СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ТИТАНА БАРИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО НИОБИЕМ Российский патент 1996 года по МПК H01C7/02 

Описание патента на изобретение RU2060566C1

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления терморезисторов с положительным коэффициентом сопротивления (ПТКС) позисторов.

Известен способ получения полупроводникового керамического материала для терморезисторов с ПТКС путем смешивания сырьевых компонентов, предварительного обжига, измельчения спека мокрым способом и введения легирующих добавок во время измельчения в виде оксидов редкоземельных элементов или ниобия, сурьмы, висмута, иттрия (см. Сб. Полупроводники на основе титаната бария (перевод с японского). М. Энергоиздат, 1982, с. 171-176).

Известен также способ получения полупроводникового керамического материала на основе титаната бария по патенту Японии N 55-16521, когда вместе с легирующей добавкой (или после нее) на стадии мокрого помола спека вводят дополнительно оксиды марганца и кремния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является известный способ получения полупроводникового керамического материала для терморезисторов с ПТКС [1] По этому способу готовят смесь оксидов титана (TiO2), ниобия (Nb2O5) и углекислого бария (ВаСО3), взятых в соотношении соответственно составу твердого раствора BaTi1-xNbxO3, где х 0,001-0,005 ат. путем мокрого размола и перемешивания в шаровой мельнице, затем проводят предварительный обжиг, мокрое измельчение полученного спека.

Однако позисторы в партии одного номинала, изготовленные из известного полупроводникового керамического материала, полученного известным способом, имеют большой разброс электрического сопротивления ρ20oC при комнатной температуре, в том числе из-за узкого интервала концентрации легирующего элемента, вызывающего переход титаната бария в полу- проводниковое состояние, невысокие значения максимального ПТКС αTmax и температурного скачка электрического сопротивления Δ lg ρ.

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе производят мокрое смешивание сырьевых компонентов в количестве, соответствующем формульному составу твердого раствора, их предварительный обжиг, измельчение спека мокрым способом и введение раствора пентаметилата ниобия в метаноле из расчета получения твердого раствора вида BaTi1-xNbxO3, где х 0,1-0,2 ат. и в процессе перемешивания добавляют раствор аммиака.

Способ осуществляют следующим образом. В качестве сыpьевых компонентов берут высушенные ВаСО3 70,8 мас. и TiO2 29,2 мас. Затем их смешивают мокрым способом в шаровой мельнице. После сушки шихту прокаливают на воздухе при температуре 1100-1150оС в течение 3 ч, полученный спек вновь измельчают тем же способом, при этом вводят в него в качестве легирующей добавки раствор пентаметилата ниобия (Nb(KCH3)5 в метаноле, а затем, продолжая перемешивание, добавляют раствор аммиака (NH4OH). При этом происходит процесс гидролиза и в суспензии шихты накапливается гидроокись ниобия (NbO(OH)3), равномерно распределенная в перемешиваемом составе.

Были изготовлены несколько керамических полупроводниковых материалов состава BaTi1-xNbxO3, в которых х изменяли от 0,025 до 0,3 ат. Из этих материалов прессовали заготовки для терморезисторов в виде дисков диаметром 10-12 мм и высотой 2-3 мм. Заготовки подвергали окончательному обжигу по известному режиму. Плоские поверхности образцов затем шлифовали и наносили на них медно-никелевые электроды методом испарения в вакууме. Изготовленные терморезисторы подвергали испытаниям по известной методике.

Полученные результаты сведены в таблицу, в которую для сравнения включены характеристики позисторов, изготовленных по способу-прототипу.

Как видно из таблицы, введение в титанат бария легирующей добавки ниобия в количествах от 0,1 до 0,2 ат. обеспечивает получение высоких значений температурного коэффициента сопротивления αTmax 34,5-40,3% При этом удельное электрическое сопротивление ρ20oC материала остается достаточно низким (2,4-3,8)·101 Ом·м, а скачок удельного электрического сопротивления Δ lg ρ повышается до 3,2-3,9, т.е. вдвое, по сравнению с прототипом. Введение ниобия в количествах меньше 0,1 ат. и больше 0,2 ат. приводит к резкому увеличению удельного электрического сопротивления ρ20oC и к исчезновению положительного температурного коэффициента сопротивления αT, а также к уменьшению разброса величины номинального электрического сопротивления позисторов, что позволяет увеличить выход годных позисторов.

