RU2073274C1 - Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления - Google Patents
Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2073274C1 RU2073274C1 RU92001896A RU92001896A RU2073274C1 RU 2073274 C1 RU2073274 C1 RU 2073274C1 RU 92001896 A RU92001896 A RU 92001896A RU 92001896 A RU92001896 A RU 92001896A RU 2073274 C1 RU2073274 C1 RU 2073274C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistance
- thermosensitive resistors
- negative
- ohm
- temperature coefficient
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиоэлектронной техники и может быть использовано для изготовления терморезисторов (ТР) с отрицательным ТКС различного конструктивного исполнения и функционального назначения. Предложенный материал, обладая повышенной стойкостью к тепловым и электрическим нагрузкам, обеспечивает широкие пределы значений удельного сопротивления от единиц до тысяч Ом•см при отрицательном (ТКС25) не менее 3,4%/К. Указанные электрические параметры, согласно изобретению, обеспечиваются тем, что в качестве материала ТР использован твердый раствор со структурой кристаллической решетки типа шпинели, отвечающий формуле:
CO3-x-y-zMnzMyCrxO4,
где М - один из ряда Сu, Fe, Mg; 0,9≅z<1,5,0<y≅0,5,0<x<0,2, причем х+y+z≅2. Применение материала позволяет, в частности, изготовить мощные дисковые ТР с номинальным сопротивлением от 0,5 Ом до ед. кОм при отрицательном (ТКС25), не менее 3,4%/К, предназначенных для защиты от пусковых токов импульсных источников питания, источников питания мониторов и дискетов с ЭЛТ, цветных телевизоров, видеомагнитофонов, ламп накаливания и других сильноточных устройств. 1 табл.
CO3-x-y-zMnzMyCrxO4,
где М - один из ряда Сu, Fe, Mg; 0,9≅z<1,5,0<y≅0,5,0<x<0,2, причем х+y+z≅2. Применение материала позволяет, в частности, изготовить мощные дисковые ТР с номинальным сопротивлением от 0,5 Ом до ед. кОм при отрицательном (ТКС25), не менее 3,4%/К, предназначенных для защиты от пусковых токов импульсных источников питания, источников питания мониторов и дискетов с ЭЛТ, цветных телевизоров, видеомагнитофонов, ламп накаливания и других сильноточных устройств. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при разработке и изготовлении терморезисторов (ТР) с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС).
ТР широко используются в технике в режимах слабых и сильных токов. К числу сильноточных применений ТР относится их возможное использование в качестве пусковых элементов.
Широко известны и применяются для массового производства различных типов ТР полупроводниковые материалы на основе двойных и тройных окислов марганца, кобальта, никеля и меди [1]
Большая номенклатура составов позволяет в широких пределах варьировать удельное сопротивление от единиц до 106 Ом.см. при ТКС25 от -2 до -(5oC6)% /К.
Большая номенклатура составов позволяет в широких пределах варьировать удельное сопротивление от единиц до 106 Ом.см. при ТКС25 от -2 до -(5oC6)% /К.
Однако, при этом соблюдается закономерность: большой ТКС соответствует материалам с большим ρ25; чем меньше ρ25; тем меньше ТКС. Для материалов c /TKC25/≥3,4%/K-ρ25>103Oм•cм.. Кроме того, эти материалы, как правило, неоднофазны, что заметно снижает стойкость керамики, спеченной из этих материалов, и электрическим и тепловым нагрузкам.
Известен материал для ТР со структурой кристаллической решетки типа шпинели, выполненный в виде твердого раствора содержащего марганец и катионы, выбранные из ряда кобальт, никель, медь, хром и цинк [2]
Недостатком этого материала является относительно высокое удельное сопротивление составов с большим ТКС (ρ25>5000 Oм•cм.) В том случае, когда удельное сопротивление мало (ρ25<15 Oм•cм.) ТКС снижается до недопустимо малых значений [(ТКС25)<3,4%К] В качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности к изобретению, выбран материал, выполненный в виде твердого раствора с кристаллической структурой типа шпинели, с общей формулой:
Co3-x-y-zNixCuyMnzO4, (1)
где 0,05≅x≅0,40
0,01≅y≅0,50
0,95≅z≅1,50, причем x+y+z≅2. (3)
Обладая достаточно высоким ТКС, необходимой стойкостью керамики к тепловым и электрическим нагрузкам, материал-прототип не охватывает всего спектра номинальных значений ρ25, необходимых для производства серии ТР, предназначенных для пусковых защитных элементов.
