DE1490535A1 - Elektrischer Widerstandskoerper - Google Patents

Elektrischer Widerstandskoerper

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DE1490535A1 DE1964S0090126 DES0090126A DE1490535A1 DE 1490535 A1 DE1490535 A1 DE 1490535A1 DE 1964S0090126 DE1964S0090126 DE 1964S0090126 DE S0090126 A DES0090126 A DE S0090126A DE 1490535 A1 DE1490535 A1 DE 1490535A1
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Description

Γ,) I Vr' F. l·! Γ - Π ·' * i IT IC K F·: f''! 'V; L::» K K rvrlrinren , .lon ' '' ^aTZ 1964
Aktiengesellschaft λ § q λ r ο c V.'emer-von-i> iemenc-Str.
PLA i'
F.lektri nchcr W ider^tandr.korper
F.- i:i. bckanrii. , llochi-nannuriKr:.! rolaioron zur Her'iufr.et/.unp; dor Korona- -•i:.!''irif,:-::;p,-irinui^r und der Überr.chlT.pr-.r.pn.nnunr. mit. oinor halbleitenden ':■!'·. .--η r VM 'iborz i ehon. !5oi einem Irolator mit oder· ohne ^ewohnlicher Glasur· v.Tu r:,'ich.t die υηκίβΐοηηνίβίρο .",pannnngr.ve^rto i lung län^;:·, der, Tr.olat.orr , In: berondcre be'im dbergang von Metnllarmaturen /.um Tr.oliorko'rpcr, ι.· i no !'orori'tont ladung' und d-imtl Paci Io-i'törfrequenr.en. Auch wir! In 'jop-.eriiion : t.arker Tu rtverunrelni ρ,ητψ, die UnernchlaF.fr.pannung i).· i ■pfoijfjh'-unf der Vor: ehrriut:'.'inr;r:ch i chL rlark her··'njrer;et./.t. 'eicie
. ! _ «09823/0528 Wb/1,„
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PLA
Mängel Können bei Verwendung einer halbleitenden Glasur beseitigt werden.
Der.ari-ige halbleitende Glasuren bestehen meir.tenc aus einer teils glasigen, '.ei Ir. kristallinen Phase, welche weitgehend aus Hpinellen der Art A;i.-.(\ be: tohen, wobei. Λ ein zweiwertiges, B ein dreiwertiger, Met.nllion bedeutet, wie z.ri. bei FeOr„O.. Die Ausbildung gleichmä-L' Ln halbleitender Glasuren auf keramischen Isolatoren stößt infolge der beim Γι rand wechselnden Ofenatmosphure auf fertigungstechnische r.f.'hv i erigkei ten, so daß von einer breiten Anwe.rK;i;r:;j bisher noch nicht ger- prochen verder: kann.
Die bekannt gewordenen halbleitendnn Glasuren.sind zur Verwendung auf normalem Iiochspannungsporzellan geeignet, dessen Ausdehnungskoefi'i:: Lent zwischen etwa 40 bis 60 · 10"^'0C liegt. Misher ist es jedoch noch nicht gelungen, keramische Massen mit sehr kleinem Ausdehnungskoeffizienten von etwa 20 bis 0 · 10"'/°C, wie z.V. Cordierlt-, opodumen- oder I-lukr.vpt itmassen mit einer halbleitenden Glasur zu verseilen, da die Differenz der ^usdehnungskaff1 ζienten von Masse und Glasur zu grol? ist und diese infolge auftretender hoher Zugspannungen nbplitzen würde.
Mun ist aber gerade der kleine Ausdehnungskoeffizient der vorgenannten keramischen Massen für bestimmte Anwendungen von besonderem Vorteil, nämlich dort, wo der Isolator raschen Temperaturwechseln ausgesetzt wird, sei es in Triebwerksprüfkammern oder unter der kurzzeitigen EIn-
- 2 - ft Λ Λ Ä Wb/Fö
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wirkung des T.lehtbogens beim r?chaltvorgang, 7. .H. im Kathodenfallableitergehäuse.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Widerstandskörper ?m .schaffen, der aus einem geformten keramir-chen Grundkörper mit einer halbleitenden Widerstnndsr,chicht an der Oberfläche des Orundkörpers aufgebaut int. Erfindungsgenüiß ist air, kommi.«roher Grundkörper eine; durch Er.tglasung einer-. FCoOliinolzonen Glasversat/e:* gewonnene Glaskeramik mit einem beliebigen Ausdehnungskoeff i ζ irntf'n vorgesehen. Die hn lblc J tende W i dorrtand.sr.ch J cht an der f-ber: lüche ler- flrundkörpers !)c--::telit huf Meta lloxvden, b>:v/. deren. H i .'Tchkri stalle und/oder nur: einer T.eg,i erungs: ch i chi der dom Clanverra'.·;: v.urep'.rbonen Met'i llkor.ip-.nonten, welche vom Oi t tor1 Ίιτ krir.tallincn Pha1··1 der, Kntr:l'ir'un/T.'produKte.c'. nicht oder nur teilweise aufgenomrron i'.rrion könneri. Por ko.rami:;c.'ho Clnmdkörper berteht vorzugsweise aus einer Glaskeramik mit einem Ausdehnungkoe ffi dienten von 0 bis ?0*10~'/ ', Die kri:tilline !-!auptphase des keramischen n-rundkörper:; enthült ß-F.ukryptit, ;t :-r.po(hjmen oder Cordierit.
