Verfahren zur Herstellung von Widerständen mit negativem Temperaturkoeffizienten
Es wurde bereits vorgeschlagen, bei empfindlichen elektrischen Anlagen zum' Abfangen
hoher Einschaltstromstöße Vorschaltwiderstände mit hohem negativen Temperaturkoeffizienten
zu verwenden. Derartige Vorschaltwiderstände haben sich- jedoch bisher in der Technik
nicht einbürgern können, da die benutzten Widerstandskörper weder bei gleicher Temperatur
stets gleichen Widerstand noch bei gleichen Temperaturänderungen stets die gleichen
Widerstandsänderungen zeigten.Process for the production of resistors with a negative temperature coefficient
It has already been proposed that in sensitive electrical systems for 'interception
high inrush currents Series resistors with high negative temperature coefficients
to use. Such series resistors have, however, been used in technology so far
can not be naturalized, since the resistance bodies used are neither at the same temperature
always the same resistance, even with the same temperature changes, always the same
Resistance changes showed.
Beispielsweise hat man bereits aus Kohlenstoff, Siliciumcarbid oder
aus hochgesinterten Gemischen dieser Stoffe, meist unter Hinzufügung von keramischen
Bestandteilen als Trägerstoffe, Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten
hergestellt und diese Widerstände bei der Verfestigung durch Sintern gegen Sauerstoffaufnahme
geschützt. Der negative Temperaturkoeffizient solcher Widerstände beruht dabei auf
den Übergangswiderständen zwischen den verschiedenen Teilchen des Widerstandskörpers.
Diese Übergangswiderstände sind stark veränderlich und insbesondere von allen vorhergehenden
verschiedenen Erwärmungen und Abkühlungen abhängig. Ihre Verwendung in der Verstärkertechnik
und bei anderen empfindlichen Anordnungen war daher bisher sehr beschränkt. Insbesondere
bedingen die elektrischen Eigenschäften dieser Widerstandskörper Geräuschstörungen
bei Empfängerschaltungen. Um hiervon freizukommen, erscheint es zweckmäßig, die
körnigen Stoffgemische durch leitende Metallverbindungen, 2u ersetzen, insbesondere
durch Oxyde, da man annehmen kann, daß diese Stoffe, die an sich einen negativen
Temperaturkoeffizienten besitzen, in bezug auf ihren Widerstand eine Stoffkonstante
aufweisen. So wurde z. B. vorgeschlagen, aus Kupferoxyd Widerstände mit negativem
Temperaturkoeffizienten herzustellen. Bei der Herstellung dieser Widerstände wurde
eine Reduktion der Oxyde durch Sintern an der Luft sorgfältig vermieden. Die geschniolzenen'Oxyde
der Widerstandskörper waren Gemische der verschiedenen Oxydationsstufen des' Kupfers.
Die Verwendung derartiger Gemische bedingte bei Änderungen der Temperatur nicht
umkehrbare Änderungen des elektrischen Widerstandes, so daß auch diese Widerstandskörper
keinen Eingang in die Technik gefunden haben. Auch die
Verwendung
reiner Metalloxyde hat nicht zum Erfolg geführt: Unter anderem wurde festgestellt,
daß derartige Widerstände aus Halbleitern nach Jeder Erwärmung ihren Kaltwiderstand
ganz erheblich geändert hatten.For example, one has already made of carbon, silicon carbide or
from highly sintered mixtures of these substances, usually with the addition of ceramic
Components as carriers, resistors with negative temperature coefficients
produced and these resistances in the solidification by sintering against oxygen uptake
protected. The negative temperature coefficient of such resistors is based on
the contact resistances between the different particles of the resistor body.
These contact resistances are highly variable and in particular from all of the previous ones
different warming and cooling dependent. Their use in amplifier technology
and with other sensitive arrangements has therefore hitherto been very limited. In particular
The electrical properties of these resistance bodies cause noise disturbances
with receiver circuits. To get rid of this, it seems appropriate to use the
replace granular substance mixtures with conductive metal compounds, 2u, in particular
by oxides, since one can assume that these substances are negative in themselves
Temperature coefficients have a material constant in relation to their resistance
exhibit. So was z. B. suggested, from copper oxide resistors with negative
Establish temperature coefficients. When making these resistors was
a reduction of the oxides by sintering in air carefully avoided. The schniolzenen 'oxides
the resistance bodies were mixtures of the various degrees of oxidation of copper.
The use of such mixtures was not conditional upon changes in temperature
reversible changes in the electrical resistance, so that these resistance bodies
have not found their way into technology. Also the
use
pure metal oxide has not led to success: Among other things, it was found
that such resistors made of semiconductors their cold resistance after each heating
had changed quite considerably.
Für die Widerstände nach der Erfindung werden nun ausschließlich niedrige
Metalloxyde benutzt. Es wurde erkannt, daß diese Oxyde stets dann gleichbleibende
elektrische Eigenschaften annehmen, wenn sie unter solchen Bedingungen gesintert
werden, die geeignet sind, ihnen allen frei verfügbaren Sauerstoff zu entziehen.
Für dieses Verfahren kommt z. B. das Glühen im Vakuum oder im strömenden, den frei
werdenden Sauerstoff wegspülenden indifferenten Gase oder im reduzierenden Gase
in Betracht. Die Widerstände sind so lange zu glühen, bis der bei einer bestimmten
Temperatur gemessene Widerstandswert einen unveränderlichen Betrag angenommen hat.