Недостатком этого материала является относительно высокое удельное сопротивление составов с большим ТКС (ρ25>5000 Oм•cм.) В том случае, когда удельное сопротивление мало (ρ25<15 Oм•cм.) ТКС снижается до недопустимо малых значений [(ТКС25)<3,4%К] В качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности к изобретению, выбран материал, выполненный в виде твердого раствора с кристаллической структурой типа шпинели, с общей формулой:
Co3-x-y-zNixCuyMnzO4, (1)
где 0,05≅x≅0,40
0,01≅y≅0,50
0,95≅z≅1,50, причем x+y+z≅2. (3)
Обладая достаточно высоким ТКС, необходимой стойкостью керамики к тепловым и электрическим нагрузкам, материал-прототип не охватывает всего спектра номинальных значений ρ25, необходимых для производства серии ТР, предназначенных для пусковых защитных элементов.
Настоящее изобретение решает задачу по созданию материала, обладающего стойкостью к тепловым и электрическим нагрузкам, обеспечивающего широкие пределы значений удельного сопротивления от ≈10 Ом.см. до ≈ ед. кОм. см. при отрицательном (ТКС25)≥3,45%К.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый материал, выполненный в виде твердого раствора с кристаллической структурой типа шпинели, содержащей катионы кобальта и марганца дополнительно содержит хром и катион, выбранный из ряда медь, железо, магний, с общей формулой:
CO3-x-y-zMnzMyCrxO4, (2)
где М один из ряда Сu, Fe, Mg.
CO3-x-y-zMnzMyCrxO4, (2)
где М один из ряда Сu, Fe, Mg.
0,9≅z≅1,5
0<y≅0,5
0<x≅0,2, причем х+y+z≅2.
0<y≅0,5
0<x≅0,2, причем х+y+z≅2.
Заявленный материал образует ряд твердых растворов со структурой кристаллической решетки типа кубической шпинели, его удельное сопротивление целиком определяется катионным составом и лежит в расширенных, по сравнению с прототипом, пределах при одновременном увеличении значения ТКС. Примеры зависимости электрических свойств от катионного состава заявляемого материала приведены в таблице.
В качестве исходных материалов используют углекислые соли кобальта, меди и марганца, окислы хрома, магния и железа.
Исходные реактивы в соответствии со структурой формулой смешиваются, подвергаются предварительному синтезу при 700oC, а затем высокотемпературному обжигу при 1150-1250oC.
Рентгенофазовый анализ подтверждает образование однофазного материала с кристаллической структурой типа кубической шпинели.
В качестве примера конкретного исполнения рассмотрим состав, отвечающий средним значением содержания компонентов:
CO1,35Mn1,30Cu0,30Cr0,05 (3)
Для получения состава по формуле (3) берут 154,19 г углекислого основного кобальта ГОСТ 5407-78; 161,11 г марганца углекислого основного ГОСТ 7205-77; 34,11 г меди углекислой основной ГОСТ 8927-71; 3,64 г окиси хрома ТУ 6-09-4272-76. Реактивы смешивают в шаровой мельнице "мокрым" способом в течение 20 час. Полученную смесь высушивают в термостате при 100-120oC. Высушенный порошок подвергают изотермическому обжигу (предварительный синтез) в течение 4 часов, охлаждают в режиме естественного остывания печи. После этого материал вновь подвергают "мокрому" помолу в течение 20 часов и высушивают при 100-120oC. Для приготовления пресс-порошка шихту смешивают с органической связкой (5% -раствор поливинилового спирта) в количестве 20% от веса шихты. Из пресс-порошка методом прессования изготавливают заготовки терморезисторов необходимой формы и размеров. Заготовки обжигают при 1050oC в течение 2 часов. После высокотемпературного синтеза материал представляет собой практически однофазный твердый раствор со структурой кристаллической решетки типа кубической шпинели. Его ρ25= 25 Oм•cм. при ТКС25=-3,49%/К.
CO1,35Mn1,30Cu0,30Cr0,05 (3)
Для получения состава по формуле (3) берут 154,19 г углекислого основного кобальта ГОСТ 5407-78; 161,11 г марганца углекислого основного ГОСТ 7205-77; 34,11 г меди углекислой основной ГОСТ 8927-71; 3,64 г окиси хрома ТУ 6-09-4272-76. Реактивы смешивают в шаровой мельнице "мокрым" способом в течение 20 час. Полученную смесь высушивают в термостате при 100-120oC. Высушенный порошок подвергают изотермическому обжигу (предварительный синтез) в течение 4 часов, охлаждают в режиме естественного остывания печи. После этого материал вновь подвергают "мокрому" помолу в течение 20 часов и высушивают при 100-120oC. Для приготовления пресс-порошка шихту смешивают с органической связкой (5% -раствор поливинилового спирта) в количестве 20% от веса шихты. Из пресс-порошка методом прессования изготавливают заготовки терморезисторов необходимой формы и размеров. Заготовки обжигают при 1050oC в течение 2 часов. После высокотемпературного синтеза материал представляет собой практически однофазный твердый раствор со структурой кристаллической решетки типа кубической шпинели. Его ρ25= 25 Oм•cм. при ТКС25=-3,49%/К.
