PL49004B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.1.1965 49004 KI. 21 g, 10/02 MKP IW / We Mo UKD ( pluLiOfEKA Twórca wynalazku: mgr inz. Jan Bekisz Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki), Warszawa (Polska) j Urzedu Patentowego Sposób wytwarzania bardzo cienkich elementów ceramicznych grubosci ponizej 100 mikronów Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia bardzo cienkich elementów ceramicznych gru¬ bosci ponizej 100 mikronów.Do tworzyw ceramicznych zalicza sie tworzywa, które odznaczaja sie wysoka twardoscia, wysoka temperatura topnienia, kruchoscia, zdolnoscia spie¬ kania sie, otrzymywane np. z tlenków, weglików, siarczków, borków na drodze odpowiednich reakcji w fazie stalej lub w stanie stopionym.Znany sposób otrzymywania cienkich elementów ceramicznych polega na przygotowaniu cienkich warstw ceramicznych z wodnej zawiesiny odpo¬ wiednich surowców ceramicznych z dodatkiem po¬ limerów organicznych. Cienkie warstwy ceramicz* ne otrzymuje sie wylewajac odpowiednio przygoto¬ wana zawiesine ceramiczna na plyty pokryte folia organiczna. Po wysuszeniu naniesionej warstwy ceramicznej oddziela sie ja od folii organicznej.Z otrzymanej cienkiej warstwy ceramicznej w sta¬ nie surowym wycina sie zadanej wielkosci elemen¬ ty i poddaje odpowiedniej obróbce termicznej. Spo¬ sób ten nie pozwala otrzymywac folii ceramicznej grubosci ponizej 100 mikronów, ze wzgledu na duze trudnosci jakie nastrecza oddzielenie cienkiej war¬ stwy ceramicznej od podloza, którym jest folia or¬ ganiczna.Sposób wedlug wynalazku usuwa te trudnosci i pozwala na otrzymanie bardzo cienkich warstw ceramicznych grubosci ponizej 100 mikronów. 10 15 20 25 30 Odpowiednie materialy lut) surowce ceramiczne rozdrabnia sie w mlynku koloidalnym do uziarnie- nia ponizej 0,5 mikrona, a nastepnie przygotowuje sie zawiesine rozdrobnionego materialu w wodnym roztworze alkoholu poliwinylowego, z której przy¬ gotowuje sie cienkie warstwy metoda malowania lub natryskiwania na cienkiej elastycznej folii z tworzywa organicznego o gladkiej powierzchni, ni¬ skiej temperaturze topnienia i odpowiednio malej zawartosci popiolu np. na folii polietylenowej z polietylenu wysokocisnieniowego. Naniesiona war¬ stwe materialu ceramicznego na powierzchnie folii, z tworzywa organicznego suszy sie, a nastepnie nie oddzielajac warstwy ceramicznej od folii organicz¬ nej tnie na zadanej wielkosci elementy. Wyciete elementy umieszcza sie miedzy dwiema porowaty¬ mi plytami ceramicznymi i poddaje odpowiedniej obróbce termicznej wlasciwej dla danego materialu ceramicznego. Otrzymane w ten sposób bardzo cienkie elementy ceramiczne moga miec zastoso¬ wanie jako bardzo cienkie elementy dielektryczne, ferromagnetyczne lub pólprzewodnikowe.Sposób wytwarzania bardzo cienkich elementów ceramicznych grubosci ponizej 100 mikronów bli¬ zej jest opisany na przykladzie otrzymywania bar¬ dzo cienkich pólprzewodnikowych elementów opo¬ rowych z tlenków manganu i kobaltu.Przy wytwarzaniu pólprzewodnikowych elemen¬ tów oporowych moga miec zastosowanie rózne ma¬ terialy oporowe posiadajace duzy ujemny wspól- 49004 .49004 3 czynnik temperaturowy opornosci np. tlenki man¬ ganu, niklu, kobaltu, miedzi i zelaza. Zwykle sto¬ suje sie mieszaniny dwóch lub trzech tlenków, mie¬ dzy innymi mieszanine tlenków manganu i kobaltu.Tlenki manganu i kobaltu zmieszane w odpo- 5 wiednim stosunku rozdrabnia sie w mlynku koloi¬ dalnym do uziarnienia ponizej 0,5 mikrona, a na¬ stepnie przygotowuje sie zawiesine tlenków w 5% roztworze alkoholu poliwinylowego w wodzie, przy czym najkorzystniejszy stosunek wagowy 10 tlenków do 5% wodnego roztworu alkoholu poli¬ winylowego w zawiesinie wynosi 1 :2. Na folie po¬ lietylenowa z polietylenu wysokocisnieniowego grubosci 10—20 mikronów o odtluszczonej powierz¬ chni naklejona na plytke