Utilizare: în tehnologia electronică pentru fabricarea de termistori cu un coeficient de rezistență la temperatură pozitiv. REZUMATUL INVENȚIEI: Material posistor semiconductor (PM) conține (în greutate%): PbO 67,38 - 67,68; Nb205 19,80 - 19,93; Fe2O3 9,74 - 9,8; Ti02 2,46-2,55; B2O3 0,064 - 0,260; Al2O3 0,009-0,038; Si02 0,024-0,098; BaO 0.033-.134, în care o parte a componentelor într-o cantitate de .22-0.88% în greutate este introdus în ea în formă de sticlă pre-aliată din următoarea compoziție (% în greutate.): PbO 22,83 ;. B2O3, 29,74; Al2O3, 4,26; Si02 11,17; BaO, 15,33; Ti02 16,67; PM preparate prin tehnici ceramice convenționale de pornire oxizi tehnic clasele de calcinare la 650 ° C timp de 4 ore într-un porțelan de măcinare tambur, elemente de turnare și sinterizate timp de 2 h la 1050 ° C. Materialul are o rezistență electrică ridicată, densitate de putere și parametrii de stabilitate elemente ceramice în procesul de funcționare a acestora. 100 - - puterea elementului de încălzire 10 x 2,5 mm Pornind de 120 W, timp pentru a atinge temperatura maximă de funcționare (280 ° C) 15 - 20, puterea de lucru după stabilizarea temperaturii în condițiile staționare cu 3 - 5 W, posibila tensiunea de funcționare de 24-220 B. Schimbarea valorilor rezistivității la 20 o C, efectul posistor și puterea după 1000 de cicluri de ciclu termic nu depășește 0,5; 4; 4%, respectiv. 2-il. 2 tab.
Invenția se referă la materialele semiconductoare utilizate în ingineria electronică pentru fabricarea termistoarelor cu coeficientul de temperatură de rezistență pozitiv (PTC), în special pentru elementele de încălzire cu auto-reglare a poziționării aparatelor electrice de uz casnic.
De regulă, pentru fabricarea termistoare PTC materiale de bariu utilizat titanatului gaz pozitionate [1, 2] Recent, cu toate acestea, atenția a atras plumb ferroniobat feroelectric PbFe0,5 Nb0,5 O3 (FNS), care este o bază promițătoare pentru producția de semiconductori materiale PTC [3] in general, materialele din grup necesită cantități mici de elemente de aliere și permit utilizarea în fabricarea lor începând reactivi de grad tehnic, care este o condiție majoră pentru reducerea costului produs final oimosti (în fabricarea materialelor PTC bazate pe VaTiO3 folosesc „de înaltă puritate“ reactivi de grad).
Principalele dezavantaje ale acestui material includ prelucrabilitate redus și o dependență puternică a proprietăților privind condițiile de preparare a [4] Cel mai aproape în esență tehnică cu cea revendicată este un material bazat pe ferroniobata plumb cu adaosuri de oxid de titan (FNTS) a primit prototipul [3] Acest material conține (în greutate): PbO 67,78; Fe2O3, 9,82; Nb2) 05, 19,98; TiO2 2,42, ceea ce corespunde cu formula structurală Pb (Fe0,405 Nb0,495 Ti01) O> 3.
Un dezavantaj al materialului cunoscut este rezistența electrică scăzută și puterea electrică disipată pe elementele de încălzire, precum și o temperatură relativ ridicată de sinterizare și densitate scăzută (vezi tabelul 1).
Din punctul de vedere al realizării puterii maxime disipate PTC element de încălzire plasat pe caracteristicile electrofizice și cerințele geometrice pot fi împărțite în două tipuri, în funcție de modul său de funcționare; 1) Mod de tensiune de alimentare reglabilă (U const). În acest mod de funcționare, puterea specifică maximă a posistorului este determinată de valoarea tensiunii limită de rupere: unde U este tensiunea, h este grosimea eșantionului,
și anume materialul trebuie să aibă o rezistență electrică ridicată, ceea ce va permite nu numai obținerea puterii necesare, ci și construirea elementelor de încălzire miniatură.