Изобретение может быть применено для изготовления всевозможных типов ТР с широким спектром электрических параметров и в различном конструктивном оформлении. В частности, он может быть использован для производства мощных дисковых ТР с номинальным сопротивлением от 0,5 до единиц кОм при отрицательном , предназначенных для защиты от пусковых токов импульсных источников питания, источников питания мониторов и дисплеев с электронно-лучевыми трубками, цветных телевизоров, видеомагнитофонов, ламп накаливания и других сильноточных устройств.
Claims (1)
- Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), выполненный в виде твердого раствора с кристаллической структурой, типа шпинели, содержащей катионы кобальта и марганца, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хром и катион, выбранный из ряда: медь, железо, магний с общей формулой
Co3 - x - y - z Mnz My CrxO4,
где М один из ряда Cu, Fe, Mg;
0,9≅z≅1,5;
0<y≅0,5;
0<x≅0,2,
причем x+y+z≅2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92001896A RU2073274C1 (ru) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92001896A RU2073274C1 (ru) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92001896A RU92001896A (ru) | 1996-10-10 |
RU2073274C1 true RU2073274C1 (ru) | 1997-02-10 |
Family
ID=20130880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92001896A RU2073274C1 (ru) | 1992-10-15 | 1992-10-15 | Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2073274C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556876C1 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Терморезистивный материал на основе асфальта пропановой деасфальтизации |
RU2767488C1 (ru) * | 2020-12-28 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» | Материал для терморезистора |
-
1992
- 1992-10-15 RU RU92001896A patent/RU2073274C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Шефтель И.Г. Терморезисторы.- М.: Наука, 1973, с.91-110. 2. Патент Франции N 2582851, кл. H 01 B 1/08, 1996. 3. Авторское свидетельство СССР N 1817603, кл. H 01 C 7/04, 1991. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556876C1 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Терморезистивный материал на основе асфальта пропановой деасфальтизации |
RU2767488C1 (ru) * | 2020-12-28 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» | Материал для терморезистора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0641749B1 (en) | Porous sintered bodies and solid oxide fuel cells using such porous sintered bodies as air electrodes | |
EP2966050A1 (en) | Semiconductor ceramic composition and ptc thermistor | |
EP0455277B1 (en) | Aluminum nitride sintered body and preparation thereof | |
RU2073274C1 (ru) | Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления | |
KR940001710B1 (ko) | 질화알루미늄 분말 및 그 제조법 | |
US5976421A (en) | Indium-containing, oxide-ceramic thermistor | |
JP3541549B2 (ja) | 高温用熱電材料およびその製造方法 | |
JP3089301B1 (ja) | 熱電変換材料及び複合酸化物焼結体の製造方法 | |
US3925261A (en) | Exponential resistance material and method of manufacturing same | |
US20050121066A1 (en) | Figure of merit in Ytterbium-Aluminum-manganese intermetallic thermoelectric and method of preparation | |
RU2042220C1 (ru) | Материал для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления | |
KR0132158B1 (ko) | 저온형 NTC 써미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor : 감온 온도 센서)의 저온 제조방법 및 그 조성물 | |
JP2647347B2 (ja) | 窒化アルミニウム焼結体放熱板の製造方法 | |
KR20000025229A (ko) | 메카니칼그라인딩법에 의한 열전재료 제조방법 | |
EP0444877A2 (en) | Electrical resistor element | |
JPH0333055A (ja) | 酸化物超電導材料とその製造方法 | |
JP2003282968A (ja) | 酸化物熱電変換材料 | |
WO1991003426A1 (en) | Superconducting material and production thereof | |
JPH03141611A (ja) | 微粒組織Mn―Znフェライト材料及びその製造方法 | |
JP2002203994A (ja) | 熱電変換材料の製造方法 | |
SU1138838A1 (ru) | Материал дл терморезисторов | |
JPH05226137A (ja) | 酸化物磁性体材料およびその製造方法 | |
JPH0677009A (ja) | 厚膜サーミスタ組成物及びその製造方法並びにこの組成 物を用いた厚膜サーミスタ及びその製造方法 | |
JPH09307147A (ja) | 熱電変換素子の製造方法 | |
JPH03290321A (ja) | 超電導材料の製造方法 |