DE2642161A1 - Stromleitender film fuer elektrische heizgeraete - Google Patents
Stromleitender film fuer elektrische heizgeraeteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Elektrotechnik, insbesondere stromleitende Filme für elektrische Heizgeräte.
Die erwähnten Heizgeräte werden zur Erhitzung von angreifenden und nichtangreifenden Medien benutzt, z.B. von Säuren,
Alkalien, Lösungsmitteln, entionisiertem Wasser, Gasen u.a.
Es ist ein aus Zinndioxid mit Fluorzusätzen bestehender*
stromleitender Film bekannt (siehe z.B. SU-PS 142 000), der zur Herstellung von elektrischen Heizgeräten verschiedener
Gestaltung angewandt wird.
Der erwähnte Film weist gute Haftfestigkeit an der Unterlage und Reproduzierbarkeit der elektrischen (Widerstand,
spezifische Leistung) und physikalischen (Homogenität der Struktur und Gleichmäßigkeit in bezug auf Stärke) Kenngrößen
auf. Dieser Film hat jedoch eine geringe elektrische Leitfähigkeit, ungenügende Temperaturbeständigkeit (bis 200 ...
2500C an der Luft) und eine kritische spezifische Leistung
709826/06U
nicht mehr als 20 W/cm ν '3- .-.-.'-■-.,
Es 1st;-auch ein stroinle!tender Film für elektrische Heizgeräte
"bekannt, der aus Zinndioxid mit Antimonzusätzen "besteht
(s. Zeitschrift "Geräte und Technikfür Versuche" Wr. 4, Seite 993, 1958). :
Dieseroben genannte stromleitende Film besitzt infolge
des Vorhandenseins von Antimon ("bis 5 Gew.'-%) in seiner Zusammensetzung "bessere Eigenschaften als der vorherige Film, und
zwar höhere elektrische Leitfähigkeit., Temperaturbeständigkeit
(bis 400-45O0C an der Luft.) und kritische spezifische Leistung
(bis 30 W/cm ) * Eine weitere Erhöhlang des Antimongehaltes im
stromleitenden Film "-verursacht jedoch eine Verschlechterung
der Reproduzierbarkeit. der elektrischen und physikalischen
.Kenngrößen des Filmes sowie eine Verschlechterüng der Haftfe-.
stigkeit des Filmes an der Unterlage, wodurch er in der Praxis für elektrische Heizgeräte nicht anwendbar wird. Die erwähnten
Mängel- sind dadurch bedingt, daß mit dem Ansteigen des Antimon-Prozentgehaltes
im Film die Form der Kristalle im Verlauf der Filmbildung gestört wird. Die vierzähligen Achsen der Kristalle
nehmen keine senkrechte Stellung in bezug auf die Ebene
der Unterlage ein, die Krist-allgröße nimmt bis 1,7 ...2,0 um
zu (bei 8 Gew.-% des Antimons).
Die Erfindung bezweckt eine Beseitigung der erwähnten Män- :gel. :: -\ -.';'_;; -■-_-. ... ;. . ■'. ; -. . " :. .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in die Zusammensetzung
eines für elektrische Heizgeräte bestimmten stromleitenden Filmes, der Zinndioxid und Antimon enthält, eine
solche Komponente einzubringen ittKi/ein solches Verhältnis
709826/0644
zwischen den erwähnten Bestandteilen auszuwählen, daß der stromleitende Film eine hohe Temperaturbeständigkeit und hohe
spezifische Leistung bei hoher Haftfestigkeit an die Unterlage
und guter Beproduzierbarkeit der elektrischen und physikalischen
Kenngrößen besitzt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, öaJ3 der erfindungsgemäße
strcmleitende Film neben den oben erwähnten Bestandteilen auch Bor enthält, wobei das Verhältnis Zwischen den Filmbestandteilen
in Gewichtsprozenten betragt:
Zinndioxid 78,0-96,8
Antimon 3,0-20,0
Bor 0,2-2,0
Der erfindungsgemaße stromleitende Film besitzt eine
hohe Temperaturbeständigcceit (bis 900°C an dei Luft), kriti- '.
sehe spezifische Leistung bis 60 W/cm bei hoher Haftfestigkeit
an der Unterlage und guter Eeproduzierbarkeit der elektrischen
und physikalischen Kenngrößen.
Das Bor hat eine feinkristallinische Struktur mit einer Kristallgröße von höchstens ü,l um. Der Borzusatz in die Zusammensetzung
des Films verringert die Geschwindigkeit des
"Kristallwachstums"im"Verlauf eier Filmbildung. Die Größe der
Filmkristalle verkleinert sich (z.B., bei einem Antimongehalt von 8 Gewichtsprozenten beträgt die iCristallgröße 0?3«. .1,0 Hm.