2) Modul de tensiune constantă de alimentare (U const). În acest caz, puterea specifică a elementului posistor va fi determinată de valoarea maximă curentă la care lucrarea elementului posistor va rămâne stabilă în regiunea PTC
N u b = E 2 / min
adică starea termică a elementului (T <Т раз, где max и min удельное сопротивление позисторного элемента при температурах Тmax и Тmin соответственно.
În același timp, puterea necesară pentru încălzirea unității de masă a unui posistor este determinată de valoare
qn = Cp (Tmax-Tmin);
unde Cp și căldura specifică și densitatea materialului posistor.
Trebuie reamintit faptul că valoarea specifică coeficientului de putere element de termistor qn asociat cu eficiența căldurii sale, care este determinată de mărimea elementului de încălzire, și anume mai subțire specimen, cu atât mai intens termistorul schimb de căldură cu radiator sau lichid de răcire (de exemplu, aer), și, în consecință, cu cât puterea electrică specifică poate disipa elementul posistor în starea de funcționare stabilă (în regiunea PTC).
Astfel, atunci când dispersate pe capacitatea electrică elemente de încălzire egale, este de preferat materialul conductor rece care are o densitate mai mare și rezistența electrică, deoarece permite crearea nu numai elemente de încălzire miniaturale care extind domeniul de utilizare a materialului PTC, dar, de asemenea, pentru a reduce consumul de material conductor rece care Favorizează în mod favorabil reducerea costului producției de ceramică.
Obiectul invenției este acela de a îmbunătăți stabilitatea caracteristicilor de performanță ale elementelor de încălzire posistor, puterea lor electrică, densitatea și puterea electrică disipată pe ele.
Acest lucru se realizează prin faptul că materialul posistor semiconductor cunoscut, incluzând PbO, Fe2O3. Nb2O5 și TiO2. introduceți suplimentar B2O3. Al2O3. SiO2 și BaO la următorul raport component (în funcție de masă):
PbO 67,38 67,68
Fe2O3 9,74 9,80
Nb2O5 19.80 19.93
TiO2 2,46 2,55
B2O3 0,064 0,260
Al2O3 0,009 0,038
Si02 0,024 0,098
BaO 0,033 0,134
materialul ceramic revendicat cuprinzând o parte a componentelor într-o cantitate de 0,22 până la 0,88% în greutate. sub formă de sticlă pre-topită cu următoarea compoziție (greutate):
PbO 22,83
B2O3 29,74
Al2O3, 4,26
Si02 11,17
BaO 15,33
Ti02 16,67
Introducerea unui aditiv de formare a sticlei în FNTC permite rezolvarea completă a sarcinii. În același timp, nu se cunoaște introducerea unei compoziții calitativ-cantitative a acestui aditiv de sticlă într-un material posistor bazat pe ferroniobat de plumb, îmbunătățind simultan caracteristicile de performanță necesare ale elementelor de încălzire.
În tabel. 1 prezintă valorile comparative ale principalelor caracteristici operaționale ale elementelor de încălzire obținute dintr-o sarcină de compoziție diferită. În tabel. 2 arată scăderea procentuală a r20. n, Nmax. unde 20 este rezistivitatea posistorului la 20 o C, n este efectul posistor, Nmax este puterea maximă. Dependența de compoziția materialului posistor al densității sale. din puterea electrică Епр. iar puterea electrică N disipată pe elementele de încălzire 10x2,5 mm este prezentată în Fig. 2 și, respectiv, în. Trebuie remarcat faptul că puterea de pornire a unui astfel de element este egală cu 100 - 120 W; timpul de setare a temperaturii maxime și a autostabilizării are loc în 15-20 s; putere disipată în modul de funcționare 3 W.
Pentru a produce materialul solicitat, materiile prime sunt utilizate sub formă de oxizi din clasa "h", "hch" sau "chda". Adaosul de sticlă se prepară prin fuziunea oxizilor necesari într-un creuzet de aluminiu la 1250 ° C timp de 3 ore, apoi este măcinat într-un tambur de porțelan și centrifugat printr-o sită 0059.
Inițial Materialul componentelor conductor rece după omogenizare umedă într-o moară cu bile și uscare la 100 120 ° C a fost sintetizat prin tehnologia ceramică convențională la 650 ° C timp de 4 h. Materialul sintetizat este zdrobit într-un tambur de porțelan și cernut printr-o sită 0059. După a semifabricatului sinterizate la 1050 ° C timp de 2 ore. Eșantioanele sunt apoi prelucrate și metalizate prin aprinderea argintului la o temperatură de 750 ° C.