szklana, naklada sie me- 15 toda malowania lub natryskiwania warstwe z wy¬ mienionej zawiesiny tlenków zadanej grubosci. Po wysuszeniu naniesionej warstwy tlenków w tem¬ peraturze do 50°C, folie polietylenowa wraz z na¬ niesiona warstwa tlenków zdejmuje sie z plytki 20 szklanej i nie oddzielajac warstwy tlenków od folii polietylenowej tnie na odpowiedniej wielkosci ele¬ menty, które poddaje sie wlasciwej obróbce ter¬ micznej.Istota wynalazku jest opisany sposób ulozenia 25 elementów podczas obróbki termicznej przedsta¬ wiony na rysunku. Na srodkowej czesci powierz¬ chni plyty 4 z ceramiki wysokoglinowej o duzej porowatosci i odpowiednio plaskiej powierzchni uklada sie wyciete elementy 2 stanowiace warstwe tlenków wraz z podlozem w postaci folii polietyle¬ nowej. Na brzegach plyty ceramicznej 4 uklada sie podkladki ceramiczne 3 grubsze od wypalonych elementów o kilka do kilkunastu mikronów. Na¬ stepnie naklada sie górna plyte 1 z ceramiki wy¬ sokoglinowej o duzej porowatosci i dostatecznie plaskiej powierzchni, która spoczywa na podklad¬ kach 3 i nie naciska na elementy 2, po czym ulo¬ zone elementy poddaje sie obróbce termicznej.W pierwszym okresie ogrzewania folia polietyleno- 40 wa ulega stopieniu, a nastepnie czesciowemu roz¬ kladowi i wsiaka w porowata plyte z ceramiki wy¬ sokoglinowej. W miare dalszego ogrzewania do temperatury okolo 600°C produkty rozkladu folii polietylenowej ulegaja zwegleniu i spaleniu w.po- 45 rach plyty z ceramiki wysokoglinowej nie niszczac cienkiej warstwy tlenków. W tym samym czasie ulega rozkladowi, zwegleniu i spaleniu alkohol po¬ liwinylowy wprowadzony jako skladnik zawiesiny 30 35 tlenków. W drugim okresie obróbki termicznej istotnej dla danego pólprzewodnikowego materia¬ lu oporowego nastepuje synteza odpowiednich zwiazków typu spinel. Koncowa temperatura spie¬ kania mieszaniny tlenków manganu i kobaltu wy¬ nosi od 1150 do 1250°C.Opisany sposób ulozenia elementów miedzy dwiema plytami z ceramiki wysokoglinowej za¬ pewnia spiekanym elementom swobodne spiekanie i dostatecznie plaska powierzchnie po obróbce ter¬ micznej.Wykonane w powyzszy sposób pólprzewodniko¬ we elementy oporowe grubosci 10 do 20 mikronów wykazuja duza jednorodnosc budowy i bardzo ko¬ rzystne parametry elektryczne np.: opór powierz¬ chni elementu IX1 mm Przy grubosci 15 mikro- kronów jest równy w 25°C 1 Mom, wspólczynnik temperaturowy opornosci w 25°C — 4,6%/°C, ge¬ stosc mocy szumów nie wieksza od 2 • 10—20 W/Hz przy czestotliwosci 800 Hz. Wykonany z tych ele¬ mentów termistorowy detektor podczerwieni moze wykryc w ukladzie mostka Wheatstone'a z galwa- nometrem 1,1 X 10_9 A/dz moce rzedu 7 • 10—8 W.W zakresie fal 1,3 do 24 mikronów nie wykazuje orr selektywnosci. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania bardzo cienkich elementów ceramicznych grubosci ponizej 100 mikronów, po¬ legajacy na nakladaniu bardzo cienkiej warstwy z materialu ceramicznego na elastyczna folie orga¬ niczna, cieciu folii organicznej z naniesiona war¬ stwa ceramiczna na odpowiedniej wielkosci ele¬ menty, wypalaniu wycietych elementów miedzy porowatymi plytami ceramicznymi, znamienny tym, ze wyciete elementy (2) stanowiace warstwe cera¬ miczna wraz z podlozem w postaci folii organicz¬ nej np. folii polietylenowej, umieszcza sie na poro¬ watej plycie ceramicznej (4), gdzie dodatkowo ukla¬ da sie podkladki (3) o wiekszej grubosci od spieka¬ nych elementów (2), a nastepnie naklada sie górna porowata plyte ceramiczna (1), która spoczywa na podkladkach (3) i nie naciska na spiekane elemen¬ ty (2), po czym ulozone elementy poddaje sie ob¬ róbce termicznej, podczas której podloze z folii or¬ ganicznej topi sie, wsiaka w porowata plyte cera¬ miczna, gdzie spala sie nie niszczac spiekanej cien¬ kiej warstwy ceramicznej. ZG „Ruch" \V-vva, zam. 1773-64 r.&kiad 4C0 egz. PL