DE2518856A1 - Heissleiter fuer hohe temperaturen - Google Patents

Heissleiter fuer hohe temperaturen

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Description

Heißleiter für hohe Temperaturen
Die Erfindung betrifft einen Heißleiter für hohe Temperaturen, der aus einem gesinterten Oxidgemisch der Seltenerdmetalle besteht.
Als Heißleiter werden solche Widerstände bezeichnet, die einen negativen Temperaturkoeffizienten ihrer Widerstandswerte aufweisen. Andere Bezeichnungen für derartige Widerstände sind Thermistor bzw. NTC-Widerstand. Sie bestehen im allgemeinen aus Mischoxiden der Elemente Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer bzw. Zink. Diese Oxide und ihre Mischungen haben allerdings den Nachteil, daß sie sich bei Temperaturen oberhalb 600 0C zersetzen, so daß Oxid-Heißleiter aus diesen Grundstoffen für höhere Temperaturen nicht geeignet sind. Da irreversible Änderungen aber bereits bei niedrigeren Temperaturen auftreten können, ist es empfehlenswert, diese Heißleiter bei höchstens 300 oder 350 0C einzusetzen.
Es ist zwar aus der "Zeitschrift für Elektrochemie" 1959, Seiten 269 bis 274, bekannt, daß die Leitfähigkeit der Seltenen Erden mit steigender Temperatur zunimmt, jedoch ist dort kein Hinweis darauf gegeben, daß die Seltenen Erden oder Mischungen aus ihnen als Heißleiter geeignet sind.
Weiterhin sind Heißleiter für höhere oder hohe Temperaturen bekannt, die aus einer Seltenen Erde unter Zusatz von Zirkon -Oxid hergestellt sind. Insbesondere sind solche aus Yttrium -Zirkon-Oxid (GB-PS 874 882) und Praseodym-Zirkon-Oxid (DT-OS 2 333 189) bekannt. Diese bekannten Heißleiter haben jedoch einen Varistor-Effekt, d.h. ihre Widerstandswerte sind nicht nur temperatur- sondern auch spannungsabhängig.
VPA 9/140/5011c Sac-12 Pj
609845/058A
-2-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heißleiter zur Messung und Regelung hoher Temperaturen anzugeben, der keinen Varistor-Effekt aufweist, einen großen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes hat und einen möglichst niedrigen spezifischen Widerstand besitzt.
Diese Aufgabe wird bei einem Heißleiter der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er ein Gemisch von Neodym- und Gadoliniumoxid enthält.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Heißleiter 20 bis 95 Aton$ Neodym.
Der erfindungsgemäße Heißleiter läßt sich bis zu sehr hohen Temperaturen einsetzen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die Seltenen Erden bei Temperaturen bis zu mindestens 1750 0C nicht zersetzen, da sie sehr hohe Bildungsenthalpien besitzen. Weiterhin hat der Heißleiter gemäß der Erfindung bei hohen Temperaturen-einen verhältnismäßig niedrigen spezifischen Widerstand, und er weist keinen Varistoreffekt auf. Der Vorteil des großen Temperaturkoeffizienten macht ihn den herkömmlich bei hohen Temperaturen verwendeten Thermometallen bzw. !Thermoelementen überlegen.
Ausführungsbeispiel:
Ein Gemisch aus 99,9 tigern Neodym- und 99,9 tigern Gadoliniumoxid, das 80 Atom$ Neodym enthielt, wurde in Salzsäure aufgelöst und gemeinsam als Oxalat ausgefällt. Das gefällte Oxalat wurde abfiltriert, bei einer Temperatur von 900 0G kalziniert und anschließend fein gemahlen. Zur Herstellung von Thermistoren wurde das kalzinierte und gemahlene Oxidgemisch mit einem geeigneten Bindemittel versehen und als Perle zwischen zwei parallel gespannten Drähten aus Platin oder einer Platinlegierung angebracht. Nach einer Vortrocknung wurde die Thermistorperle bei Temperaturen von 1700 0C in oxidierender Atmosphäre gesintert. Je nach gewünschtem Anwendungsgebiet kann die gesinterte Perle mit einem Glasüberzug versehen oder in ein Glas- bzw. Quarzgehäuse eingebaut werden. Dies empfiehlt
VPA 9/UO/5O11c -3-
h fi η κ 4 S / Γι S 8 L·
sich besonders, wenn der Heißleiter zur Temperaturmessung aggressiver Medien verwendet werden soll.
In der Figur ist die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes R,,--,- eines nach dem Ausführungsbeispiel hergestellten Heißleiters von der Temperatur t im Temperaturintervall von 500 bis I500 0C dargestellt. Wie der Figur entnehmbar is'1
fällt der spezifische Widerstand in diesem Temperaturbereich
7 ' 2
von ca. 10 auf ca. 10 Ohm cm. Die Kennlinie folgt dabei den für oxidische Heißleiter üblichen Gleichung. In R = In A + B/T, in welcher A und B Materialkonstanten sind und T die absolute Temperatur bedeutet.
Der erfindungsgemäße Heißleiter eignet sich allgemein zur Temperaturmessung und -regelung oberhalb 500 C. Wenn er in ein Gehäuse eingebaut ist, können die Temperaturen aggressiver Gase, wie z.B. Kraftfahrzeugabgase, gemessen v/erden.
Der erfindungsgemäße Heißleiter läßt sich nicht nur in der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Perlenform, sondern auch in den anderen bekannten Formen wie z.B. Scheiben und Röhrchen herstellen.
3 Patentansprüche
1 Figur.
VPA 9/UO/5OIIC -4-
HiiHHAh/ii SHA

Claims (3)

V L/H« Patentansprüche
1.Heißleiter für hohe Temperaturen, der aus einem gesinterten Oxidgemisch der Seltenerdmetalle besteht, dadurch gekennzeichnet , daß er ein Gemisch von Neodym- und Gadoliniumoxid enthält.
2. Heißleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß er 20 bis 95 Atom$ Neodym enthält.
3. Heißleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß er 80 Aton$ Neodym und 20 Atom$ Gadolinium enthält.
VPA 9/HO/5O11c
60984 5/0584
DE752518856A 1975-04-28 1975-04-28 Heißleiter für hohe Temperaturen Expired DE2518856C3 (de)

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FR7612420A FR2309963A1 (fr) 1975-04-28 1976-04-27 Thermistance pour des temperatures elevees
JP51049319A JPS51133791A (en) 1975-04-28 1976-04-28 Thermistor for high temperature

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DE2518856B2 (de) 1978-06-29
DE2518856C3 (de) 1979-03-01
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