PL132829B1 - Thermistor composition - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest masa termistorowa.Dotychczas termistory wytwarzane sa z masy otrzymanej przez spiekanie polikrysta¬ licznych materialów pólprzewodnikowych o duzym wspólczynniku temperaturowym opornosci / oC /Jak na przyklad mieszanina dwutlenku tytanu i tlenku magnezu, tlenków manganu, miedzi, kobaltu i niklu. Otrzymuje sie wtedy termistory ujemne, których opornosc maleje ze wzrostem temperatury. Termistory dodatnie, których opornosc rosnie ze wzrostem tempe¬ ratury wykonuje sie z /BaTi02/ tytanianem baru i jego stalych roztworów z /SrTi02/ tyta¬ nianem strontu i /BaSnOp/ cynanianem baru domieszkowanych lantanem, cezem a takze z aono- krystalicznego krzemu domieszkowanego borem.Niedogodnosciami stosowanych materialów termistorowych sa: skomplikowane sposoby ich wytwarzania wymagajace na ogól wysokich temperatur do ich spiekania i z tym zwiazana niepowtarzalnosc procesu oraz ograniczone zmiany opornosci zwiazane ze zmianami tempe¬ ratury. Okolicznosc ta ogranicza zakres zastosowania termistorów nieorganicznych.Masa termistorowa wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze sklada sie z zywicy epoksydowej i sproszkowanego srebra o granulacji mniejszej lub równej 10 m, w stosunku wagowym polimeru do srebra od 1 : 4,5 do 1 : 5,02 dla termistorów z ujemnym wspólczynni¬ kiem temperaturowym opornosci /oC/; w stosunku od 1 : 5t15 do 1 : 5,2 dla termistorów z dodatnim wspólczynnikiem temperaturowym opornosci / oC / oraz w stosunku od 1 : 5,10 do 1 : 5»15 dla termistorów ze zmiennym wspólczynnikiem temperaturowym opornosci / oC /, który przybiera wartosc dodatnia w temperaturze nizszej od temperatury krytycznej miesz¬ czacej sie w granicach od 36°C do 80°C.Opornosc elektryczna przedmiotowej masy termistorowej mozna ksztaltowac w szerckim zakresie wartosci liczbowych i róznej zaleznosci od temperatury. Jest to mozliwe przez odpowiednie domieszkowanie polimeru sproszkowanym srebrem.2 Jak pokazano na wykresie I przy koncentracji arebra 0 - 490 opornosc elektryczna prawie nie ulega zmianie; przy zwiekszaniu koncentracji do wartosci 490 - 520 tak zwanej "krytycznej" naatepuje gwaltowny spadek opornosci o kilka do kilkunastu rzedów wielkosci po czym przy dalszym wzroscie koncentracji srebra opornosc elektryczna zmienia sie w zakresie jednego rzedu wielkosci.Przedzial koncentracji, dla której wystepuje gwaltowna zmiana opornosci jest na ogól niewielki, i tak na przyklad dla kompozycji zywicy epoksydowej z sadza acetylenowa wynosi 0,05%. Przedzial ten mozna poszerzyc droga odpowiednich zabiegów technologicznych na przyklad przez prowadzenie polimeryzacji w podwyzszonej temperaturze. Kompozycje z róznych obszarów koncentracji przedzialu przejsciowego wykazuja cechy: dielektryków, pól¬ przewodników i przewodników, ze wszystkimi konsekwencjami zaleznosci od napiecia i tempe¬ ratury. Kompozycje o odpowiednio dobranym skladzie, w pewnych przedzialach temperatury wykazuja cechy przewodników metalicznych, a w innych temperaturach cechy pólprzewodników.Szczególnie duze mozliwosci modyfikowania elektrycznych wlasciwosci kompozycji daje mieszanie materialów o bardzo róznych wlasciwosciach: na przyklad sproszkowane srebro i zycice epoksydowe. Interesujacy nas przedzial koncentracji rozciaga sie od 490 czesci wa¬ gowych srebra na 100 czesci zywicy epoksydowej do 520 cz.wag. srebra platkowego na 100 cz. zywicy /wykres I/. Jesli przyjac, ze opornosc wlasciwa pólprzewodnika zmienia sie z tempe¬ ratura w postaci:^ » A exp [m)» wówczas chcac poslugiwac sie przyjetym w zastosowaniach praktycznych wzorem:f/t/ = f / 1 + oC A T/. Temperaturowy wspólczynnik opornosci nalezy okreslic: c£ = — , ^, który dla masy pólprzewodzacej