DE3216045A1 - Hochtemperaturthermistor - Google Patents
HochtemperaturthermistorInfo
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Description
Vorliegende Erfindung betrifft einen Hochtemperaturthermistor, der eine Art von temperaturempfindlichem Widerstand
darstellt.
Thermistoren sind keramische Temperaturmeßfühler, die auf der hohen Temperaturabhängigkeit ihres elektrischen Widerstandes
beruhen und in breitem Umfange zur Temperaturmessung und -kontrolle eingesetzt werden. Die praktische Betriebstemperatur
eines Thermistors hängt vom Betriebswiderstand und der Beständigkeit des Widerstandswertes
ab. Hochtemperaturthermistoren werden im allgemeinen in einem Temperaturbereich zwischen 300 und 1OOO°C eingesetzt.
Die konventionellen Hochtemperaturthermistor-Elemente beruhen auf Spinell-, Perovskit- oder ZrO2-Basis. Eine
beträchtliche Anzahl von ihnen hat bereits technische Anwendung gefunden. Die genannten Werkstoffe sind zwar bei
Temperaturen bis zu ca. 5000C relativ beständig, haben jedoch
den Nachteil, daß sich ihr elektrischer Widerstand bei Einwirkung von Temperaturen von mindestens 7OO°C über
3216G4S
längere Zeit ändert, was ihren praktischen Einsatz erschwert. Außerdem haben Untersuchungen zur Verwendbarkeit
von Monokristallen von Siliciumcarbid für Hochtemperaturthermistoren ergeben, daß erstere für praktische
Zwecke nicht einsetzbar sind, da ihre Parameter sehr stark schwanken und ihre Herstellung außerdem nicht einfach
ist. Aus US-PS 4 023 975 ist ferner die Verwendung eines polykristallinen Sinterkörpers aus Silicium- und
Berylliumcarbid als Temperaturfühler bekannt. Der elektrische Widerstand dieses Sinterkörpers beträgt jedoch
bei Raumtemperatur 29-O.cm, bei Temperaturen von 500 bis
10000C ist er sogar noch niedriger. Außerdem ist die Änderung
des elektrischen Widerstandes mit der Temperatur (Thermistorkonstante) nur gering. Ein derartiger Sinterkörper
kann daher nicht als Hochtemperaturthermistor verwendet werden. Ein polykristalliner Sinterkörper aus
Siliconcarbid und Bor wird auch in US-PS 2 916 460 beschrieben. Dieser kann aufgrund seines extrem niedrigen
elektrischen Widerstandes im Temperaturbereich von 5OO bis 1000 C und der niedrigen Thermistorkonstante als
Hochtemperaturthermistor nicht verwendet werden.
Erfindungsgegenstand ist nun ein Hochtemperaturthermistor
mit hoher Thermistorkonstante und geringer Änderung des elektrischen Widerstandes mit der Zeit.
Die Erfinder gemäß der vorliegenden Anmeldung hatten in der US-PA Nr. 203 554/80, "Elekctrically Insulating Substrate
and Method of Making Such Substrate", eingereicht am 5. November 1980, geoffenbart, daß ein Sinterkörper,
enthaltend mindestens ein Glied aus der Gruppe Be, Behaltige Substanz, B, B-haltige Substanz und die unvermeidlichen
Verunreinigungen, wobei der Rest auf SiC entfällt, als Isolator bei Raumtemperatur verwendet werden
kann. Es wurde gefunden, daß dieser Sinterkörper als
Hochtemperaturthermistor verwendet werden kann, da er ausgezeichnete
Hochtemperaturthermistoreigenschaften, wie entsprechenden elektrischen Widerstand, hohe Thermistorkonstante bei 500 bis 10000C und geringe Änderung des Widerstandswertes
infolge von Alterung über längere Zeit aufweist, und die erwähnten Nachteile der konventionellen
Thermistoren durch Verwendung des erfindungsgemäßen Sinterkörpers
beseitigt werden können.
