Полупроводниковый керамический материал Советский патент 1992 года по МПК C04B35/00 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для изготовления терморезисторов с положитель- ным температурным коэффициентом сопротивления (ПТКС).

Известен полупроводниковый керамический материал для изготовления позисто- ров, который с целью повышения рабочей температуры содержит титанат бария и добавку стекла. В качестве добавки стекла материал содержит систему оксидов бора, алюминия, бария стронция и вольфрама при следующем соотношении компонентом, мас.%: титанат бария 95,0-98,0; добавка стекла 2,0-5.0. Оксиды добавки стекла могут быть взяты в следующих количествах, мас.%: В20з 45-60; 8-10; ВаО 20-30; SrO 1Q-15 и WOa 1,15-4.

Недостатком керамического материала

является снижение ПТКС а при введении

добавки стекла в виде системы оксидов бария, стронция, алюминия и вольфрама до 4-5%/°С.

Наиболее.близким к предлагаемому является полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления, содержащий титанат бария- свинца формулы Bai-хРЬхТЮз. где х 0.4- 0,6, и легирующую добавку. Температура TL при которой начинается рост удельного электросопротивления р. составляет 250- 350°С..

Недостатками этого материала являются высокое значение температуры спекания ТСп, достигающее 1300°С, и сл.ожная технология изготовления терморезисторов.

Целью изобретения является снижение температуры спекания и упрощение технологии при сохранении высоких значений температурного коэффициента сопротивления.

VJ СО О О 00

о

Поставленная цель достигается тем, что полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления содержит титанат бария-свинца формулы Bai-хРЬхТЮз, где х 0,4-0,6, и легирующую добавку.

Согласно изобретению в качестве легирующей добавки используют стекло состава, мас.%: РЬО 65,2-76,8; В20з 15,2-25,4; AlaOa 2,7-6,7; WOa 2,3-3.8 при следующем соотношении компонентов материала, мас.%:

Bai-хРЬхТЮз. где х 0,4-0,6 93-95 Указанное стекло5-7

Роль оксидов-компонентов стекла, используемого в качестве добавки, сводится в следующему: ВаОз является стеклообразо- вателем, РвО вводится для стабилизации структурной сетки стекла, А120з повышает химическую стойкость стекла, Л/Оз переводит твердый раствор (Ва1-хРЬх)ТЮз в полупроводниковое состояние.

ОТ макс 230.3

%/°С

метра. Величину температурного коэффициента отмакс рассчитывают по формуле

ig Д ig / тЬ - т

где Ti и Та - температуры, при которых соответственно начинается и заканчивается наиболее резкий рост сопротивления образца;

10 Р и/°2 Удельное электросопротивление материала при этих температурах.

Введение в титанат бария-свинца легирующей добавки в виде стекла состава, мас.%: РО 65,2-76,8; В20з 15,2-25,4; АЬЮз

15 2,7-6,7 и WOs 2,3-3,8 в количестве 5-7 мас.% обеспечивает получение высоких значений а терморезисторов 11,5 - 15,5 %/°С. При выходе содержания компонентов в составе стекла за указанные пред20 елы, а также количества добавки стекла, в : материале происходит снижение от и A Ig а либо повышение /320 с. При этом величина Теп составляет 1200-1240°С по сравнению с

1270-1300°С у материала прототипа. Это Изобретение осуществляют следую- 25 уменьшает расход электроэнергии на прощим образом.

. Для изготовления полупроводникового керамического материала смесь карбоната бария, оксида свинца и оксида титана, взятых в соответствии с формульным составом 30 (Ва1-хРЬх)ТЮз. где х 0,4; 0,5; 0,6, прокаливают при 900-1000°С в течение 4 ч, затем измельчают и одновременно смешивают с. порошком стекла.

Для изготовления стекла смесь оксидов 35 свинца, алюминия, бора и вольфрама плавят в платиновом тигле при 1300°С в течение 1 Ч, затем, расплав выливают на стальную плиту и измельчают.

