Способ изготовления нелинейных резисторов

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТОРОВ, включающий приготовление керамической шихты из смеси оксида цинка с добавками оксидов металлов , прессование заготовок, высокотемпературный обжиг и дополнительную термообработку, отличающийся тем, что с целью увеличения коэф5)ициента нелинейности, срока службы резисторов и повьшения их стабильности, перед дополнительной термообработкой определяют температуру фазового перехода стекло - кристалл в керамике, а дополнительную термообработку осуществляют при этой температуре в интервале ЗОО-ЛОО С на воздухе в течение 1-2 ч. (Л с

COOS COBETCHHX

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3421548/ 18-21 (22) 09.04.82 (46) 30.06.84. Бюл. Ф 24 (72) А.М. Чакк, И.И. Черненко, Б.К. Авдеенко и А.В. Черных (71) Днепропетровский ордена Трудоsoro Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией и Научноисследовательский и проектно-технологический институт электрокерамики (53) 621.316.8(088.8) (56) 1. Варисторы на основе окиси цинка. Kuchiba Kensuke, Wakahata Gasno, Ueda Nasaaki, Sugi Elichi, Eda Kazno, Nishigori Akira, Hosakava, Takeshi.

ZNR Surge Absorber. Nat. Techn.

Rept,", 1972, 18, В 4, 400-412.

2. Патент США 11 - 4046847, кл. Н 01 В 1/08, Н 01 С 17/00, 1978 (прототип).

SU.„100644 А э(Я) Н 01 С 17/00 Н 01 С 7 10 (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТОРдВ, включающий приготовление керамической шихты из смеси оксида цинка с добавками оксидов металлов, прессование заготовок, высокотемпературный обжиг и дополнительную термообработку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увели" чения коэффициента нелинейности, срока службы резисторов и повышения их стабильности, перед дополнительной термообработкой определяют температу-. ру фазового перехода стекло — кристалл в керамике, а дополнительную термообработку осуществляют при этой температуре в интервале 300-400 С на воздухе в течение 1-2 ч.

1 »00

Изобретение относится к электронной технике н может быть использовано в технологии изготовления нерегулиру-. емых нелинейных резисторов для устройств ограничения перенапряжений и для стабилизации напряжений.

Известен способ изготовления нелинейных резисторов, включающий приготовление керамической шихты из смеси оксида цинка с добавками оксидов 1О металлов, прессование заготовок, обжиг при 1300-1350 С и дополнительную термообработку при 700-900 С Г 13.

Недостатки известного способа состоят в небольшом коэффициенте нелинейности и малом сроке службы нелинейных резисторов.

Наиболее близким к изобретениЮ техническим решением является способ изготовления нелинейных резисторов, включающий приготовление шихты из смеси оксида цинка с добавками оксидов металлов, прессование заготовок, обжиг при температуре выше 1100 С и дополнительную термообработку при

400-700 С Г23.

Недостатки известного способа заключаются в небольшом коэффициенте нелинейности, малом сроке службы и низкой стабильности нелинейных резисторов.

Цель изобретения — увеличение коэффициента нелинейности, срока службы резисторов и повышение их етабильности. указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления нелинейных резисторов, включающему приготовление керамической шихты иэ смеси оксида цинка с оксидами металлов,. прессование заготовок, высокотемпературный обжиг и дополнительную термообработку, перед дополнительной термообработкой определяют температуру фазового перехода стекло— кристалл в керамике, а дополнитель-

45 ную термообработку осуществляют при этой температуре в интервале 300"

400 С на воздухе в течение 1-2 ч. о

Изготовление нелинейных резисторов в процессе приготовления керамической шнхты из смеси оксидов металлов проходит в области высоких температур при наличии жидкой фазы.

При этом после охлаждения заготовок в них между кристаллами оксида цинка образуется стеклообраэные прослойки — стеклофаза иэ оксида цинка и добавок оксидов металлов, которая

644 2 в виде тонкой пленки располагается на поверхности кристаллов оксида цинка, обладает способностью к кристаллизации и как пленка сложного состава создает потенциальный барьер для тока, является причиной неомической проводимости и определяет ос- новные электрические свойства нелиней-. ных резисторов. Стеклофаза находится в метастабильном состоянии и может менять свои свойства при дополнительной термообработке. При указанных условиях дополнительной термообработки стеклофаза переходит из метастабильного состояния в стабильное в результате кристаллизации стеклообразных межкристаллических прослоек в керамике.

Способ осуществляется следующим образом.

Приготавливают шихту из смеси

97,5 мол.% оксида цинка, 1,0 мол.% оксида сурьмы, 0,5 мол.% оксида висмута, 0,5 мол.% оксида марганца и

0,5 мол.X оксида кобальта, производят мокрый помол смеси компонентов в шаровых мельницах, выпаривание смеси до влажности 0,02%, прессуют заготовки в виде дисков диаметром 33 мм, толщиной 12-15 мм. при удельном давлении 300-500 кг/см, подвергают их обжигу при 1220 С. После высокотемпературного обжига определяют температуру фазового перехода стекла— кристалл в керамике методом дифференциального термического анализа. Для этого обожженные образцы керамики измельчают под прессом, полученный порошок засыпают в измерительный тигель дериватографа,- нагревают прн поддержании скорости изменения температуры дериватографа 1-2,5 /мин, о и на дериватограммах по экзотермическому пику в области температур крис- таллизации определяют температуру дополнительной термообработки. Дополнительную термообработку проводят при этой температуре на воздухе в течение 1-2 ч.

Зависимость параметров нелинейных резисторов от дополнительной термообработки показана в табл. 1 и 2, где а — показатель нелинейности вольт-ампернай характеристики резистора, определяемый из аллроксимирующего выражения Ч =- с 3 с — постоянная;

1100644

Таблица 2

Время термообработки, ч Г, ч

Беэ термообработки

0,022

6+1

0,2

0,09

3+1

О, 045

0,5

4+1

8+0,5

8+0,5

1 1

Температура, С а

15 < 2

6+1

300

8+О, 5

320

Изобретение позволяет увеличить коэффициент нелинейности (/3 = 1/ К ) и срок службы нелинейных резисторов, повысить их стабильность, увеличить выход годных изделий и упростить технологию изготовления нелинейных резисторов за счет упрощения операции дополнительной термообработки.

7йо, 5

8+0,5

350

8+0,5

370

7+0,5

400

Составитель Ю. Герасичкин

Редактор С. Тимохина Техред Ж. Кастелевич

Корректор А. Тяско

Заказ 4588/39 Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ч . 4/5

Подписное

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

3 — время жизни резистора на перемонном токе при значении,начального тока

2 10 А. В табл. 1 показана зависимость параметров нелинейных резисторов от температуры дополнительной термообработки на воздухе в течение 2 ч; в табл. 2 — зависимость параметров

1О нелинейных резисторов от времени дополнительной термообработки на воздухе при температуре 350 С.

Таблица 1

О, 018

0,016

0,011

0,011

0,014

0,011

О, 011

0,012