Der erfindijngsgemäße Hochtemperaturthermistor stellt
einen Sintei körper dar, der SiC als Hauptkomponente enthält
sowie 0,1 bis 8 Gew.-% mindestens eines Elements
bzw. mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Be, BeO, Be2C, B, BN, B3O- und B.C, berechnet als
Menge an Be oder B als einzige Substanzen, ausgehend von der Nettomenge, wobei die unvermeidlichen Verunreinigungen
höchstens 2 Gew.-% SiO3/ höchstens 0,1 Gew.-% Al,
höchstens O,2 Gew.-% Fe, höchstens 1 Gew.-% Si und höchstens
0,4 Gew.-% freier Kohlenstoff, wobei Al, Fe und Si als Verunreinigung die einzigen Metalle außer Be darstellen,
oder vorzugsweise die im wesentlichen keine freien
Kohlenstoff enthaltenden Verunreinigungen höchstens 1 Gew.-% SiO2, höchstens O,O5 Gew.-% Al und höchstens 0,1
Gew.-% Fe ausmachen.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sinterkörpers 25 mischt man SiC-Pulver mit 0,1 bis 8 Gew.-% mindestens
eines Elements bzw. mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Be, BeO, Be3C, B, BN, B3O3 und B4C,
berechnet als Menge an Be oder B als einzige Substanzen, ausgehend von der Nettomenge, wobei die unvermeidlichen
Verunreinigungen höchstens 2 Gew.-% SiO.-,, höchstens 0,1
Gew.-% Al, höchstens 0,2 Gew.-% Fe, höchstens 1 Gew.-%
Si und höchstens 0,4 Gew.-% frei or Kohl ons I ofJ betragen,
wobei vorzugsweise die im wt'sontli rhen keine freien Koh--
lenstoff enthaltenden Verunreinigungen höchstens 1 Gew.-5 SiO2, höchstens 0,05 Gew.-% Al und höchstens 0,1 Gew.-%
Fe ausmachen.
Dem erwähnten Gemisch wird dann als Bindemittel eine .5 durch Verdünnen mit einem organischen Lösungsmittel erhaltene
Silikonharzlösung in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-% zugesetzt, wodurch man eine granulierte Mischung
erhält. Diese wird dann einer Preßformung unterzogen.
Die erhaltenen Preßlinge werden schließlich unter einem -3 -4
Vakuum von IO bis 10 Torr heißverpreßt und bei einer Temperatur von 19OO bis 23OO°C während O,l bis 4 Stunden gesintert. Nach der Bearbeitung des Sinterkörpers zwecks Verleihung entsprechender Form und Abmessungen werden auf der Oberfläche des Sinterkörpers durch Metallisieren Elektroden aufgebracht und die Leitungsdrähte mit den entsprechenden Elektroden verbunden, wodurch man den erfindungsgemäßen Hochtemperaturthermistor erhält. Der Sinterkörper hat eine relative Dichte von mindestens 95 %, bezogen auf die theoretische Dichte. Liegt die relative Dichte des Sinterkörpers unter 95 %, bezogen auf die theoretische Dichte, schwankt der Widerstand des daraus hergestellten Thermistors bei längerem Einsatz bei hohen Temperaturen stark, was für einen Thermistor nicht akzeptabel ist. Das erwähnte Pulver hat eine durchschnittliche Teilchengröße von maximal 3 mkm. Das organische Lösungsmittel ist vorzugsweise Xylol. Es wird vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 70 Vol.-%, bezogen auf 1 Vol.-% Silicon eingesetzt. Vorzugsweise werden die Elemente des Thermistors mit Keramik und insbesondere mit Glas überzogen, um so die Elemente vor der Hochtemperaturatmosphäre zu schützen.
Vakuum von IO bis 10 Torr heißverpreßt und bei einer Temperatur von 19OO bis 23OO°C während O,l bis 4 Stunden gesintert. Nach der Bearbeitung des Sinterkörpers zwecks Verleihung entsprechender Form und Abmessungen werden auf der Oberfläche des Sinterkörpers durch Metallisieren Elektroden aufgebracht und die Leitungsdrähte mit den entsprechenden Elektroden verbunden, wodurch man den erfindungsgemäßen Hochtemperaturthermistor erhält. Der Sinterkörper hat eine relative Dichte von mindestens 95 %, bezogen auf die theoretische Dichte. Liegt die relative Dichte des Sinterkörpers unter 95 %, bezogen auf die theoretische Dichte, schwankt der Widerstand des daraus hergestellten Thermistors bei längerem Einsatz bei hohen Temperaturen stark, was für einen Thermistor nicht akzeptabel ist. Das erwähnte Pulver hat eine durchschnittliche Teilchengröße von maximal 3 mkm. Das organische Lösungsmittel ist vorzugsweise Xylol. Es wird vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 70 Vol.-%, bezogen auf 1 Vol.-% Silicon eingesetzt. Vorzugsweise werden die Elemente des Thermistors mit Keramik und insbesondere mit Glas überzogen, um so die Elemente vor der Hochtemperaturatmosphäre zu schützen.
Der erfindungsgemäße Hochtemperaturthermistor hat einen
Widerstand von ca. 1 k 11 bei 7OO bis 1OOO°C, eine Thermistorkonstante
von 10.000 bis 16.000 in einem Temperaturbereich von 50o bis 700 C und zeigt eine Schwankung
des Widerstandes von höchstens 3 % bei Temperaturen von 500 bis 1OOO°C über einen längeren Zeitraum. Der erfindungsgemäße
Thermistor hat somit ausgezeichnete Eigenschaften als Hochtemperaturthermistor.
Die Zugabe von mindestens einem Glied der Gruppe Be, BeO, Be2C, B, BN, B3O3 und B4C zu SiC hat eine günstige Wirkung
auf die Erzielung eines hochdichten Sinterkörpers aus SiC, das als solches schwer zu sintern ist. Außerdem
besitzt der erfindungsgemäß herstellbare Sinterkörper einen Widerstand und eine Thermistorkonstante, daß ein
Thermistor auf der Basis desselben als Hochtemperaturthermistor zu praktischen Zwecken verwendet werden
kann. Besonders bevorzugte Zusätze sind BeO und BN. Die Beziehung /.wischen der Menge an Zusätzen und den Thermistoreigenschaften
zeigt eine gewisse Abhängigkeit von der Art bzw. der Kombination der Zusätze. Übersteigt die
Menge an Zusätzen, berechnet als Menge ausschließlich an Be bzw. B , ausgehend von der Nettomenge, 8 Gew.-%, bezogen
auf die Gesamtmenge des Sinterkörpers, kommte es über einen längeren Zeitraum in einer oxydierenden Atmosphäre
bei hoher Temperatur zu einer Widerstandsänderung infolge Alterung und zum Ansteigen der Thermistorkonstante,
was die Genauigkeit der Temperaturmessung beeinträchtigt. Fällt umgekehrt die Menge an Zusätzen unter
0,1 Gew.-%, ist es schwierig einen hochdichten Sinterkörper
zu erhalten und außerdem zeigen dann der Widerstandswert und die Thermistorkonstante starke Streuungstendenz.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich-
nungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochtemperaturthermistors
und
Fig. 2 die Beziehung zwischen dem elektrischen Widerstand und dem Kehrwert der Temperatur.
Hei spi el 1
Silikoncarbidpulver, das im wesentlichen aus 0,57 Gew.-%
freies Si, 0,08 Gew.-% freier C, 0,054 Gew.-% Fe, 0,022
Gew.-% Al besteht, wobei der Rest auf Sie entfällt, mit
einer durchschnittlichen Korngröße von 2 mkm, wurde mit 0,05 bis 20 Gew.-% BeO mit einer durchschnittlichen Korngröße
von 0,23 mkm vermischt, wobei die Prozentgehalte als Menge an Be als einzige Substanz, auf der Basis der
Nettomenge an BeO berechnet wurden. Dem erhaltenen Gemisch wurde ein organisches Bindemittel, bestehend aus
50 Teilen Siliconharz und 5O Teilen flüssiges Xylol zugesetzt, wonach eine ausreichende Mischung erfolgte.
Dieses Gemisch wurde dann bei einem Druck von lOOO kg/cm
einer Preßformung unterzogen, wodurch man einen Preßling mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Dicke von 2 mm
erhielt. Dieser wurde dann während einer Stunde einer
-5 -4 Vakuumheißverpressung bei einem Vakuum von 10 bis 10
Torr, einem Druck von 300 kg/cm und einer Temperatur
von 205O0C unterzogen, wodurch man einen ca. 1 mm dicken
SiC-Sinterkörper erhielt. Nach leichtem Vermählen wurde auf beide Seiten des scheibenförmigen Sinterkörpers zur
Bildung einer Elektrode durch Metallisieren ein Nickelfilm (3) aufgebracht. Danach wurde der Sinterkörper mit
Hilfe eines Diamantschneidegeräts in Stücke (1 mm χ 1 mm χ 1 mm), wonach schließlich zur Herstellung der Thermistorelemente
durch Punktschweißen Platindrähte (2) aufgeschweißt wurden.