Dabei sind zwar die Änderungen des Metalloidgehaltes mit den üblichen chemischen
Mitteln meist nicht nachzuweisen. Dennoch -dürfte es zutreffen, daß durch die Erwärmung
unter den genannten Bedingungen ganz .geringe Änderungen des Metalloidgehaltes eingetreten
sind, ohne daß die Art des Gitteraufbaues geändert wurde. Die Glühtemperatur muß
dabei im allgemeinen die Temperatur übersteigen, welche der Widerstand beim späteren
Gebrauch annimmt.For the resistors according to the invention, only low ones are now used
Metal oxides used. It was recognized that these oxides then always remain the same
assume electrical properties when sintered under such conditions
capable of depriving them of all freely available oxygen.
For this process z. B. the glow in the vacuum or in the flowing, the free
oxygen scavenging away inert gases or reducing gases
into consideration. The resistors are to glow until they reach a certain level
Temperature measured resistance value has assumed an unchangeable amount.
Although the changes in the metalloid content are with the usual chemical
Means mostly not to be proven. Nevertheless - it should be true that because of the warming
very slight changes in the metalloid content occurred under the conditions mentioned
without changing the type of grid structure. The annealing temperature must
generally exceed the temperature that the resistance will later
Use.
Es ist beim Erhitzen im Vakuum nicht immer nötig, bis zur höchsten
erreichbaren Luftleere zu gehen, sondern es genügt häufig, wenn man den Partialdruck
des Metalloides, das ebenfalls als Bestandteil der Verbindung auftritt, also z.
B. bei Oxyden den des Sauerstoffes, möglichst klein macht. Da derartige Widerstandskörper
beim Gebrauch sich meist auf mehr als ioo° C erwärmen, ist es also zweckmäßig, die
Widerstandskörper bei der Herstellung auf eine entsprechend höhere Temperatur, in
der Regel mehr als 300° C, zu erhitzen. Wenn der Widerstandskörper schon bei niedrigeren
Temperaturen, als sie beim späteren Gebrauch auftreten, unveränderliche Widerstandswerte
annimmt, so genügt es natürlich, ihn bei der Herstellung auf eine Temperatur zu
bringen, die zur Erreichung genügend konstanter Widerstandswerte ausreicht.It is not always necessary when heating in a vacuum, up to the highest
achievable evacuation to go, but it is often sufficient if one of the partial pressure
of the metalloid, which also occurs as part of the compound, so z.
B. with oxides that of oxygen, makes as small as possible. Since such resistance bodies
usually heat up to more than 100 ° C during use, so it is advisable to use the
Resistance body during manufacture to a correspondingly higher temperature, in
usually more than 300 ° C. If the resistance body is already at lower
Temperatures as they occur during later use, invariable resistance values
assumes, it is of course sufficient to bring it to one temperature during manufacture
bring that is sufficient to achieve sufficiently constant resistance values.
Das Erhitzen unter reduzierenden Bedingungen kann dadurch geschehen,
daß den zum Aufbau des Widerstandskörpers dienenden Stoffen geringe Mengen von Kohlenstoff
und seinen Verbindungen oder aber auch von reduzierend wirkenden Metallen beigemischt
werden. Man kann aber auch den Widerstandskörper mit reduzierenden Flüssigkeiten
und Gasen behandeln. Für Widerstände nach der Erfindung sind insbesondere die niederen
Oxyde von Kupfer, Zink, Quecksilber, Bor, Thallium, Zinn, Blei, Silicium, Titan,
Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Uran, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel
verwendbar. Besonders bewährt hat sich Urandioxyd. Bei Widerstandskörpern aus letztgenanntem
Stoff hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Widerstandskörper bei der Herstellung
auf mehr als iooo° C erhitzt wird, da konstante Widerstandswerte sich erst bei der
Erhitzung auf ungefähr iooo° C einstellen. Die Gebrauchstemperatur von aus Urandioxyd
bestehenden Widerstandskörpern liegt in der Regel zwischen 40o bis 6oo° C.Heating under reducing conditions can be done by
that the substances used to build up the resistor body contain small amounts of carbon
and its compounds or also admixed with reducing metals
will. But you can also use the resistance body with reducing liquids
and treat gases. For resistors according to the invention are particularly the low
Oxides of copper, zinc, mercury, boron, thallium, tin, lead, silicon, titanium,
Vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, uranium, manganese, iron, cobalt, nickel
usable. Uranium dioxide has proven to be particularly effective. In the case of resistance bodies from the latter
It has proven to be advantageous if the resistance body is used during manufacture
is heated to more than 100 ° C, since constant resistance values are only achieved with the
Set the heating to about 100 ° C. The use temperature of uranium dioxide
existing resistance bodies is usually between 40o to 6oo ° C.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Widerstände ändern
ihre elektrischen Eigenschaften bei Gebrauch nicht mehr. Sie sind daher zur Verwendung
als Vorschaltwiderstände besonders geeignet. Es ist zweckmäßig, im Falle diese Widerstände
sich beim Gebrauch stärker erhitzen, sie in einem abgeschlossenen Gefäß, etwa Glaskolben,
einzuschließen, der entweder entlüftet oder mit einem reduzierenden oder inaktiven
Gase gefüllt ist. Wenn die Widerstandskörper in einem abgeschlossenen Gefäß untergebracht
werden sollen, so ist es zweckmäßig, die unter Vermeidung des Zutritts von Sauerstoff
vor sich gehende Erhitzung unmittelbar in dem den Widerstandskörper aufnehmenden
Gefäß vorzunehmen.Change the resistors made by the method of the invention
their electrical properties no longer in use. They are therefore ready for use
particularly suitable as series resistors. It is useful in the case of these resistors
heat up during use, store them in a closed container, such as a glass flask,
include that is either vented or with a reducing or inactive
Gases is filled. When the resistance body is housed in a sealed vessel
are to be, it is advisable to avoid the admission of oxygen
heating going on directly in the receiving the resistance body
Make a vessel.