wurde getestet?

An 20 produktionsrepräsentativen Mustern wurde eine Typprüfung durchgeführt. 23. Juli 2026, gemäß dem Produktprüfplan. Die Proben wurden bis zum Sensorelement entnommen: dem Das Gehäuse und die Glasfaserhülle wurden entfernt.Das NTC-Element war also direkt der Testumgebung ausgesetzt, anstatt durch die Baugruppe abgeschirmt zu werden.

Testgegenstand:

• Hochtemperaturlagerung

Zustand:

• blankes NTC-Element, das 300 Stunden lang einer 500 °C-Umgebung ausgesetzt war

Stichprobengröße:

• 20 Stück eingereicht, 20 Stück geprüft

Beispielkategorie:

• Material (Komponentenebene)

Akzeptanzkriterien:

• keine Beschädigung, keine Oxidation; R-Wert bei 100 °C und 200 °C sowie B100/200 °C innerhalb von ±2,5 % der Ausgangswerte

Ergebnisse

Sichtprüfung ergab Keine Lockerung, kein Verschleiß, keine Verformung und kein Bruch an den Nietverbindungen.Alle 20 Proben erfüllten die Akzeptanzkriterien und die Charge wurde als positiv bewertet. qualifiziertDie

In der Praxis bedeutet dies: Nach 300 Stunden bei 500 °C veränderte sich der durchschnittliche Widerstandswert um weniger als zwei Tausendstel, und der B-Wert – der Parameter, der bestimmt, wie der Sensor die Temperatur erfasst – blieb im Wesentlichen unverändert.

Warum der Bau eines 500 °C NTC so schwierig ist

Das Ergebnis abzulesen ist einfach; es zu erzeugen nicht. Ein Thermistor, der lediglich für hohe Temperaturen ausgelegt ist, und ein Thermistor, der nach Hunderten von Stunden bei 500 °C immer noch denselben Wert anzeigt, sind zwei völlig unterschiedliche Produkte. Vier Probleme müssen gleichzeitig gelöst werden.

Die Keramik driftet von innen heraus. Das NTC-Verhalten beruht auf dem Ladungsaustausch zwischen Übergangsmetalloxid-Positionen in der Keramik (Mn³⁺/Mn⁴⁺ in den gängigen Spinellsystemen), und sowohl der Widerstand als auch der B-Wert hängen direkt von diesem Gleichgewicht ab. Bei 500 °C wird das Material dazu gebracht, sich selbst neu zu regulieren: Kationenwanderung, Oxidation und langsames Wiedersintern verändern genau das Verhältnis, von dem der Sensor abhängt, und diese Prozesse beschleunigen sich mit steigender Temperatur. Die Einhaltung der Toleranz von R und B innerhalb von ±2,5 % nach 300 Stunden wird bereits im Pulver und im Brennprofil lange vor dem Test festgelegt.

Die Elektrode und die Zuleitung müssen an Ort und Stelle bleiben. An der Kontaktstelle muss die Elektrode einen ohmschen Kontakt aufrechterhalten. Bei 500 °C tragen die Interdiffusion zwischen Elektrode und Keramik, das Oxidwachstum und die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Keramik, Elektrode und Zuleitung zu einem Kontaktwiderstand bei, der sich mit der Zeit ändert – und eine Kontaktdrift von wenigen Prozent entspricht exakt einer Elementdrift von wenigen Prozent auf dem Messgerät.

Das Glas muss mit dem Bauteil zusammenhalten, es darf nicht nur abgedichtet werden. Die Wulst muss das Heizelement benetzen und abdichten, ohne mit ihm zu reagieren, die Wärmeausdehnung so genau anpassen, dass sie wiederholtes Erhitzen und Abkühlen ohne Mikrorisse übersteht, und ihre Form bei 500 °C beibehalten, während sie gleichzeitig dünn genug bleibt, um eine schnelle thermische Reaktion zu gewährleisten. Hohlräume, Blasen und Mikrorisse sind die typischen Versagensmechanismen und in der Regel im Labor unsichtbar.

Die gleichzeitige Lösung aller vier Probleme – und der Nachweis darüber über 300 Stunden – ist das, was eine Laborprobe von einem versandfertigen Bauteil unterscheidet. Das ist die Arbeit, die hinter dem oben genannten Ergebnis steht.

Warum das wichtig ist

Die meisten einseitigen NTC-Thermistoren sind mit Epoxid- oder Harzbeschichtungen versehen, deren Temperaturgrenzen weit unter 500 °C liegen. Wenn das Sensorelement selbst diese Umgebungsbedingungen übersteht, kann der Sensor näher an die Wärmequelle platziert werden:

• Heizsysteme für Haushaltsgeräte, Kochgeschirr und kleine Küchengeräte
• Warmwasserbereiter, Heizkessel und Heizmodule
• Industrieöfen, Heizstufen und Prozessanlagen
• jede Konstruktion, bei der eine Sondenanordnung zu langsam oder zu sperrig wäre

Weil die getestete Konfiguration die bloßes ElementDas Ergebnis isoliert die intrinsische Hochtemperaturfähigkeit des Sensors und nicht den durch ein Gehäuse gebotenen Wärmeschutz.

Von der Validierung bis zur Serienproduktion

Die Machbarkeitsstudie ist abgeschlossen und die Typprüfung bestanden, daher ist dieses Bauteil für die Serienproduktion freigegeben. Das Prozessfenster und die Prüfkriterien, die zur Erstellung dieser 20 qualifizierten Muster geführt haben, werden in die Serienfertigung übernommen. Der gleiche Abnahmestandard – keine Beschädigung oder Oxidation sowie R- und B-Werte innerhalb von ±2,5 % der Ausgangswerte nach 500 °C / 300 h – gilt für alle Serienchargen.

Muster sind ab sofort verfügbar. Die Serienproduktion beginnt voraussichtlich im [Monat, Jahr]. Bitte kontaktieren Sie uns für Informationen zur Mindestbestellmenge, Lieferzeit und zum vollständigen Typprüfbericht.