Die Parameter der auf diese Weise erhaltenen Thorinist.orelemente
sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Elemente mit O,l bis 8 Gew.-% Be erwiesen sich aufgrund
ihres Widerstandes bei 1OOO°C und ihrer Thermistorkonstanten (8OO bis 1OOO°C) als für die Verwendung als Hochtemperaturthermistoren
geeignet.
Liegt andererseits der Berylliumgehalt des Elements unter 0,1 Gew.-%, ist die relative Dichte des Sinterkörpers
gering (90 % oder darunter) und der Widerstand und die Thermistorkonstante schwanken stark von Stück zu Stück.
Umgekehrt, wenn der Berylliumgehalt 8 Gew.-% überschreitet, steigen Widerstand und Thermistorkonstante an, was
die Genauigkeit bei der Temperaturmessung beeinträchtigt.
Elemente mit verschiedenen Berylliumgehalten wurden einem Hitzetest bei 1000°C während lOOO Stunden unterzogen.
Die Testergebnisse in Tabelle 1 zeigen, daß bei Elementen mit 0,1 bis 8 Gew.-% Beryllium die durch die Erwärmung
verursachte Schwankung im Widerstand nur gering ist (3 % oder darunter). Übersteigt andererseits der Be-Gehalt
8 Gew.-%, ist die WiderstandsSchwankung über 3 %,
d.h. daß die Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen nur gering ist.
Dasselbe Siliconcarbidpulver wie in Beispiel 1 wurde
mit 0,05 bis 20 Gew.-% Bornitrid mit einer durchschnittlichen
Korngröße von o,5 mkm vermischt, wobei die Prozentgehalte als Menge an B als einzige Substanz auf der
Basis der Nettomenge an BN berechnet wurden. Die auf diese Weise erhaltenen Mischungen wurden wie im Beispiel 1 angegeben
behandelt, wodurch man Thermistorelemente mit den in Tabelle 2 angeführten Parametern erhielt.
Elemente mit 0,1 bis 8 Gew.-% (berechnet als B) BN zeigten
Widerstandswerte (bei 100O0C) und Thermistorkonstanten (800 bis 10000C), die mit den entsprechenden Werten
aus Beispiel 1 in Einklang stehen und den Einsatz dieser Elemente in der Praxis ermöglichen. Außerdem zeigen diese
Elemente nur geringe Schwankungen im Widerstand (3 % oder darunter) bei Erwärmen auf hohe Temperaturen, weshalb
diese als Hochtemperaturthermistoren überaus geeignet sind. Liegt andererseits der Be-Gehalt des Elements
unter 0,1 Gew.-%, 1st die relative Dichte des Sinterkörpers
gering und die Einheitlichkeit der Parameter ist verringert. Umgekehrt vermindert ein Be-Gehalt von über
8 Gew.-% die Genauigkeit der Temperaturmessung und die Alterungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen.
15 Beispiel 3
Analog Beispiel 1 wurde ein Thermistorelement hergestellt, nur daß das Siliconcarbidpulver mit 1 Gew.-% Berylliumoxid
(als Be) mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,23 mkm und 1 Gew.-% Bornitrid (als B) mit einer durchschnittlichen
Korngröße von 0,5 mkm zur Herstellung der Pu.l vergemische vermischt wurde. Das Element hatte einen
Widerstand von 1,2 kJl bei lOOO C, eine Thermistorkonstante
(800 bis 10000C von 14.300 und eine Widerstandsschwankung
(unter Erwärmung bei lOOO C während lOOO Stunden) von höchstens 3 %. Diese Werte zeigen, daß das Element
ein Hochtemperaturthermistor mit ausgezeichneten Eigenschaften innerhalb eines Temperaturbereichs von
8OO bis 1OOO°C ist.
Drei Arten von Gemischen wurden hergestellt, wobei jeweils Bor (B), Boroxid (B-O^) und Bornitrid (BN) mit jeweils
einer durchschnittlichen Korngröße von 0,5 mkm und
in einer Menge; von 1 bis A Gcw.-%, bezogen lediglich auf
die Menge von B, der einzige Zusatz zum Siliconcarbid-
pulver waren. Aus diesen Mischungen wurden wie in Beispiel 1 Thermistorelemente hergestellt. Die Parameter
der die einzelnen Zusätze enthaltenden Elemente sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.
