Способ изготовления позисторов на основе титаната бария

Способ изготовления позисторов на основе титаната бария

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО103 СОИЕТСИИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН иЛОа> 1

А1 (51) 5 H 01 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧ НЕБЫТИЯМ

OPH ГКНТ СССР (46) 30.06. 92. Бюл. ¹ 24 (21) 4491425/21 (22) 10. 10. 88 (22) Ю.В.Андреев, И.В.Маркевич и Е.Н.Соловьева (53) 621.316.8(088.8), (56) Патент США № 3975307, кл. Н 01 В 1/08, 1976, Патент США N 3997479, кл. Н 01 В I/08,,1976о (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЗИСТОРОВ

НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА БАРИЯ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использонано при разработке и промышпенном выпуске терморезисторов с положитепьИзобретение относится к радиоэлек,тронике и. может быть использонано при разработке и промышленном выпуске термореэисторон с положительным температурным коэффициентом соцротивления (ПТКС) — позисторов.

Целью изобретения является повышение величины положительного температурного коэффициента сопротивлейия без увеличения значений удельного сопротивления н усложнения состава материала керамики, Физико-химические предпосылки предлагаемого способа заключаются в возможности образования промежуточных продуктов взаимодействия легиру дцих примесей: Y <

7 Nb)g О yg и их. смеси. Образонанне промежуточных соединений способствует повыпению скорости диффузии примесей в ВаТ О (низкие значения

- 24-92 ным температурным коэффициентом сопротивления — познсторов. Цель изобретения — повышение величины положительного температурного коэффициента сопротивления без увеличения значений удельного сопротивления и усложнения состава материала. Способ изготовления позисторов включает приготовление шихты, введение легирую- щей добавки в виде сппава оксидов ниобия и иттрия при следующем соотно" шенин компонентов МЬ О /7 Оэ — I:88: I . Использование предлагаемого способа позволяет повысить выход годных. 1 табл. при некотором снижении температуры обжига) и формированию окисных фаэ на границе кристаллитов (понышение

I1TKC) В данном случае и Y, и Nb выполняют функцию донорон, занимая узлы атомов соответственно н подре2+ Т 4+

Существенным является также тот факт, что использование этого принципа направлено на упрощение (отсутствие комплекса специальных добавок), а не на усложнение состава ма" териала.

Технология изготовления лоэисторов по предлагаемому способу имеет следующую последовательность:

Компоненты для синтеза керамики

BaTiO> или твердых растворов типа

Ba +„Sr> TiO и Ва, РЬ g Ti03 расчет- . ного состава берут в виде промышлен1б 02254 но выпускаемых ВаСО, Т10, БгСО

PbTi0> марки х.ч,., Сплавы типа Nb>0> — Y O приготавливаются предварительно путем обжига смеси окислов при 1150 С в течение

2 ч, Смешивание компонентов шихть1 производят "мокрым" способом в воде в шаровой мельнице с последующей суш- 1О кой порошка при 130-150 С.

Синтез материала проводят на воздухе при 1150 - 1200 С, в течение .

2 ч.

Обжиг прессованных образцов задан- 15 ной конфигурации выполняют при 12б01380 С в течение 1 ч. Скорость охлаждения образцов от температуры обжига составляет 100 - 150 град./ч.

Электроды дпя измерения электри- 20 ческих параметуов наносят в виде эвтектики Хп"Са.

В конкретных примерах реализации предлагаемого способа приведены составы материалов позисторной керамики с различным мольным соотношением легирующих добавок при их суммарной концентрации, равной О,l,мас,% (cM. таблицу), В описании же приведены данные в соответствии с описанием 30 аналогов и двух вариантов прототипа (с Та или ИЬ), а также совокупность значений, и ПТКС-позисторов из

BaTiO> и его твердых растворов со свинцом и стронцием при различном, соотношении Nb>0< и У О в сплаве.

Основные выводы.по полученным ре" зультатам можно изложить следующим образом. П.п. 1 и 2 таблицы соответственно характеризуют свойства позисторов из Ва РЬ о TiO, легированного 0,1 мол.% Y О с добавками Та или Nb (прототип) и позисторов из BaTiO> легированного Nb О или

Yz03 с комплексом добавок (аналог). .Необходимо при этом еще раз подчеркнуть, что в прототипе рассматриваются позисторы только из свинецсодержащей керамики, в которую вводятся

Nb или Та Для уменьшения потерь свин- ца при обжиге керамики. Лучшие результаты по аналогу и прототипу Р

12 Ом см,, llTKC = 15% /С.