V.r. hat sir:h g.o'/o i gt, dal; boi der 'k-r^tellung einer Olarkoram i k, deren Knlglasungsprodukt überwiegend tus, ß-Iiukryptlt besteht, die metallischen Vor'unrcinig.ungen au.1· technischen Rohstoffen, vorwiegend Eisen, beim Entp;lasungsvorgang nicht mit in das Kristallgitter des Eukryptits aufgenommen, sondern in einer Art Aussdgerung an die Korngrenzen und !•,omit auch an die Oberfläche des geformten ursprünglichen Glaskörpers wannern und dort während des Entglasungspro/.esses, z.H. bei Luftatmo -
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PLA 6Vl 15'J
Sphäre, Kan/, oder teilweise oxydiert werden und eine halbleitende Schicht oder allgemein gesagt, eine Schicht verhältnismäßig niedrigen ' Fläehenwiderstandes bilden. Diese Ausselgerung metallischer Fremdkationen ("fremd" bezogen auf die Kristallart des Entglasungsproduktes) beim Entglasungsvorgang wird erfindungsgemäß zur Erzeugung der halbleitenden oberflächlichen WiderstandsschLcht auf der Glaskeramik mit sehr kleinem Ausdehnungskoeffizienten angewendet. Dieses Prinzip ist Jedoch nicht auf eukryptithaltige Glaskeramiken oder Glaskeramiken mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten beschränkt, sondern läßt sich allgemein dort anwenden, wo die in der Glasmatrix kristallisierende Pha- · se metallische Fremdkationen nicht oder nur teilweise in ihr Gitter aufzunehmen vermaß.
Weiterhin kann durch die gezielte Zugabe einer oder mehrerer Metallkornponenten zum gegebenen reinen Glasversatz einer Glaskeramik der Oberf'lVichenwiderstand in bestimmter Weise gesteuert werden. Durch diese gezielte Zugabe können in der halbleitenden Oberfläche bei oxydierender Atmosphäre, z.B. Spinelle der Art AB0(X entstehen. Bei kontrollierter Einstellung des Sauerstoffpartialdruckes in der Entglasungsatmosphäre gelingt es darüber hinaus, den oxydierten Anteil in der Oberfläche zugunrtct einer stärkeren metallisch leitenden Schicht zu reduzieren. Man kann somit durch Wahl der Metallkomponenten und der Entglaiiunßi'.atmosphh're den Oberfläehenwiderrtand in bestimmter Weise steuern. Als Metallkomponenten, die vorzugsweise paarweise dem Glasversatz zur Bildung von halbleitenden Spinellen ucv Art AlUOr zugemischt werden, eignen sich besonders die Metalle bzw. deren Oxyde oder Salze wie Fe, Cr, Sb, Ni, Cu, Mn, Co, Zn, 3n und Ti.
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Λ π einem Ausführungrbeispiel wird Im nachfolgenden die Herstellung einer, elektrischen Widerstandskörpers gernätf der vorliegenden Erfindung näher erläutert:
Dem in dor nachstehenden Tabelle angegebenen Glasversatz einer Glaskeramik mit c-i. ?A '/■> theoretischen Eukrypt It-Anteil werden 5 Gew.-,^ Cu,(O row Le P, 1 Gew.,-^! metallischer, :7..lnn zur Reduktion zugegeben. Der GIa:-vor; ritz wird bei 1"30O C mehrere Stunden erschmolzen und homogenisiert uiK"1 'in:-. Clay In bekannter und beliebiger Weise geformt.
Π1 -ι r ν ο r r η t '. (Π ew . - '')
= Vi ,1 hOO °C 1 Stunde
- 10,1 oc-l; - γ · 10" V0C (Ausdehnungs
koeffizient)
- 'ι,.: (PO - .300 °c)
V.'ährond dos Kntglasungsvjrganges bildet sich bei Luftatmosphäre eine scswarv.o mattglänzende Oberflächemsehicht mit einem Oberflächenwiderrt'irid von etwa 10 ' - 10 X2/crn . lOiese Schicht besteht, wie eingehende l'riUirsuehutigen ge/.eigt haben, überwiegend aus CuO mit einem geringen Anteil einer Kupfer-7,1 nn-Legierung. Unter Verwendung von Formiergas, wie /..:-*. '-/ t (I0, K) % ll,)f kann die Oxydschicht zugunsten der metallischen .Schicht verringert und somit der Flächenwiderstand auf j" lf: .12-'cn reduziert werden.
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Derartii'f- "chichton können vorteilhaft boi Hberr;parinungr;ableitern verwendet werden, wo nie in Verbindung mit der verhältnismäßig hohen Dieloktri/. Ltät:;kon.-.tanten einer oukryptithaltigen Glaskeramik als Steuerimpedanz wirken, wodurch sich die Bauweise der Kathodenfallableiter vereinfacht.
Patentansprüche
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Claims (2)