Probe Nr . |
Gehalt an Zu satz , Be (*) |
Relative Dichte des Sin terkör pers (%) |
Wider stand bei 1000°C (IcA) |
Thermistor konstante (500 bis 1000°C) |
Widerstands- Schwankung nach Erwär mung auf 1000 C während 1000 Stunden (*) |
Elektrischer Widerstand bei Raum temperatur (XI .cm) |
1-1 | 0,05 | 88,5 | 0,65 | 9.400 | + 2,5 | 107 |
1-2 | 0,1 | 95,3 | 1,23 | 13.750 | + 2,7 | ίο8 |
1-3 | 0,5 | 97,6 | 1,05 | 15.300 | + 2,3 | >io13· |
1-4 | 1 | 98,5 | 1,16 | 15.150 | + 2,0 | >io13 |
1-5 | 2 | 99,4 | 1,18 | 15.420 | + 1,7 | >io13 |
1-6 | 4 | 100 | 1,26 | 15.700 | + 2,3 | .1O13 |
1-7 | 8 | 1OO | 1,33 | 15.730 | + 2,6 | >io13 |
1-8 | 15 | 99,2 | 2,34 | 17.240 | + 3,6 | >io13 |
1-9 | 20 | 98,7 | 3,53 | 19.300 | + 4,0 |
Probe Nr. |
Gehalt an Zu satz, B (*) |
Relative Dichte des Sin terkör pers (%) |
Wider stand bei 1000°C (kA) |
Thermistor konstante (500 bis 1000°C) |
2-1 | 0,05 | 87,3 | 0,56 | 8.750 |
2-2 | 0,1 | 92,4 | 0,83 | 13.600 |
2-3 | 0,5 | 95,7 | 1,02 | 13.800 |
2-4 | 1 | 98,5 | 1,07 | 13.850 |
2-5 | 2 | 99,9 | 1,11 | 14.030 |
2-6 | 4 | 100 | 1/15 | 14.000 |
2-7 | 8 | 99,2 | 1,23 | . 15.300 |
2-8 | 15 | 98,7 | 2,59 | 16.900 |
2-9 | 20 | 98,8 | 3,78 | 18.700 |
Widerstandsschwankung
nach Erwärmung auf 10000C peratur während 1000 Stunden, [%)
nach Erwärmung auf 10000C peratur während 1000 Stunden, [%)
Elektrischer Widerstand bei Raumtem-
+ 3,0
+ 2,6
+ 2,5
+ 2,5
+ 2,3
+ 2,4
+ 2,7
+ 3,4
+ 5,1
+ 2,6
+ 2,5
+ 2,5
+ 2,3
+ 2,4
+ 2,7
+ 3,4
+ 5,1
(Jl.cm)
107 108 10 10 10
y 10
7 10
> 10
> 10
11 11 11 11 11 11 11
Probe Nr. |
Gehalt an Zu satz (Zusatz) {% als B) |
(B) | Relative Dichte des Sinterkör pers (*) |
Wider stand bei 700°C |
Thermistor konstante (500 bis 7000C) |
Widerstands schwankung nach Erwär mung auf 700°C während 1000 Stunden (%) |
Elektrischer Widerstand bei Raumtem peratur (Sl. cm) · |
C |
4-1 | 1 | (B) (B) |
98,5 | 0,85 | 10.700 | + 2,4 | > ίο11 : | β β * * t C • «. Λ * ft |
4-2 4-3 |
2 4 |
(B2O5} | 99,5 99,3 |
1,05 1,03 |
10.650 10.8 30 |
+ 2,4 + 2,3 |
> 1011 > 1011 \^ ' |
* · * β * « · W « • S * β ψ · * W |
4-4 | 1 | (B2O5) | 98,7 | 1,05 | 10.500 | + 2,7 | > ίο11 | e * < * s t # B C « |
4-5 | 2 | (B2O5) | 99,3 | 1,11 | 11.200 | + 2,5 | > 1011 | « * < β * t * C |
4-6 | 4 | (B4C) | 99,5 | 1,07 | 11.200 | + 2,5 | > ίο11 | * · « |
4-7 | 1 | (B4C) | 98,9 | 1,00 | 11.700 | + 2,3 | > ίο11 | |
4-8 | 2 | (B4C) | 100 | 1,23 | 11.500 | + 2,6 | > ίο11 | |
4-9 | 4 | 99,2 | 1,21 | 11.400 | + 2,7 | > ίο11 | ||
CO |
- yi -
Diese Elemente zeigten Widerstandswerte von 0,8 bis 1,2 kXL bei 7OO C und Thermistorkonstanten (500 bis
700°C) von ca. ll.OOO, was sie damit für den Einsatz als Hochtemperaturthermistoren in einem Temperaturbereich
von 5OO bis 7000C als geeignet erweist. Außerdem ergab der Hitzetest unter Erwärmung der Elemente auf
7OO C während 1000 Stunden eine Widcrstandsschwankung
von höchstens 3 %, was zeigt, daß diese Elemente ausgezeichnete
Alterungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen aufweisen. In Fig. 2 ist die Beziehung zwischen dem
elektrischen Widerstand und dem Kehrwert der Temperatur dargestellt. Wie Fig. 2 zeigt, kann mit dem erfindungsgemäßen
Element eine sehr starke Widerstandsschwankung im Verhältnis zur Temperaturschwankung erzielt werden,
was es für den Einsatz als Hochtemperaturthermistor überaus geeignet macht.
