DE914748C - Elektrisches Widerstandsmaterial - Google Patents

Description

• Elektrisches Widerstandsmaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein Widerstandsmaterial mit hohem negativem Temperaturkoaeffizienten und Verfahren zur Herstellung eines solchen Materials, insbesondere aus Metalloxyden.
• Es ist bekannt, daß durch Mischung von Metalloxyden und Hitzebehandlung derselben Widerstandsmaterial von guten Eigenschaften erhalten werden kann. Durch Anwendung eines bestimmten Verhältnisses unter bestimmten Oxyden können Widerstände sehr verschiedener Größe des spezifischen Widerstands erzielt werden mit einem verhältnismäßig engen Bereich von hohen Temperaturkoeffizienten. Wenn geringe Beträge von Nickeloxyd zu einem aus Manganoxyd bestehenden Widerstand hinzugefügt werden, so erhält man einen niedrigeren spezifischen Widerstand als mit Manganoxyd allein. Bei Mischungen von Oxyden dieser Art gibt es eine Minimumzusammensetzung, bei der ein weiteres Hinzufügen von Nickel den Widerstand erhöht. So wird z. B. bei annähernd 8o °/a Mnz 0, und 2o °/o Ni O nach geeigneter Hitzebehandlung dieser Minimumwert erreicht.
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Widerstandsmaterial, das erfindungsgemäß aus Oxyden von Mangan, Nickel und Kupfer zusammengesetzt ist und bei dem die genannten Oxyde innig gemischt und einer Hitzebehandlung unterzogen sind. Durch den Kupferzusatz wird eine beträchtliche Veränderung im Widerstandswert schon bei geringen Änderungen des Kupferzusatzes erzielt. Vorteilhafterwei,se kann der Kupferzusatz in Form. einer wäßrigen Lösung einer Kupferverbindung erfolgen, aus der durch die Hitzebehandlung Kupferoxyd gebildet wird, weil auf diese Weise der Gehalt an Kupfer leicht geregelt werden kann.
• Es hat sich gezeigt, daß das Hinzufügen des Kupferoxyds zu Mangan, derart, daß nach Hitzebehandlung eine Vereinigung der Oxyde entsteht, den spezifischen Widerstand mehr herabsetzt als das Hinzufügen von Nickeloxyd. So hat z. B. ein bestimmter Widerstand aus 'Tn, 03 vom Kugeltypus einen Widerstandswert höher als 107 Ohm. Ein Widerstand der gleichen Form mit den vereinigten Oxyden von Mangan und Kupfer, bei dem der Kupfergehalt i o % war, hatte einen Widerstand von 6 - io4 Ohtn. Wenn der Kupfergehalt eines solchen Widerstands 25% betrug, war der Widerstand unter io3 Ohm. Die Kurve A der Fig. 3 zeigt den Einfluß der Hinzufügung von Kupfer zu dem Widerstandsmaterial aus Manganoxyd. Dabei bedeutet die Abszisse den Kupfergehalt in Prozenten und die Ordinate den Widerstand in Ohm.
• Kupferoxyd kann nun, wie es bei dem erfindungsgemäßen Widerstandsmaterial geschieht, auch verwendet werden, um den Widerstandswert von Widerständen aus Manganoxyd und Nickeloxyd herabzusetzen. Das Kupferoxyd gibt nicht nur einen ausgeprägteren Effekt als Nickeloxyd bei Manganoxyd, sondern die Hinzufügung von Kupferoxyd setzt auch den 'Minimumwiderstand eines Manganoxyd-N ickeloxyd-Widerstands weiter herab. Die Kurve B der Fig. 3 zeigt den Einfluß eines Kupferzusatzes zu einem Manganoxyd-Nickeloxyd-Widerstand mit 8o Teilen Mn203 und 2o Teilen Ni O. Die Kurve zeigt, daß mit einem Kupfergehalt von ungefähr 15% ein Minimumwiderstand erreicht wird. Ein Vergleich zwischen dem Manganoxyd-Nickeloxyd-Widerstand, der einen Wert von etwa 3,6 - io5 Ohm aufweist, mit einem gleichen Widerstand, der 15 % Kupfer enthält und einen Widerstandiswert von etwa 7o Ohm aufweist, zeigt den beträchtlichen Einfluß des Kupfers.
• Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Widerstandsmaterials werden die Bestandteile gewöhnlich in feinverteilter Form verwendet. Das Material wird in bestimmten Verhältnissen innig vermengt und zu Körpern geeigneter Größe und Gestalt geformt. Diese Körper werden einer Hitzebehandlung in einem Temperaturbereich von 8oo bis 1450' C unterzogen. Die Temperatur und die Atmosphäre der Hitzebehandlung beeinflussen den Widerstand. Dieser hängt auch von den Mengenverhältnissen der Bestandteile ab. Die Atmosphäre während der Hitzebehandlung bestimmt den Betrag an Sauerstoff im Endprodukt, der den Widerstandswert beeinflußt. In der Regel -werden die Stoffe im Ausgangsmaterial bereits in Form von Oxyden verwendet, obwohl auch andere Verbindungen Anwendung finden können, insofern durch die Hitzebehandlung .daraus Oxyde gebildet werden. Die Widerstände können in verschiedene Formen gebracht -werden, von denen die Fig. i und 2 Beispiele darstellen.
• Fig. i zeigt einen Kugeltypus. Zur Herstellung desselben werden die feinverteilten Oxyde gemischt und mit einem geeigneten Bindematerial zu einer Paste verrührt. Das Bindematerial kann Wasser sein oder vorzugsweise eine Lösung der hinzuzufügenden Metallverbindung. Bei Verswendung einer solchen Lösung muß Bedacht genommen werden auf die Menge an Metall, die mit der Lösung eingeführt wird, da dies auf den Endwert des Widerstands von Einfluß ist. Im Hinblick auf den starken Einfluß des Kupferanteiles muß auf dessen Größe sorgfältig geachtet werden. Dies kann gerade durch Hinzufügen des Kupfers als Kupferverbindung in Form einer Lösung vorteilhaft geschehen. Durch Hinzufügen einer wäßrigen Lösung einer Kupferverbindung, z. B. von Kupfernitrat, zu den Oxyden kann eine Paste gebildet und daraus können Kugeln geformt werden. Die Paste wird zu kleinen Kugeln io um parallele Drähte ii eines leitenden Materials, wie Platin, geformt. Diese Kugeln werden dann getrocknet und einer Hitzebehandlung unterworfen.
• Ein plattenförmiger Widerstand nach Fig. 2 kann dadurch hergestellt werden, daß nach inniger Vermischung der Bestandteile diese zu einem Körper 2o zusammengepreßt werden. Sodann werden sie einer ähnlichen Hitzebehandlung unter-, zogen. An den gegenüberliegenden Oberflächen der Scheiben können Kontaktelektroden angebracht werden. Durch Verwendung einer metallischen Paste an den beiden Oberflächen und Einbetten der Leiter 22 in dieselbe kann eine gut leitende Verbindung hergestellt -werden. Sodann werden die Widerstände einer Hitzebehandlung unterworfen, um die genannte Paste zu verfestigen und die Leiter 22 mit dem Widerstandskörper 2o und den Elektroden 21 fest zu verbinden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Widerstandsmaterial, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung aus Oxyden von lIangan, Nickel und Kupfer, die innig gemischt und ,einer Hitzebehandlung unterzogen sind.
2. 2. Widerstandsmaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Mangan 5o%, überschreitet und der Kupfergehalt nicht mehr als 2@5 % beträgt.
3. 3. Widerstandsmaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Mangan zu Nickel i oder mehr und der Kupfergehalt ?5 0/n oder weniger beträgt. .l.
4. Widerstandsmaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von 'Iangan zu Nickel ungefähr :I und der Kupfergehalt ungefähr i 5 % beträgt.
5. 5. Widerstandsmaterial nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es ungefähr 75'/o Mangan, i 5 % Nickel und 7'/o Kupfer enthält.
6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandsmaterials nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer 'Mischung von Manganoxy den und N ickeloxyden vor der Hitzebehandlung eine geringe Menge einer Kupferverbindung hinzugefügt wird, aus der durch die Hitzebehandlung Kupferoxyd gebildet wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfer in Form einer Lösung einer Kupferverbindung zugesetzt wird, dann die Mischung getrocknet und einer Hitzebehandlung unterzogen wird. B. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandskörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Widerstandsmaterial ein Körper geformt wird, an dem Elektroden angebracht werden, dieser Körper getrocknet und einer Hitzebehandlung zwischen 80o und 1450' C unterzogen wird.