П.я. 3-5 таблицы характеризуют условия обжига и параметры позисторов из керамик состава BaTiOy, Ва .< $г Т10п

Ва„< Pb

МЬ O /Y,О в сплаве, равном 8: !. Видно, что при значениях удельного со противления одного порядка с прототипом и аналогом для основного матеб риала BaT>Oq достигнуто значение

ПТКС = 55%/ С. Для твердых растворов со стронцием и свинцом эта величина

У как и должно быть, несколько ниже, однако существенно превышает значения, приведенные в описании прототипа и аналогов.

Далее (п.п. 6-1!) в таблице приведень1 аналогичные данные для позисторов, легированных сплавами Nb О

2 5

У<0з при соотношении компонентов,равном 1:1 и 1:8, а- также результаты измерений их параметров при запредельных (п.п. I g-17) значениях соотношения Nb u Y в сплавах.

Общий вывод по таблице, важный при использовании материала для конкретных целей, заключается в следующем.

При соотношении ИЬ О /Y O c l в большей степени снижается 0, в мень-, > 25 э шей степени повьппается ПТКС, При соотношении Nb О -/У Оз > 1 в большей степени повьппается ИТКС, величина р снижается незначительно или остается неизменной.

При соотношении Nb О /У О =! по эисторы обладают оптимальным сочетанием параметров р и ПТКС, При запредельном соотношении

ИЬпО /У<0 роисходит повышение

Т,„ц„о материала до 1350-1420 С и снижение величины IITI(C до 12-20%/ С.

При использовании предлагаемого способа максимальная температура обжига образцов из BaTi0 и Ha„ „ РЬ„TiO,, нв превышает 1280-1300ОС. Способ применим к стронцийсодержащим материалам, для которых характерны самые высокие температуры обжига (1380

1400 С). При использовании предлагаемого способа температура обжига керамики состава Ваоп Br > TiO з не превышает !350-!380 С, Технический эффект m предлагаемого Способа заключается в том, что увеличение ПТКС до 55%/ С повышает так" тико-технические параметры, систем, использующих поэисторы для контроля и стабилизации температуры. Экономический эффект может быть реализован эа счет увеличения технологическогозапаса по величине IITKC а значит эа счет повьппения выхода годных.

S 1б02254 d и з о б р е т е н и я электродов, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения величины положительного температурного ко1эффициента сопротивления, введение оксидов ниобия и иттрия осуществляют в виде сплава при следующем соотношении компонентов МЬ20 /Y OB - 1!88! 1.

Формула

Способ изготовления позисторов на основе титаната бария, включающий приготовление шихты,введение легирующей добавки, содержащей окснды ш»о бия и нттрия, смешивание компонен" тов, обжиг, прессование и нанесение

»

Состав легируюо!ей примеси т,„,, „, пткс С 0 ° и Х/рщ

9111 пп ице« рация гирую» и приск ° ас. Х

Состав основного материала ое ооткоекие егиру" кщей риме0,2 мас.X Ta О,! ат.Х 1300 85

Y O

О,I нас.Х !»Ь

«к»

0,125

О,!

" аналог

8 ° 1

1:8. 9:!

1:9

Составитель Ю. Кондрахнна, Редактор М.Кузнецова Техред Л.Сердюкова Корректор gagee "

Заказ 2815 Тираж 220 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ".Патент", r.Óæãoðoät ул. Гагарина, 101

2.

3.

4а

5, 6.

74

8.

9, 10.

114

l2.

13 ° !

4 °

15.

16.

l 7.

Ваооо» РЬоо T»O» + (прототип)

Ва РЬо TiOs + (прототип)

BaTiO» с добавками

Ват10%

Ва 11а Sr О Т10 »

Ва о о» РЬ дот TiOs

BaTiO s

Ва e,g ВГ оО Т10 ъ

Bets РЬо,о» TiO>

ВатдО»

Ва о g Вго е Т10

Ва о,»» РЬ007 TiO»

BaTiO s

Ва о,а Sr о,а TiO s

Ва „ » РЬ о о, TiO s

BaTiO»

Ва o,aSro> TiOs

Ва» Рьо ТО»

Ч205

ИЬ» О о /Ч О о

«Й н

1»Ь,О/Y O s «11 и

Nb<07>

Nb 0ЧоОо>

I°

11

II

tI

II

«11» к

tl

«к» к

It

I1

II к

1300 12

1300 70

1300 40 .137О 40

1300 40

1300 30

1360 . 30 .1300 30

1280. 20

l 350 20

1280 20

1350 40

1400 40

1 350 40

1380 20

1420 20

1380 20

35 .50

,30

l5

18 !

12