Из порошка титаната бария-гсвинца с 40 добавкой стекла прессуют заготовки терморезисторов в виде дисков диаметром 10-12 мм и высотой 2-3 мм. Заготовки обжигают при 1200-1240°С в течение 1-2 ч на воздухе, охлаждают со скоростью 100 К/ч, после чего 45 образцы остывают вместе с печью. Плоские поверхности образцов шлифуют и затем наносят измерительные электроды из AI метр- дом испарения в вакууме.

Электрическое сопротивление термо- 50 резисторов при различных температурах

изводство терморезисторов, позволяет использовать более дешевые и простые в эксплуатации печи с нихромовыми нагревателями вместо карбид-кремниевых и не требует регулирования парциального давления кислорода при обжиге элементов и применения специальных свинецсодержащих засыпок...- .Ф о р м у л а и з о б р е н и я

Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления, содержащий титанат бария- свинца формулы Вах-1РЬхТЮз, где х 0,4- 0,6, и легирующую добавку, отличающий- с я тем, что, с целью снижения температуры спекания и упрощения технологии при сохранении высоких значений температурного коэффициента сопротивления, в качестве легирующей добавки используют стекло состава, мас.%: РЬО 65,2-76.8: В20з 15,2- 25,4; 2,7-6.7; WOs 2,3-3.8, при следующем соотношении компонентов материала, мас.%:

Вз1-хРЬхТЮз, где х 0,4-0,693-95

Указанное стекло5-7

определяют методом вольтметра-ампер; Редактор Т.Лазоренко

Составитель В.Раева Техред М.Моргентал

ОТ макс 230.3

%/°С

метра. Величину температурного коэффициента отмакс рассчитывают по формуле

ig Д ig / тЬ - т

где Ti и Та - температуры, при которых соответственно начинается и заканчивается наиболее резкий рост сопротивления образца;

0 Р и/°2 Удельное электросопротивление материала при этих температурах.

Введение в титанат бария-свинца легирующей добавки в виде стекла состава, мас.%: РО 65,2-76,8; В20з 15,2-25,4; АЬЮз

5 2,7-6,7 и WOs 2,3-3,8 в количестве 5-7 мас.% обеспечивает получение высоких значений а терморезисторов 11,5 - 15,5 %/°С. При выходе содержания компонентов в составе стекла за указанные пред0 елы, а также количества добавки стекла, в : материале происходит снижение от и A Ig а либо повышение /320 с. При этом величина Теп составляет 1200-1240°С по сравнению с

1270-1300°С у материала прототипа. Это 5 уменьшает расход электроэнергии на производство терморезисторов, позволяет использовать более дешевые и простые в эксплуатации печи с нихромовыми нагревателями вместо карбид-кремниевых и не требует регулирования парциального давления кислорода при обжиге элементов и применения специальных свинецсодержащих засыпок...- .Ф о р м у л а и з о б р е н и я

Полупроводниковый керамический материал для терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления, содержащий титанат бария- свинца формулы Вах-1РЬхТЮз, где х 0,4- 0,6, и легирующую добавку, отличающий- с я тем, что, с целью снижения температуры спекания и упрощения технологии при сохранении высоких значений температурного коэффициента сопротивления, в качестве легирующей добавки используют стекло состава, мас.%: РЬО 65,2-76.8: В20з 15,2- 25,4; 2,7-6.7; WOs 2,3-3.8, при следующем соотношении компонентов материала, мас.%:

Вз1-хРЬхТЮз, где х 0,4-0,693-95

Указанное стекло5-7

Корректор Т.Палий

Использование: электронная техника, термисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Сущность изобретения: Материал содержит, мас.%: титанат бария-свинца формулы Bai-хРЬхТЮз. где х 0.4-0.6 93-95, и 5-7 стекло, содержащее, мас.%: РЬО 65,2-76,8; В20з 15,2-25.4; АЬОз 2.7-6.7; АЮз 2.3-3,8. Температура спекания материала 1200- 1240°С, сопротивление 3.1 102-8.6-103 Ом х х см, температурный коэффициент сопротивления 11,5-21,1 %/К.