Pentru a determina caracteristicile de performanță ale elementelor de încălzire, conform tehnologiei descrise mai sus au fost fabricate mostre o 10x25 mm, care au fost plasate într-o stare staționară (termostat), iar apoi pe ele a fost aplicat frecventa tensiunii de curent alternativ de 50 Hz și au fost înregistrate caracteristicile de temperatură și curent-tensiune, ale căror valori sunt folosite pentru a calcula puterea electrică, puterea electrică disipată și stabilitatea comportamentului lor după mii de cicluri de ciclism termic. Termociclurile s-au efectuat prin creșterea temperaturii de la 20 ° C la temperatura de autostabilizare atunci când o tensiune U 0,8 Umax a fost aplicată pe eșantion. unde Umax este tensiunea la care începe încălzirea ireversibilă a probei, care se termină cu defalcare termică. Densitatea elementelor ceramice a fost determinată prin metoda hidrostatică.
Din tabel. 1 și graficele din fig. 2 și arată că materialul conductor rece revendicat posedă o densitate mai mare, rezistența electrică și disipare a energiei electrice la elementele de încălzire, iar valoarea caracteristicilor operaționale ale acestora trec printr-un maxim care este atins atunci când se administrează 0,6 aditivi formatoare de sticlă.
În același timp, proprietățile optime sunt posedate de compozițiile 411, care corespund introducerii a 0,22 0,88% în greutate. faza de sticlă. Scăderea sau creșterea fazei de sticlă introdusă (compozițiile 2, 3, 12, 13) conduce la o scădere a puterii elementului de încălzire la valori caracteristice pentru materialul cunoscut.
Compararea compozițiilor 8 și 14, caracterizat prin aceea calea de administrare pornind de oxizii corespunzători compoziției fazei de sticlă (compoziție 8 oxizi introduse ca steklodobavki sintetizat; compoziția 14 sub formă de oxizi de pornire adecvate mehsmesi) favorizează în mod unic în administrarea vitros.
În intervalul indicat de adăugări de concentrație ale fazei de sticlă, materialul revendicat are o densitate de elemente de încălzire ceramice de 13 puteri disipate cu 35 A și o rezistență electrică de 37 mai mare decât cea a materialului cunoscut.
Parametrii elementelor de încălzire din materialul revendicat au o rezistență semnificativ mai mare la schimbarea lor, ca rezultat al ciclului termic prelungit (vezi tabelul 2).
Material posistor semiconductor din ceramică, incluzând PbO, Fe2O3. Nb20s și Ti02, caracterizat prin aceea că conține în plus B203. Al2O3. SiO2 și BaO cu următorul raport component, greut.
PbO 67,38 67,68
Fe2O3 9,74 9,80
Nb2O5 19.80 19.93
Ti2O2 2,46 2,55
B2O3 0,064 0,260
Al2O3 0,009 0,038
Si02 0,024 0,098
BaO 0,033 0,134
materialul cuprinzând o parte a componentelor într-o cantitate de 0,22 până la 0,88% în greutate. sub formă de sticlă pre-topită având următoarea compoziție,
Invenția se referă la artă electronică materiale și pot fi utilizate la fabricarea thermoresistive elementului (PTC) utilizat în circuitele circuitele de compensare a temperaturii pentru controlul și reglarea temperaturii și a energiei electrice, care cuprinde elementul fără contact în reglarea nivelului semnalului și multiplicatori de canal de electroni (CPP)
Invenția se referă la termometrie, în special la senzori de temperatură pentru semiconductori cu o caracteristică liniară
Invenția se referă la inginerie electrică, în special la o compoziție de polimer cuprinzând cel puțin un polimer substanțial non-conductiv și cel puțin o umplutură conductivă electric sub formă de granule, în care granulele au, de preferință, o dimensiune în intervalul de până la 1 mm, mai preferabil între 0,04 și 0,2 mm, cu un raport volumic dintre conductor și polimer, de preferință 3: 1 până la 15: 1
Invenția se referă la o compoziție de polimeri
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: