Félvezető kerámia pórusos anyag
Felhasználás: elektronikus technológia hőstorkutatók gyártásához, pozitív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval. A találmány összefoglalása: PTC termisztor félvezető kerámia anyag (PM) tartalmaz (tömeg%.): PbO 67,38 - 67,68; Nb2O5 19.80 - 19.93; Fe203 9,74-9,8; TiO2 2,46-2,55; B2 O3 0,064-0,260; Al2O3 0,009-0,038; SiO2 0,024-0,098; BaO 0,033-0,134, ahol része a komponensek mennyisége 0,22-0,88 tömeg% vezetünk bele formájában előötvözött üveg az alábbi összetételű (tömeg%.): PbO 22,83 ;. B2 O3, 29,74; Al2O3, 4,26; Si02 11,17; BaO, 15,33; Ti02 16,67; PM elő hagyományos kerámia technikák kiindulási oxidok műszaki fokozat kalcinálás 650 o C-on 4 órán át egy porcelán köszörülés dob, öntvény elemek és szinterezett 2 órán 1050 ° C-on Az anyag egy nagy elektromos szilárdságú, sűrűségű, teljesítmény és a stabilitás paramétereit kerámia elemek működésének folyamatában. Indítási teljesítmény a fűtőelem 10 x 2,5 mm-es - 100-120 W, az idő, hogy elérje a maximális üzemi hőmérsékleten (280 ° C) 15-20, a működő elektromos stabilizálódása után a hőmérsékletet a stacioner körülmények között 3 - 5 W, a lehetséges üzemi feszültsége 24-220 B. A 20 ° C-os ellenállás értékének változása, a pozitív hatás és a 1000 ciklusú termikus kerékpározást követő teljesítmény nem haladja meg a 0,5 értéket; 4; 4% -kal. 2-il. 2 lap.
A találmány tárgya félvezető anyagok használt elektronikus mérnöki előállítására termisztorok egy pozitív hőmérsékleti együtthatójú (PTC), különösen a önszabályozó PTC fűtőelemek háztartási elektromos készülékek.
Általános szabály, hogy a gyártásához termisztorok PTC Pozisztor felhasznált anyag bárium-titanát [1, 2] Az utóbbi időben azonban a figyelmet vonzott ferroelektromos ferroniobat ólom PbFe0,5 Nb0,5 O3 (FNS), amely egy ígéretes alapja a termelés a félvezető PTC anyagok [3] általában, anyagok a csoport kis mennyiségű ötvöző elemek, és lehetővé teszi a használatát az előállításuk kiindulási reagensek technikai minőség, hogy az egyik legfontosabb előfeltétele költségeit csökkenteni oimosti végterméket (a gyártása PTC anyagok alapú VaTiO3 használni „nagy tisztaságú” minőségű reagens).
A fő hátránya ennek az anyagnak tartalmaznia alacsony feldolgozhatóság és egy erős függését a tulajdonságok a feltételeit előállítására [4] A legközelebb műszaki lényegében az igényelt egy olyan anyag alapján ólom ferroniobata kiegészítésekkel a titán-oxid (FNTS) kapott a prototípus [3] Ezt az anyagot tartalmaz (súly szerint): PbO 67,78; Fe203, 9,82; Nb2) O5, 19,98; TiO2 2,42, amely megfelel a szerkezeti képlet Pb (Fe0,405 Nb0,495 Ti01) O> 3.
Az ismert anyag hátránya az alacsony elektromos szilárdság és a villamos energia eloszlása a fűtőelemeken, valamint viszonylag magas szinterezési hőmérséklet és alacsony sűrűség (lásd az 1. táblázatot).
A pozitív fűtőelem által eloszlott maximális teljesítmény elérésének elmélete szempontjából az elektrofizikai és geometriai jellemzőire vonatkozó követelmények kétféleképpen oszthatók fel a működési módtól függően; 1) Állítható tápfeszültség mód (U const). Ebben a működési módban a posisztor maximális fajlagos teljesítményét a korlátozó leállási feszültség értéke határozza meg: ahol U a feszültség, h a minta vastagsága,
azaz az anyagnak nagy elektromos szilárdsággal kell rendelkeznie, amely nemcsak a szükséges teljesítmény elérését teszi lehetővé, hanem miniatűr fűtőelemeket is.
2) Az állandó tápfeszültség módja (U const). Ebben az esetben a pozitív elem specifikus teljesítményét a maximális áramérték határozza meg, amelynél a pozitív elem munkája stabil marad a PTC régióban
N u b = E 2 / min
vagyis az elem termikus állapotát (T <Т раз, где max и min удельное сопротивление позисторного элемента при температурах Тmax и Тmin соответственно.
Ugyanakkor a pozitívum tömegegységének melegítéséhez szükséges teljesítményt az érték határozza meg
qn = Cp (Tmax-Tmin);
ahol Cp és a fajlagos hő és sűrűség.
Nem szabad elfelejteni, hogy az érték a fajlagos teljesítmény termisztor elem qn társított hatékonyságát hő, amelyet a mérete határozza meg a fűtőelem, azaz a vékonyabb a minta, annál intenzívebb hőcsere termisztort a radiátor vagy hűtőfolyadék (például levegő), és ebből következően, annál nagyobb a fajlagos elektromos teljesítmény, amely a pozitív elemet a működésének stabil állapotában (a PTC régióban) eloszlatja.
Ily módon, amikor diszpergált a fűtőelemek azonos villamos kapacitás, előnyös az a Pozisztor anyag, amelynek nagyobb a sűrűsége, és elektromos szilárdság, mivel lehetővé teszi, hogy nemcsak egy miniatűr fűtőelemeket, hogy meghosszabbítja a felhasználási területe PTC anyagból, hanem hogy csökkentse a fogyasztását a Pozisztor anyag Kedvezően befolyásolja a kerámiatermelés költségeinek csökkentését.
A találmány célja a posisztoros fűtőelemek teljesítményjellemzőinek stabilitása, azok elektromos szilárdsága, sűrűsége és az elektromos áram eloszlása.
Ezt úgy érik el, hogy az ismert félvezető pórusos anyag, amely PbO-t, Fe2O3-ot tartalmaz. Nb2O5 és TiO2. ezenkívül adja meg a B2 O3-at. Al2O3. SiO2 és BaO a következő komponensarányban (tömeg szerint):
PbO 67,38 67,68
Fe2O3 9,74 9,80
Nb 2O 5 19.80 19.93
TiO 2 2,46 2,55
B2 O3 0,064 0,260
Al2O3 0,009 0,038
Si02 0,024 0,098
BaO 0,033 0,134
az igényelt kerámia anyag, amely a komponensek egy részét 0,22-0,88 tömeg% mennyiségben tartalmazza. az alábbi összetételű előfűtött üveg formájában:
PbO 22.83
B2 O3 29,74
Al2O3, 4,26
Si02 11,17
BaO 15.33
TiO2 16,67
Az üvegformázó adalékanyag bevezetése az FNTC-ben lehetővé teszi a feladat teljes megoldását. Ugyanakkor nem ismert, hogy ez az üvegadalék minőségi-mennyiségi összetételét ólom-ferroniobáton alapuló pórusos anyagba vezette be, ami egyidejűleg javítja a fűtőelemek szükséges teljesítményi jellemzőit.
A táblázatban. Az 1. ábrán a különböző összetevőkből álló fűtőelemek fő működési jellemzőinek összehasonlító értékeit mutatjuk be. A táblázatban. A 2. ábra az r20 százalékos csökkenését mutatja. n, Nmax. ahol 20 a 20 ° C-os ellenállás ellenállása, n a pozitív hatás, az Nmax a maximális teljesítmény. Attól függően, hogy a pórusanyag anyaga sűrűsége milyen összetételű. az elektromos szilárdságnak Епр. és a 10x2,5 mm-es fűtőelemeken elszivárgott N villamos energia az 1. ábrán látható. 2 és in, respectively. Meg kell jegyezni, hogy egy ilyen elem kezdõteljesítménye 100-120 W; a beállított maximális hőmérséklet és az autostabilizálás ideje 15 20 s; elhasznált teljesítmény 3 W üzemmódban.
Az igényelt anyag előállításához a nyersanyagokat "h", "hch" vagy "chda" típusú oxidok formájában használják. Steklodobavka fúzióval készítenek a szükséges oxidok egy Alundum olvasztótégelyben 1250 ° C-on 3 órán át keverjük. Ezután a porcelán őröljük egy dobot és átszitáljuk egy szitán 0059.
