Токопроводящий материал для пленочных электронагревателей Советский патент 1977 года по МПК H05B3/12 H01B1/08 H01C7/06 

(54) ТОКОПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к материалам для реэистинного нагрева, и мо жет быть использовано в качестве нагре вателя для агрессивных и .неагрессивных сред, например кислот, растворителей, щелочей, деионизованноП воды, газов и т,д, Известен токопроводящий материал ,для пленочных электрО21агревателей, содержащий двуокись оЛЫва, легированную фтором и применяемую для изготовления нагревателей различньлх конструкций l . Его недостаток - нестабильность электротехнических параметров. Известны токопроводящие материалы, содержащие двуокись олова, легированиую сурьмой 2) , З . Из описанных токопроводящих матери алов, используемых для пленочных элект тронагревателей, по составу ингредиентов наиболее близким к предложенному материалу является материал из двуокиси олова с примесью сурьмы, содержащий одновременно два вида примесей, нарушающих стехиометрию и определяющих электропроводность: собственные примеси (, SnO.) и чужеродные примеси ) 4. Первые примеси при высокой температуре исчезают, окисляясь. Вторые устойчивы до 800-850 С. Для получения термостойких токопроводявдих пленок необходимо ввести в материал ионы сурьмы или фтора и уничтожить эв тем собственные примеси (Sn, ЬпО ) термообработкой на воздухе. Двуокись олова (SnOj) имеет полик ристаллическую структуру без выраженной ориентации, размер кристаллов 0,6 1,3 мкм. Добавки сурьмы существенно изменяют структуру пленки. При 0,5 ве. сурьмы кристаллы по форме приближаются к касситериту и приобретают ориентацию, их четверные оси перпендикуляргкы плоскости подложки. По мере увеличения содержания сур|ьNfid форма кристаллов нарушается, а их расположение становится разупорядочным. Размеры кристаллов возрастают пс мере увеличения содержания сурьма и достигают уже при 8 вес.% сурьмы 1,72,0 мкм. Это приводит к тому, что адгезия пленки к подложке, «апример стеклянной, резко ухудшается, т.е. использовать такие пленки в качестве нагревателей невозможно. Кроме того увеличение содержания сурьмы более 8 . приводит к ухудшению таких параметров пленки, как сопротивление, равномврность по толщине, однородность структуры и удельная мощность.

Цель изобретения - повышение стабильности электрофизических параметро материала.

Это достигается тем, что токопроводящий материал для пленочных электронагревателей дополнительно содержит бор при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Двуокигь олова 78,0-96,8 Сурьма3,0-20,0

Бор0,2U2,0

Бор имеет мелкокристаллическую структуру с величиной зерен не более 0,1 мкм. Добавки бора снижают скорость роста кристаллов двуокиси олова, легированной сурьмой, размер кристаллов уменьшается до 0,3-1,0 мкм. Пр одновременном введении сурьмы и бора

структура пленки определяется преобладающей примесью, а стабильность пленок зависит от отношения сурьмы к бору.

Введение в пленку мелкокристаллического бора позволяет увеличить содержание сурьмы в пленке до 20% без ухудшения адгезии и исключить указанные недостатки. Бор влияет на стабильность пленок как регулятор структуры, определяющий форму, ориентацию и размер зерен, т.е. улучшает кристаллографическую картину пленки. Кроме того, являясь высокотемпературным материалом (т.пл. 203() , бор повышает общую температуростойкость пленки .

В таблице показана зависимость основных характеристик пленок от содержания ее ингредиентов.