Резистивная композиция для варисторов

 

РЕЗИСТИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ВАРИСТОРОВ, содержащая полимерное связующее и токопроводящую фазу, о т л и ч a ю ц a я с я тем, что, с целью обеспечения анизотропии электрических свойств, она содержит в качестве полимериого связующего кристаллический Полиоксиметилен ., a в качестве токопроводящей фазы - порошкообразный графит, при этом графит ориентирован в полиоксиметилене так, что плоскости (оО2) частиц графита параллельны плоскостям

СОК)Э СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

<ю (n) 3(59 Н 01 С 7 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н llRTOPCNOMV CBWIETHlbCTB Y

Полиоксиметилен

Графит

80-90

10-20 (21) 3414071/18-21 (22) 26.03 ° 82 (46) 30.12.83. Вюл. Ю 48 (72) Д.Я.Цванкин, Я.В.Гении,A.Ëäáèнасыров и И.Е.Козлова (71) Институт элементоорганических соединений AH СССР (53) 621,316.8 (088.8) (56) 1. Патент Швейцарии 9 506865, кл, 3 С 7/10, 1971.

2. Авторское. свидетельство СССР

9 347813, кл. Н 01 С 7/10, 1972 (прототип).. ( (54)(57) РЕЗИСТИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

ДЛЯ ВАРИСТОРОВ, содержащая полимерное .связующее и токопроводящую фазу, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения аниэотропии .электрических свойств, она содержит в качестве полимерного связующего кристаллический полиоксиметилен., а в качестве токопроводящей фазы — порошкообразный графит, прн этом графит ориентирован в полиоксиметилене так, что плоскости (002) частиц графита параллельны плоскостям (100) кристаллитов полиоксиметилена при следующем количественном соотнощении компонентов, мас.%:

1064324

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в технологии изготовления варисторов.

Известна реэистивная композиция для изготовления варисторов, включающая полимерное связующее и карбид кремния p1) .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности. является резистивная композиция для варисторов, содержащая полимерное связующее на основе эпоксидной смолы и карбид кремния p2) .

Недостаток известных композиций состоит в невозмох<ности получения анизотропных электрических свойств варисторов.

Цель изобретения — обеспечение анизотропии электрических свойств варисторов.

Указанная цель достигается тем, что резистивная композиция для варисторов, содержащая полимерное связующее и токопроводящую фазу, в качестве полимерного связующего . содержит кристаллический полиоксиметилен, а в качестве токопроводящей фазы — порошкообразный графит, при этом графит ориентирован в полиоксиметилене так, что плоскости (002) частиц графита параллельны плоскостям (100) кристаллитов полиоксиметилена при следующем количественном соотношении компонентов, мас.Ъ: .

Полиоксиметилен 80-90

Графит 10-20

Резистивную композицию приготовляют следующим образом.

Порошок полиоксиметилена смешивают с графитом. Смесь порошков прессуют при 200 С в течение 10 мин в пресс-форме под давлением

150 кг/смЯ После прессования образцы имеют форму цилиндра диамет.ром 12 мм и высотой 12 мм. Полученные цилиндрические образцы вновь помещают в пресс и прн 150 С производят деформацию сжатия или штамповку до определенной высоты пластины.

Если высоту исходного цилиндрического образца обозначить 6р а высоту образца после сжатия h то степень деформации определяется следующим выражением о и . E* — 400<) ф.

"о

Так при степени деформации Я

65%, пластина после прессования

S0

60..имеет высоту P = 4,2 и диаметр 20,2 мм, . при степени деформации

90% высота пластины составляет

h = 1,0 мм и диаметр 41,5 мм. Из пластин вырезают образцы для снятия вольтамперных характеристик на постоянном токе. Вольтамперные характеристики снимают при прохождении тока в двух .направлениях: в одном (I) ток проходит вдоль плоскости пластины перпендикулярно направлению деформации, а в другом(1Ц- вдоль направления деформации, т.е. перпендикулярно поверхности пластины.

Экспериментально установлено, что частицы графита ориентированы Таким образом, что кристаллографические плбскости (002) расположены преиму- щественно перпендикулярно направлению силы сжатия с различной степенью дисперсии. Дисперсию ориентаций частичек графита характеризуют углом К между средним положением, параллельным направлению сжатия, и максимальным отклонением нормали к плоскостям (002) от среднего поло жения. Угол К определяют с помощью рефлекса 002 на рентгенограммах, снятых с первичным рентгеновским пучком, перпендикулярным направлению сжатия. В полном изотропном образце (=90< ) рентгенографически определяют также ориентацию полимеров в композициях.

При увеличении степени деформации Я ориентация частиц графита ,улучшается. При изменении электропроводящих свойств вдоль и поперек направления деформации сжатия обнаружено, что обе вольтамперные характеристики являются нелинейными, отличаются одна от другой и в обоих случаях с повышением напряжения сопротивление уменьшается, но коэффициент нелинейности различен для характеристик, снятых в разных направлениях. Таким образом, полученные образцы представляют собой варисторы с анизотропными свойствами. Коэффициенты нелинейности в различных направлениях определяются степенью деформации E

Коэффициенты нелинейности Р увеличиваются при увеличении Е

Составы резистивной композиции и свойства варисторов приведены в таблице, где 11 — .коэффициент нелинейности вольтамперной характеристики, снятой в направлении I, п - коэффициент нелинейности вольтамперной характеристики, снятой в направленииII

1064324

Состав резистивной композиции, мас.В

Свойства варисторов

Степень деформации, Ъ

Коэффициент нелинейности

Пример

"Графит метилен

1,0-1,15

1,0-1,5

1,0-1,3

1,3-1;8

40

2,0-4,0

1,5-2,0

1,5-2,5

1,0-1,8

80

1, 8-3,0

1,0-2,0

90

Составитель Ю.Герасичкин

Редактор Ю.Ковач Техред A,йч КоРРектоР Л. Патай

Заказ 10539/52 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные варисторы:обладают анизотропными свойствами с различными вольтамперными характеристиками по разчым направлениям. Мак-. симальным различием между Р и пy т.е. максимальной анизотропией электрических свойств„ обладает образец с содержанием графита 15% и Е =90% . . Величина коэффициента нелинейности этого образца p = 2,0-4,0 соответствует величинам коэффициентов не- 35 линейности основных типов маломощ. ных варисторов, применяемых в промышленности..В то же время ни варистор, выбранный s качестве прототипа,ни другие виды варисторов не обладают анизо- 40 тропными электрическими свойствами.

Преимуществом варисторов из поли:оксиметилена с графитом является также доступность и небольшая стои мость исходных материалов, простой . способ изготовления. Для изготовле,ния варисторов с анизотропными электрическими свойствами иэ поли оксиметилена с графитом может быть использовано стандартное оборудование для переработки пластмасс.

При изменении только одного параметра процесса, изготовления - степени деформации при сжатии, можно одновременно измеяять коэффи- циенты нелинейности -и анизотропию вольтамперных характеристик.