Durch die Linführung von feinkristallinischem Bor in den Film
kann der Prozentgehi.lt an Antimon im Film bis zu 20 Gewichtsprozente
erhöht werden und dadurch die Filmeigenschaften (elektrische
Leitfähigkeit , spezifische Leistung und i'emperatur-
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beständigkeit) ohne Verschlechterung der Haftfestigkeit an
.die.Unterlage verbessert" werden»-Bas Bor gewährleistet eine
gute Reproduzierbarkeit der elektrischen und physikalischen Kenngrößen des Filmes, da es als Kegiilator der Filmstruktur
auftritt, dei" die Gestalt, Orientierung und Größe dtr Kristalle
bestimmt (d.h. das Bor verbessert die kristallographische Struktur
des Filmes). Außerdem erhöht das Eor9 indem es ein schwer"
schmelzbarer Stoff ist (Schmelzpunkt 20300C)s die -Temperaturbeständigkeit
des Films» :
Der erwähnte Film wird ^Uf die Unterlage, die einer verschiedene
Gestalt hat s durch-Pulverisieren von Alkohollösungen..SnCl»β^HpO mit Zusätzen an Antimonehlorid und Borchlorid
gebrachte Als Werkstoff für die Unterlage dienen verschiedene
Elektroisolationsmateriale9 ZoB9J Quarz j Keramik,, Eine Kombination
aus der Unterlage mit.einem auf diese aufgetragenen
' stromleitenden5^ I0 β «3 /πια starkem-Film und sfcromzufu.hrenden
Schienen, die nach dem Verfahren der Wärmebehondlung von
Silberpasten hergestellt werden, stellt ein elektrisches
Heizgerät dar. Das; zu erhitzende Medium steht nicht in Berührung mit dem stromleitenden Film. Der stromleitende Film
kann im Vakuum, in einem inerten ui)d o^-dierenden Medium betrieben werden» .":"■■
Hachstehena sind in der label le ·, Beispiele angeführt s
die verschiedene Zusaiamensetzungen des stromleitenden Films
und ihre elektrischen und physikalischen Hauptkennsrößen veraBschaulichen=
Der stromleitend© Film wurde auf eine zylinder« förmige Quarzunterlage mit einer Fläche von 1^fO cm gebracht.
Der Wert der Haftfestigkeit des Films an die Unterlage wurde
durch, die i>auer der Filmabsctile if ung von der Unterlage durch.
Diamantpulver mit einer Korngröße von 0,6-1,6 Lira, bestimmt.
28/0844
Beispiel-*· Nr0
Zusammensetzung . Temperaturbe- Elektri„ Kritische Größe
des Films in Gew.% standzeit
Zinn-
des Films an
****■' Bor der Luft CKri- Ohm
dioxid mon tische Temperatur), 0C
sehe Leit- spezifische
fähigkeit, Leistung,
fähigkeit, Leistung,
"1
cm
Wert der Haftder festigkeit Filmkri- des Films an talle, die Unter-'Um
läse,
min
σ co oo
1 2
4-
| 78,0 | 20,0 | 2,0 | 900 |
| 88,5 | 10,0 | 1,5 | 850 |
| 94,0 | 5,0 | 0,5 | 500 |
| 96,8 | 3,0 | 0,2 | 400 |
| 0,02 | 60 |
| 0,009 | 51 |
| 0,00009 | 45 |
| 0,00001 | 38 |
| 0,8-2,0 | 15 |
| 0,4-0,8 | 18 |
| 0,3-0,7 | 20 |
| 0,2-0,6 | 25, |
CO .C-NJ
CJ)
Die Benutzung des erfindungsgemäßen Filmes ermöglicht es, die Leistung elektrischer Heizgeräte verschiedener Gestaltung»
die zum Erhitzen verschiedener Medien eingesetzt v/erden, um
das zwei- bis dreifache zu erhöhen sowie die Betriebszuverlässigkeit der elektrischen Heizgeräte zu vergrößern. Die Betriebsdauer
von Heizgeräten, z.B. die zum Erwärmen von entionisiertem
Wasser benutzt werden, beträgt 8.000 ... 10.000 Stunden.
Es ist abschließend festzustellen, daß hohe Antimongehalte entsprechend höhere Borgehalte bedingen.
709826/0644
Claims (1)
- PATENTANSPRUCHStroialeitender Film für elektrische Heizgei^tß^ der Zinndioxid und Antimon enthält, dadurch gekeimzeichnet," daß der Film auch Bor bei folgendem Verhältnis zv/ischen den Komponenten enthält (in Gew.%):Zinndioxid 78,0-96,8Antimon -.........<>, 2,0-20,0Bor ..0,2-2,0ORIGINAL INSPECTED709826/0644
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Free format text: VON FUENER, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. EBBINGHAUS, D., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |