DE1068348B

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Publication number: DE1068348B
Application number: DENDAT1068348D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-05

Description

Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen mit negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen mit negativen Tempetaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes vom Betrag 3 # 10-3/° C und höher durch Aufbringen von Lösungen, die hydrolysierbare Verbindungen des Zinns und Antimons enthalten, auf Formkörper aus Isolierstoffen, wie Glas oder Keramik.
Es ist bekannt, daß dünne Schichten, die Zinndioxyd und Antimonoxyd enthalten, ebenso wie Zinntl.loxyd allein, den elektrischen Strom leiten. Es hat aber bisher stets Schwierigkeiten gemacht, aus derartigen Schichten reproduzierbar und mit definierten Werten Widerstände aufzubauen, bei denen der Temperaturkoeffizient negativ ist, wie es beispielsweise für Ausgleichswiderstände von großer Bedeutung sein kann, da der Wert des Widerstandes und seine Temperaturänderung von mehreren Einflußgrößen abhängt.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, derartige Zinn und Antimon enthaltende Oxydschichten einer bestimmten Wärmebehandlung zu unterziehen, um auf diese Weise den Gang des Widerstandes mit der Temperatur zu beeinflussen und zu den gewünschten Widerständen mit negativen Temperaturkoeffizienten zu gelangen. Die Wärmebehandlung ist jedoch in vielen Fällen als zusätzlicher Arbeitsgang unerwünscht und verändert auch gegebenenfalls die Widerstandswerte der Schichten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf eine nachträgliche Wärmebehandlung der Schicht nicht nur völlig verzichtet werden, sondern es können auch in einfacher Weise Schichtwiderstände mit verhältnismäßig großen negativen Temperaturbeiwerten reproduzierbar und mit vorbestimmter Charakteristik gewonnen werden. Vor allem kommt man hierbei in Bereiche des Temperaturkoeffizienten, wie sie denen der metallischen Werkstoffe mit umgekehrtem Vorzeichen entsprechen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß beim Aufbringen von antimonhaltigen Lösungen von zum Oxyd hydrolysierbaren Zinnverbindungen auf Trägerkörper aus Glas oder Keramik bei Einhaltung bestimmter Antimonkonzentrationen und bestimmter Schichtdicken sich Schichten bilden, deren Temperaturkoeffizient negativ ist und dessen Betrag 3 - 10-3 und mehr beträgt. Gemäß der Erfindung werden auf die erhitzten Träger Lösungen mit einem auf einen Antimonoxyd-Anteil zwischen 9,6 und 661/o berechneten Antimongehalt, vorzugsweise durch Besprühen, derart aufgetragen, daß die gebildeten Schichten eine Dicke von 5 [, nicht übersteigen. Innerhalb des angegebenen Bereiches der Schichtdicke und der Antimonoxydkonzentration kann man die Verhältnisse beliebig wählen, wie an den Beispielen nachstehend gezeigt werden wird. Für Widerstände mit stärker negativem Temperaturbeiwert arbeitet man vorteilhaft mit Antimonoxydgehalten zwischen 15 und 5811/o, wobei Schichtdicken von bis zu 2 #x eingehalten werden müssen.
Für die Einhaltung bestimmter Schichtdicken hat sich zum Aufbringen der Schichten insbesondere das Sprühverfahren bewährt, da man hier durch beliebig häufige Wiederholung des Sprühvorganges die Schichten bis zur gewünschten Stärke aufbauen kann. Es ist selbstverständlich auch nicht ausgeschlossen, die Schichten durch Eintauchen des erhitzten Trägerkörpers in die Lösungen zu erzeugen.
Zweckmäßigerweise geht man von Lösungen des Zinnchlorids aus, die die gewünschte Menge Antimon als Antimonchlorid enthalten, jedoch ist man nicht unbedingt auf die Benutzung von Chloriden angewiesen. Es sind, wie schon erwähnt, auch andere Verbindungen des Zinns und/oder Antimons brauchbar, die beim Erhitzen bzw. bei der Hydrolyse in Oxyde überzugehen vermögen.
Es wurde schon darauf hingewiesen, daß durch, gegebenenfalls mehrfaches, Sprühen die erforderlichen Schichtdicken verhältnismäßig leicht eingehalten werden können. Darüber hinaus lassen sich die Eigenschaften der Widerstandsschicht dadurch einfach regulieren, daß die Schicht partiell abgetragen, also etwa durch Beschleifen verändert, oder daß ihre Leitfähigkeit durch Aufbringen eines Leitmetalls in Form von Streifen oder Tupfen erhöht wird.
Beispiel 1 Auf einen Trägerkörper aus glasiertem Hartporzellan von 50 mm Länge und 10 mm Durchmesser, der auf 800° C erhitzt worden war, wurde aus einer Lösung von Zinnchlorid und Antimonchlorid mit einem Antimongehalt ,Mtsprechend 18°/o Antimonoxyd eine Schicht von -2-li Stärke aufgesprüht. Nach dem Trocknen ergab sich ein Temperaturbeiwert des elektrischen Widerstandes von -4 - 10-3/° C.
Beispiel, 2 Benutzt wurde eine Lösung mit einem Antimonchloridgehalt, der 33 bis 40% Antimonoxyd entsprach-Wurde die Sprühbehandlung so lange fortgesetzt, bis eine Schicht von 1,7 bis 1,8 1, entstanden war, so ergab sich eiri Widerstand mit einem Temperaturkoeffizienten von -5 - 10=3/° C. Beispiel 3 Zu einem noch stärker negativen Temperaturkoeffizienten gelangte man durch Verwendung einer Lösung von Zinnchlorid und Antimonchlorid entsprechend einem Gehalt von 37,5% Antimonoxyd. Bei einer Schichtdicke von 0,8 [, betrug der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes -9 - 10-3/° C. Beispiel 4 Mit der gleichen Lösung von 37,5% Antimonoxyd wurde bei einer Schichtdicke von 4,4 [, ein Temperaturkoeffizient von -3 - l0-3/° C erzielt.

Claims

. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen mit negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes vom Betrag 3 - 10=3/° C und höher durch Aufbringen von Lösungen, die hydrolysierbare Verbindungen des Zinns und Antimons enthalten, auf Formkörper aus Isolierstoffen, wie Glas oder Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß auf die erhitztenTräger Lösungen mit einem auf einen Antimonoxyd-Anteil zwischen 9,6 und 66°/o berechneten Antimongehalt, vorzugsweise durch Besprühen, derart aufgetragen werden, daß die gebildeten Schichten eine Dicke von 5 #x nicht übersteigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lösungen mit einem auf Antimonoxyd berechneten Antimongehalt von 15 bis 58% zur Bildung von Schichten von nicht mehr als 2 [. Stärke verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 908 882; britische Patentschrift Nr. 688 439.