PIA (ji*/ll^*j Patentansrpiiche
1. Elektrischer Widerstandskörper bestehend aus einem geformten keramischen Grundkörper mit einer halbleitenden Widerstandsschicht an der Oberfläche des Grundkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß als keramischer Gruridkörper eine durch Entglasung eines Glasversatzes gewonnene Glaskeramik mit einem beliebigen Ausdehnungskoeffizienten vorgesehen ist und da(? die halbleitende Widerstandsschi cht an der ι .;rf] ;iche den Grundkörpers aus Metalloxyden bzw. deren Mischkrirtalle und /oder aus einer Legierungsschicht, der dem Schmelzversatz zugegebenen Metallkomnonenten besteht.
2. Widerstandskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
al;; keramischer G rund korper eine Glaskeramik mit einem Ausdehnungskoeffizienten von O bi s ΓΌ · 10"'/ c verv;endet ist, dessen kristalline Hauptphase ß-Kukrypt i t, {.}-3podumen oder Cordierit enthMlt.
'. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandskörper^ nach den Ansprüchen 1 oder ?, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische WlderstandsFchicht durch Ausseigerung metallischer FremdkatIonen beim Entglasungsvorgang und deren vollständiger oder teilv/elijfijr Oxydation währervJ der Kntp;ladung gebildet wird.
h. Vorfahren nach Anspruch /;, dadurch gekennzeiclinet, daß die Metallkomponenten vorzugsweise paarweise dem Glanversatz zur fUlduhg von halbleitenden .Ipinellen der Art AIUO^ zugernlscht werden, wobei Λ ein zwejwortip;er und B ein dreiwertiges Metallion bedeutet.
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Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Metalle wie Fe, Cr, Sb, Ni, Cu, Mn, Co, Zn, Sn und Ti, deren Oxyde oder Salze, dem reinen Glasversatz zugemischt werden.
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- ο - Wh' Λί:
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DE2912402A1 (de) * 1978-04-03 1979-10-04 Trw Inc Glasartiges material fuer einen elektrischen widerstand und verfahren zu dessen herstellung

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