Резистивный материал Советский патент 1981 года по МПК H01C7/00 

(54) РЕЗИСТИВШЛЙ МАТЕРИАЛ

1 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к разработке резистивного материала на.основе токопроводящих сложных оксидов титана и редкоземельных элементов, который может быть использован, в качестве элементов электрических цепей.

Известен резистивный материал, состоящий из полуторного оксида титана , .

Недостатком известного материала является сложная температурная зависимость удельного электросопротивления, которое в интервале температур 29(1-473 К уменьшается от 1 до Ю тЭм-см и далее изменяется как у металлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резистивный материал на основе сложного оксида титана и редкоземельного элемента, ортотитанатов редкоземельных элементов, состава 1иТ10з, где LU - редкоземельный элемент, удельное электросопротивление которого при 290 К изменяется в зависимости от природы редкоземельного элемента от 810 Ом:см для LaTiOj до Ом-см для .

Однако в.ряду ортотитанатов редкоземельных элементов высокая электропроводность металлического типа характерна только для остальные соединения LuTiO-j, где Lu - редкоземельный элемент, от Се до Lu обладают более высоким удельным сопротивлением полупроводникового характера.

Цель изобретения - повышение электропроводности и расширение диапазона удельного сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что резистивный материал, содержащий окисел редкоземельного элемента; двуокись титана и ацетиленовую сажу, содержит исходные компоненты в следующих количествах, вес.%:

Окисел редкоземельного элемен58,72-66,99 та 30,69-40,78

Двуокись титана 0,3-4,53 ЛШетиленовая сажа

Предложенный резистивный матергиал получают путем спекания в вакууме смеси состоящей из диоксида титана, оксидов редкоземельных элементов и твердого углерода, используемого в качестве восстановителя Ti. Углерод берут с 15-20% избытком про тив стехиометрии. Исходный материал тщательно перемешивают, прессуют и прокаливают сначала в низком вакууме ( рт.ст.) при 1100-1200°С до прекращения выделени окиси угл.ерода, а затем в высоком вакууме ( - рт, ст.) при 1400с в течение 20-25 ч. Продукт перетирают, из него прессуют образц 1 пригодные для измерения сопротивления, которые, подвергают повторному отжигу при 1450С в течение 12-15 ч Ниже приведены конкретные пример получения резистивноцо материала предложенного состава и его характе ристики. Пример 1. 6,21 г диоксида церия ,, 4,12 г диоксида титана Т i и 0,25 г ацетиленовой сажи пере рают, таблетируют и прокаливают в вакууме рт.ст. при до полного прекращения вьщел ния окиси углерода, а затем в вакууме рт.ст,- при 1400С в течение 25 ч. Продукт перетирают, из него готовят образцы в виде параллелепипеда размером мм и подвергают дополнительному отжигу при в течение 12 ч. Получают материал состава Ceg-fiO-, содержащи 59,2 вёс.% , З,0 вес.% Т i 0 , остальное . Величина удельного сопротивления р при 290 К составляет. I-ID Ом-см. Пример 2. 7,2 г СеО, 3,4 ТiОд и 0,5 г ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1. Получа ют материал состава Ce ggTiO, содер жащий 69,4% , 0,1 riO., осталь ное с величиной удельного со противления / при 290 К равной 9-10 Ом-см. П ри ме р 3. 5,93 rPrgO, 4,11 г Т i 0/J и 0,03 г ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава Ргр-д ТЮд, содержащий 59,3% , 37,0 ,, остальное . Удельное сопротивление Р при 290 К составляет 210° Ом-см. П р им е р 4. 6,96 г Pr.jO, 3,38 г Т i и 0,25 г ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава , содержащий 69,5% Pr,, 0,1 tiO, остальное Т,0з, с величиной удельнс о сопротивления f при 290 К рав ной 1-10 Ом-см.

-3

9-10

,-ь

IlO

,-2

1-10

СеТЮз Пример 5. 5,98 г Nd,j,0, 4,06 г TiOjL и 0,03 г ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава NdojTiO , содержащий 59,8% , 36,5% TiO,., остальное , с величиной при 290 К равной 8..см. Пример 6..7,0 г , 3,40 г ТiОд и 0,25 г ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава Nd TiO-j , содержащий 70,0% , 0,1% TiO , остальное TiaO, с величиной удельного сопротивления Я при 290 К равной 1- 10 Ъм-см . Пример 7. 6,0 г 5т/2рз, 3,97 г Т10, и 0,03 г ацетиленовой обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава NdqgeTiOs,. содержащий 64,5% ,, 22,2% , остальное ЛдО-з, с величиной Р при 290 К 1-10- Ом.-см. Пример 8. 7,08 г 5пп2.0а,, 3,24 г 0,245 г ацетиленовой саяси обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава , содержащий 64,2% , 0,1%ЛО, остальное ,р при 290 К составляет 1 Ом-см. В таблице приведены значения удельного сопротивления предложенного резистивного материала состава при различных значениях X (О,7 X 1,0) и удельного сопротивления известного- резистивного материала состава LuTiO. Как следует из, таблицы, предложенные резистивные материалы на основе сложных оксидов титана и редкоземельных элементов состава Lu;(TiOg, где 0, 7 : X 1,0, обладают высокой электропроводностью металлического типа. Предлагаемый резистивный материал состава при 290 К имеет в 10-100 раз более высокую электропроводность, чем известный резистивный материал состава LuTiOj. Изменение содержания в предлагаемом резистивном материале редкоземельного металла обеспечивает расширение диапазона удельного сопротивления при сохранении одного и того же редкоземельного элемента. Так, , путем изменения X в Ns.TiOa от 1,00 до 0,8 получают материал с удельным сопротивлением при 290 К,, изменяющемся в диапазоне 1, 2-10 ОмСМ

окисел редкоземельного элемента, двуокись титана и ацетиленовую сажу, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности и расширения диапазона удельного со-, противления, он содержит исходные компоненты в следующих количествах, вёс.%:

Окисел редкоземельного элемента 58,72-66,99

Продолжение таблицы

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Базуев Г.В., Швейкин Г.П, Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1978, т. 14, вып. 2, 267 (прототип).