A kezdeti komponensek Pozisztor anyag után nedves homogenizálás egy golyós malomban, és szárítás 100 120 ° C-t szintetizáltunk a szokásos kerámia technológia át 650 ° C-on 4 órán át. A szintetizált anyagot zúzott egy porcelán dobot és átszitáljuk egy szitán 0059. Az öntés után az előformát szinterezzük 1050 o C-on 2 órán át. A mintákat vetettük alá mechanikai megmunkálási és fémezés ezüsttel keményforrasztási hőmérsékleten 750 o C
Annak megállapításához, a teljesítmény jellemzőit a fűtőelemek, technológia szerint a fent leírt gyártották minták o 10x25 mm, ami helyeztünk egy stacionárius állapotban (termosztát), majd őket vittük AC feszültség frekvenciája 50 Hz, és feljegyeztük a hőmérséklet és áram-feszültség karakterisztika, amelynek értékei kiszámításához használt elektromos erőt, eloszlott villamos energiát és viselkedésük stabilitását több ezer ciklusú termikus kerékpározás után. A hőkezelést úgy hajtották végre, hogy a hőmérsékletet 20 ° C-ra az autostabilizációs hőmérsékletre emelték, amikor a mintára U 0,8 Umax feszültséget alkalmaztak. ahol az Umax az a feszültség, amelyen kezdődik a minta visszafordíthatatlan melegítése, ami hőbomlással végződik. A kerámiaelemek sűrűségét a hidrosztatikus módszerrel határoztam meg.
A táblázatból. 1 és a grafikonok a 2. ábrán. 2, és látható, hogy az állítólagos pozitív anyagnak nagyobb a sűrűsége, elektromos szilárdsága és eloszlott elektromos teljesítménye a fűtőelemeken, teljesítményük jellemzőinek értékei pedig egy olyan maximális értéken haladnak keresztül, amelyet egy 0,6 üvegformáló adalék bevezetésével érnek el.
Ugyanakkor az optimális tulajdonságokat a 411 kompozíció birtokolja, amely megfelel 0,22 0,88 tömeg% bevezetésnek. üvegfázisban. A bevitt üvegfázis csökkenése vagy növelése (2, 3, 12, 13 kompozíciók) a fűtőelem teljesítményének a ismert anyagokra jellemző értékek csökkenéséhez vezet.
Kompozíciók összehasonlítása 8. és 14., azzal jellemezve beadás módjától kiindulási oxidok, amelyek a készítményben az üvegfázis összetétele fázis (összetétel 8 oxidok bevezetésre szintetizált steklodobavki; összetétele 14 formájában megfelelő kiindulási oxidok mehsmesi) egyedileg kedvez üvegtesti beadásra.
Az üvegfázis koncentráció-adagolásának jelzett tartományában az igényelt anyagnak 35 A-os disszipált teljesítményű kerámia fűtőelemeinek sűrűsége van, és 37-ös villamos szilárdsága nagyobb, mint az ismert anyagé.
Az igényelt anyagból készült fűtőelemek paraméterei szignifikánsan nagyobb ellenállást mutatnak a változásukhoz, hosszabb hőciklus miatt (lásd a 2. táblázatot).
Félvezető kerámia pórusos anyag, beleértve a PbO-t, a Fe2O3-ot. Nb2O5 és TiO2, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá B2 O3-ot. Al2O3. SiO2 és BaO a következő komponensaránnyal, tömegszázalékban.
PbO 67,38 67,68
Fe2O3 9,74 9,80
Nb 2O 5 19.80 19.93
Ti2O2 2,46 2,55
B2 O3 0,064 0,260
Al2O3 0,009 0,038
Si02 0,024 0,098
BaO 0,033 0,134
az anyag a komponensek egy részét 0,22-0,88 tömeg% mennyiségben tartalmazza. az alábbi összetételű előfűtött üveg formájában:
A találmány tárgya anyagok elektronika szakterületen és alkalmazható a gyártásához thermoresistive elem (PTC) használt a hőmérséklet kiegyenlítés áramkört áramkörök a vezérlési és szabályozási hőmérséklet és elektromos áramot, amely érintésmentes eleme szabályozza a jelszint, és egy csatornát elektron szorzók (CPP)
A találmány hőmérésre, különösen a lineáris jellemzőkkel rendelkező félvezető hőmérséklet-érzékelőkre vonatkozik
A találmány tárgya villamosmérnöki, különösen polimer készítmény, amely legalább egy, lényegében elektromosan nem vezető polimert és legalább egy, villamosan vezetőképes töltőanyag a granulák formájában, ahol a granulátum előnyösen olyan méretű tartományban legfeljebb 1 mm közötti, még előnyösebben 0,04 és 0,2 mm térfogatarányban a vezető polimer, előnyösen 3: 1 és 15: 1
A találmány polimer készítményre vonatkozik