Похожие патенты RU2060566C1

название год авторы номер документа
Способ изготовления позисторов на основе титаната бария 1988
  • Андреев Ю.В.
  • Маркевич И.В.
  • Соловьева Е.Н.
SU1600560A1
ШИХТА ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ТЕРМОРЕЗИСТОРОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ НЕЕ 2002
  • Костомаров Сергей Владимирович
  • Филипповская Нина Петровна
  • Демчук Инна Николаевна
RU2259335C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЗИСТОРНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА БАРИЯ 1991
  • Колчин В.В.
  • Балашова Е.М.
  • Сазонова И.С.
  • Просекова И.В.
RU2008296C1
Полупроводниковый керамический материал 1990
  • Гольцов Юрий Иванович
  • Шпак Лидия Алексеевна
  • Раевский Игорь Павлович
  • Суровяк Зигмунд
  • Юркевич Витолд Эдуардович
SU1730080A1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЗИСТОРОВ 1988
  • Раевский И.П.
  • Малицкая М.А.
  • Шпак Л.А.
  • Попов Ю.М.
  • Лисицына С.О.
  • Полтавцев В.Г.
RU1574094C
ШИХТА КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОЗИСТОРОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ИЗ НЕЕ 2002
  • Ильющенко Дмитрий Александрович
  • Костомаров Сергей Владимирович
RU2259334C2
Термочувствительный керамический материал 1985
  • Корякова Зинаида Васильевна
  • Хрящева Вера Георгиевна
  • Евдокимова Людмила Алексеевна
  • Политова Екатерина Дмитриевна
SU1330116A1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 1994
  • Вусевкер Ю.А.
  • Гольцов Ю.И.
  • Панич А.Е.
  • Шпак Л.А.
RU2079914C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2004
  • Палчаев Даир Каирович
  • Мурлиев Арсен Камильевич
RU2279729C2
КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 1991
  • Костомаров Сергей Владимирович[By]
  • Егоров Леонид Ильич[By]
  • Филоненко Валерий Иванович[By]
  • Самойлов Владимир Васильевич[By]
RU2023706C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 060 566 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ТИТАНА БАРИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО НИОБИЕМ

Использование: в электронной технике для изготовления терморезисторов с положительным коэффициентом сопротивления (ПТКС) - позисторов. Сущность изобретения: в способе производят мокрое смешивание сырьевых компонентов в количествах, соответствующих формульному составу твердого раствора, их предварительный обжиг, измельчение спека мокрым способом и введение раствора пентаметилата ниобия в метаноле из расчета получения твердого раствора вида BaTi1-xNbxO3, где x-0,1 - 0,2 ат.%, и в процессе перемешивания добавляют раствор аммиака. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 060 566 C1

Способ получения полупроводникового керамического материала на основе титаната бария, легированного ниобием, включающий мокрое смешивание сырьевых компонентов в количествах, соответствующих стехиометрическому составу твердого раствора, их предварительный обжиг, измельчение спека мокрым способом и введение легирующей добавки, отличающийся тем, что в качестве легирующей добавки используют раствор пентаметилата ниобия в метаноле в количестве, соответствующем составу твердого раствора, отвечающего общей химической формуле BaTi1-xNbxO3, где x 0,1 0,2 ат. и при последующем очередном перемешивании добавляют раствор аммиака.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2060566C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Saburio, Phys
Soc
Japan, N 14, 1959.

RU 2 060 566 C1

Авторы

Белозеров В.В.

Гольцов Ю.И.

Кулешова Т.В.

Шпак Л.А.

Юркевич В.Э.

Даты

1996-05-20Публикация

1992-05-07Подача