Der erfindungsgemäße Thermistor ist somit gekennzeichnet
durch eine hohe Thermistorkonstante und eine geringere Tendenz zu Schwankungen des Widerstands über längere
Zeit unter Einfluß hoher Temperaturen. Da die Thermistorelemente außerdem aus einem gesinterten Siliconcarbidkörper
von hoher Reinheit und hoher Dichte bestehen, zeigen sie auch noch hohe Wärmebeständigkeit,
hohe mechanische Festigkeit, hohe Wärmespannungsfestigkeit
und besitzen demnach hohe Lebensdauer. Schließlich hat der Sinterkörper einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten
von 0,15 bis 0,75 cal/cm.see.°c. Dieser Wert
übersteigt den entsprechenden Wert bei Thermistoren auf Oxidbasis um das 10-fache oder liegt sogar noch darüber.
Schließlich kann das Element auch noch zu einem Produkt von geringen Abmessungen geformt werden und zeigt aufgrund
seiner niedrigen Wärmekapazität außerordentlich hohe Erwärmungsansprechgeschwi ndigkeit.
Der erfindungsgemäße Thermistor auf der Basis eines Siliconcarbidkörpers
zeigt somit ausgezeichnete Eigenschaften und gewährleistet einen Hochtemperaturthermistor, der
geeignet ist für den Einsatz in einem Temperaturbereich von 7OO bis 1000°C. Ein derartiger Thermistor ist ausgehend
vom Stand der Technik nur schwer herzustellen.
Claims (13)
- Patentansprüche/71 -) Hochtemperaturthermxstor, dadurch gekennzeichnet , daß dieser einen polykristallinen Sinterkörper aus O,1 bis 8 Gew.-% mindestens eines EIements bzw. mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Be, BeO, Be3C, B, BN, B„0_ und B.C, berechnet als Menge an Be oder B als einzige Substanzen, ausgehend von der Nettomenge, wobei der Rest auf SiC entfällt, und die unvermeidlichen Verunreinigungen höchstens 2 Gew.-% SiC^/ höchstens O,l Gew.-% Al, höchstens O,2 Gew.-% Fe, höchstens 1 Gew.-% Si und höchstens 0,4 Gew.-% freier Kohlenstoff betragen, ein Paar auf den Oberflächen des polykristallinen Sinterkörpers angebrachter Elektroden und Leitungsdrähte, deren ein Ende mit der jeweiligen Elektro-15 de verbunden ist, aufweist.
- 2. Hochtemperaturthermxstor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dieser einen polykristallinen Sinterkörper nach Anspruch 1 mit einer relativen Dichte von mindestens 95 %, einer Thermistorkonstante von 10.000 bis 16.000 innerhalb eines Temperaturbereichs von 500 bis 700°c, Schwankungen im elektrischen Widerstand bei EinsaLz wührunc] ei ness- 01 -Zeitraums bei Tcmptii ut uc i*n von buO bis l.OOO Ό von höchstens 3 X1 und einem spezifischen Widerstand von mindestens IO -ii-.cm bei Raumtemperatur, aufweist.