wynosi:^" - —^% Wykres II przedstawia zaleznosc opornosci wlasciwej od temperatury dla kompozycji: 490, 500, 510, 512, 515, 520 czesci wagowych srebra platkowego na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej w zaleznosci od odwrotnosci temperatury.Dla kompozycji 490 i 500 cz. wag. srebra na tOO czesci wagowych zywicy obserwuje sie dwie wartosci stalej B /temperatura aktywacji/, które sa dodatnie a przez co wspólczynnik OC jest ujemny.Dla kompozycji 510, 512 i 515 czesci wagowych srebra na 100 czesci wagowych zywicy obserwuje sie takze dwie wartosci stalych B - dla poszczególnych kompozycji z tym, ze w przedziale temperatur nizszych parametr B jest ujemny przez co temperaturowy wspólczynnik oporu staje sie dodatni zmieniajac powyzej pewnej temperatury krytycznej - scisle okres¬ lonej dla danej kompozycji - swój znak i wartosc bezwzgledna, dzieki odpowiedniej zmianie znaku i wartosci bezwzglednej parametru B. Kompozycja o zawartosci 520 cz. wag. srebra na 100 cz.wag. zywicy charakteryzuje sie juz dodatnia wartoscia wspólczynnika temperaturowego oporu -^C dzieki zachowaniu stalej ujemnej wartosci parametru B w przedziale temperatury od 20°C do 100°C.Przyklady wykonania: Przyklad I. W celu uzyskania organicznej masy termistorowej nalezy do ciek¬ lej, nieutwardzonej zywicy epoksydowej dodac srebro platkowe sk 25 w proporcji wg 1 : 4,9.Po dokladnym wymieszaniu dodaje sie utwardzacza - trójetylenoczteroaminy w proporcji 1 cz. wag. na 10 cz. wag. zywicy i miesza sie. Nalezy nastepnie naniesc krople kompozycji 3 mnr, na plytke ze szkla organicznego i wlozyc w nia dwa posrebrzone druty miedziane, tak aby zachowac odleglosc miedzy nimi rzedu 6 mm, srednica drutów nie powinna przekraczac wartosci 0,2 mm. Po utwardzeniu kompozycji w temperaturze 60°C przez ~1 godz. tak przygotowany termistor jest gotowy do uzytku i charakteryzuje sie ujemnym wspólczynnikiem temperaturowym oporu tft /4/ ze stala B^1,38-104K dla temperatur nizszych od 90°C, B~1,50*104K dla temperatur wyzszych od /^^90°C.Przyklad II. Postepujac jak poprzednio z kompozycja o zawartosci 5,10 cz. wag. srebra na 1 cz. wag. zywicy mozna otrzymac element termistorowy charakteryzujacy sie132 329 dodatnia wartoscia wspólczynnika t?~peraturowego oporu aC /4/ ze stala 3 dc temperatury 3o°C oraz ujemna wartoscia .tego wspólczynnika ze stala 3 <~ temperatur wyzszych od 36 C. -2 , - ? • 1 0 K •i '•'C-K dla Zastrzezenie patentowe Kasa termistorowa, znamienna t y id, ze sklada sie z zywicy epoksydowej i sproszkowanego srebra o granulacji mniejszej lub równej 10" m, w stosunku wagowym polimeru do srebra od 1 : 4,5 do 1 : 5,2 dla termistorów o ujemnym wspólczynniku tempe¬ raturowym opornosci /cK I w stosunku od 1 : 5,15 do 1 : 5,2 dla termistorów z dodatnim wspólczynnikiem temperaturowym opornosci /c£ /; w stosunku od 1 : 5,10 dc 1 : 5,15 dla termistorów ze zmiennym wspólczynnikiem temperaturowym opornosci /ctC /. 15 h 0110 h o132 829 16 I- % 12 10 en 8 o 6 h 2 0 i i i i L 2,0 2,5 x T 30 3 510 phr 512 phr 515 phr 520 phr -I U _l_l L 3,5 4P Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Kasa termistorowa, znamienna t y id, ze sklada sie z zywicy epoksydowej i sproszkowanego srebra o granulacji mniejszej lub równej 10" m, w stosunku wagowym polimeru do srebra od 1 : 4,5 do 1 : 5,2 dla termistorów o ujemnym wspólczynniku tempe¬ raturowym opornosci /cK I w stosunku od 1 : 5,15 do 1 : 5,2 dla termistorów z dodatnim wspólczynnikiem temperaturowym opornosci /c£ /; w stosunku od 1 : 5,10 dc 1 : 5,15 dla termistorów ze zmiennym wspólczynnikiem temperaturowym opornosci /ctC /. 15 h 0110 h o132 829 16 I- % 12 10 en 8 o 6 h 2 0 i i i i L 2,0 2,5 x T 30 3 510 phr 512 phr 515 phr 520 phr -I U _l_l L 3,5 4P Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL