Полупроводниковый керамический материал для изготовления датчиков температуры

Полупроводниковый керамический материал для изготовления датчиков температуры

Реферат

 

Изобретение относится к термометрии, в частности к полупроводниковым датчикам температуры с линейной характеристикой. Цель изобретения - повышение температурной чувствительности и предельной рабочей температуры. В керамический материал, содержащий, мас.%: оксиды бария 44,84 - 49 - 60 и олова 49,24 - 49,51, дополнительно вводят оксид гадолиния 0,89 - 5,92. Использование данного материала при изготовлении датчиков позволит повысить точность измерений и расширить возможности их применения. 1 табл.

Изобретение относится к термометрии, в частности к полупроводниковым датчикам температуры с линейной характеристикой, использующим линейную зависимость падения напряжения на датчиках из керамических полупроводниковых материалов от температуры. Целью изобретения является повышение температурной чувствительности К и предельной рабочей температуры Т₂, что позволит повысить точность измерений и расширить возможности применения датчиков. Данный материал представляет собой твердый раствор системы Ba_1-xGd_xSnO₃, где 0,01 х 0,10. Для плучения датчиков порошки СаСО₃ чда; SnO₂ чда; Gd₂O₃ хч смешивали в необходимом соотношении в фарфоровых ступках в дистиллированной воде, высушивали и обжигали в алундовых тиглях 3 ч при 1250^оС. Полученный продукт измельчали, добавляли пластификатор (3%-й раствор поливинилового спирта) и при давлении 100 МПа прессовали образцы в форме дисков диаметром 10 мм и толщиной 1,5-2 мм. Окончательный обжиг проводили в течение 2 ч при 1380^оС. Охлаждение проводили со скоростью 100-150 К/ч до 1000^оС, после чего образцы остывали вместе с печью. Из полученных образцов вырезали диски диаметром 8 мм и толщиной 1-1,5 мм, на которые испарением в вакууме наносили алюминиевые электроды. Измерения электрофизических параметров датчиков проводили в режиме медленного охлаждения образцов, помещенных в измерительную камеру. Ток в измерительной цепи поддерживался постоянным с помощью источника стабилизированного напряжения и тока Б5-50, включенного последовательно с образцом. Величина измерительного тока (1 мА) выбиралась таким образом, чтобы предотвратить саморазогрев образца за счет джоулева тепла. Величина падения напряжения на образце измерялась с помощью двухкоординатного самопишущего вольтметра Н-306. К второму входу самописца присоединялась хромельалюмелевая термопара, измерительный спай которой был плотно прижат к образцу. Результаты измерений приведены в таблице, где Т₁ и Т₂ - температуры соответственно начала и конца участка линейной зависимости падения напряжения на датчике от температуры. Оптимальными свойствами обладают составы NN 2-5. При выходе за предлагаемые границы содержания любого из компонентов свойства датчиков ухудшаются. Увеличение содержания ВаО и SnO₂ сверх предлагаемых пределов и уменьшение содержания Gd₂O₃ ниже предельных значений (состав 1) так же, как и содержание BaO и SnO₂ ниже предельных значений и увеличение содержания Gd₂O₃ сверх предлагаемого предела (состав 6), приводит к уменьшению К по сравнению с прототипом, в то время как значение Т₂ не увеличивается. Кроме того, у датчиков, изготовленных из состава 6, Т₁ повышается до 30^оС, что затрудняет использование датчиков в области комнатных температур. Датчики, изготовленные из предлагаемого материала, имеют по сравнению с прототипом в 1,1-2,6 раза более высокие значения К и на 60-70^оС более высокие значения предельной рабочей температуры Т₂ (190-200^оС). При этом температура Т₁ рабочего участка температур не превышает 20^оС, что позволяет проводить измерения, начиная с комнатных температур.

Формула изобретения

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащий оксиды бария и олова, отличающийся тем, что, с целью повышения температурной чувствительности и рабочих температур, он дополнительно содержит оксид гадолиния (III) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид бария - 44,84 - 49,60 Оксид олова - 49,24 - 49,51 Оксид гадолиния (III) - 0,89 - 5,92

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000