- 3. Hochtemperaturthermistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen polykristallinen Sinterkörper mit ca. 0,28 bis ca. 22,3 Gew.-% BeO, wobei der Rest auf SiC entfällt, und die unvermeidlichen Verunreinigungen höchstens 2 Gew.-% 2 höchstens O,1 Gew.-% Al, höchstens 0,2 Gew.-% Pe, höchstens 1 Gew.-% Si und höchstens 0,4 Gew.-% freier Kohlenstoff betragen, mit einer relativen Dichte von mindestens 95 %, einer Thermistorkonstante von 10.000 bis 16.000 innerhalb eines Temperaturbereiches von 500 bis 1.000°C, einem elektrischen Widerstand bei 1.000°C von 1 bis 1,4 Κ/!, Schwankungen im elektrischen Widerstand von höchstens 3 % nach Erwärmung während 1.000 Stunden auf 1.000°C und einem spezifischen Widerstand von mindestens 10 -fl.cm bei Raumtemperatur, aufweist.
- 4. Hochtemperaturthermistor nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß dieser einen polykristallinen Sinterkörper mit ca. 0,23 bis ca. 18,38 Gew.-% BN, wobei der Rest auf SiC entfällt, und die unvermeidlichen Verunreinigungen höchstens 2 Gew.-% S1O2, höchstens 0,1 Gew.-% Al, höchstens 0,2 Gew.-% Fe, höchstens 1 Gew.-% Si und höchstens 0,4 Gew.-% freier Kohlenstoff betragen, mit einer relativen Dichte von mindestens 95 %, einer Thermistorkonstante von 1O.OOO bis 16.OOO innerhalb eines Temperaturbereichs von 500 bis 1.0000C, einem elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 1.000 C von 1 bis 1,4 kil, Schwankungen im elektrischen Widerstand während der Erwärmung auf l.OOO°C während l.OOO Stunden von höchstens 3 %, und einem spezifischen Widerstand von mindestens 10 /I .cm bei Raumtemperatur, aufweist.- 02 -
- 5. Hochtenipej aturthermistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektroden aus Ni gefertigt sind.
- 6. Hochtemperaturthermistor nach einem der Ansprüche 1bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungsdrahte aus Platin oder Nickel sind.
- 7. Hochtemperaturthermistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der polykristalline Sinterkörper einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von 0,15 bis O,75 cal/cm.sec.°C aufweist.
- 8. Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturthermistors, dadurch gekennzeichnet , daß man Pulver mischt, enthaltend 0,1 bis 8 Gew.-% mindestens eines Elements bzw. mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Be, BeO, Be2C, B, BN, B-O,. und B.C, berechnet als Menge an Be oder B als einzige Substanzen, ausgehend von der Nettomenge, wobei der Rest auf SiC entfällt und die unvermeidlichen Verunreinigungen höchstens 2 Gew.-% SiO2, höchstens O,1 Gew.-% Al, höchstens O,2 Gew.-% Fe, höchstens 1 Gew.-% Si und höchstens 0,4 Gew.% freier Kohlenstoff betragen, dem erhaltenen Pulvergemisch eine mit einem organischen Lösungsmittel verdünnte SiIikonharzlösung zusetzt, das erhaltene Gemisch einer Preßformung unterzieht, die Preßformung durch Vakuumheißpressen zu einem Sinterkörper mit einer relativen Dichte von mindestens 95 % sintert, den Sinterkörper zwecks Verleihung vorbestimmter Form und Abmessungen bearbeitet, auf der Oberfläche des so behandelten Sinterkörpers ein Elektrodenpaar anbringt und Leitungsdrähte vorsieht, deren ein Ende mit der jeweiligen Elektrode verbunden ist.
- 9. Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturthermistors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich-- O3 -net, daß das organische Lösungsmittel Xylol ist und die verdünnte Silikonharzlösung 10 bis 30 Gew.-% ausmacht, bezogen auf das Pulvergemisch.
- 10. Verfahren zur Herstellung eines Hochtomperaturthermistors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilchengröße des Silikoncarbidpulvers und des Pulvers, enthaltend mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe Be, BeO, Be^C, B, BN, B^O-, und B4C, höchstens 3 mkm beträgt.
- 11. Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturthermistors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Vakuum während des Sinterns-2 -4
von 10 bis 10 Torr, die Sintertemperatur von 1900 bis 23OO°C betragen, und letztere 0,1 bis 4 Stunden aufrechterhalten wird. - 12. Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturthermistors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden durch Verbinden der Nickelschichten durch Metallisieren auf der Oberfläche des SIn-20 terkörpers aufgebracht werden.
- 13. Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperaturthermistors nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nickel- oder Platindraht an einem Ende mit den entsprechenden Elektroden zum Erhalt der Leitungs-25 drähte verbunden wird.- 04 -
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