Способ изготовления токопроводящей пленки для резистивного нагревателя

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 14.01.77 (21) 2444088/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано25.03.79.Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 27.03.79

Гооударстаоииый комитет ссср ло долам изобретениЯ и открытий

И. Ф. Кудрявцев, Л. С,. Герасимович, B. П. Степанцов и Л. А. Павпенко (72) Авторы изобретения

Бепорусский институт механизации свпьского хозяйства (71) 3<" в"Te H и Институт общей н неорганической хпмии AH Бепорусской CCP (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕН11Я ТОКОПРОВОДЯЩЕЙ ПЛЕНКИ

ДЛЯ РЕЗИ СТИВ НОГО Н ДОГРЕВ АТ ЕЛЯ

Описываемый способ изготовления токопроводягцей пленки для резистивного нагревателя относится к технологии изготовления резистивных нагревателей для теплообменных устройств различного назначения, в частности, нагревательных элемеIITQB напольных пленочных электрообогревателсй молодняка птицы или животных.

Целью настоящего изобретения является улмчшение элсктрофизических н эксплхатационных характеристик нагревателя путем корректировки удельного объемного сопротивления и увеличения температурного коэффициента сопротивления.

Известен способ изготовления токопроводящей пленки для резистивных нагревателей, содержащих в качестве электропроводящей основы ферросилиций различных марок, а в качестве связующего наполнителя растворимое жидкое натриевое стекло, процесс изготовления которой содержит следующие технологические приемы: измельчение кускового ферросилиция в вибромельнице до получения частиц размером 50 микрон и ниже, смешивание его с растворимым стеклом и водой в соотношении компонентов по весовым частям 79:9:12 соответственно, протирание композиции до образования цементируюгцейся на воздухе пастообразной массы, нанесение слоем в 0,1 — 0,2 миллиметра на электроизоляционную нагреваемую поверхность, сушку в течение суток

IlP!i КОМПатНОй тЕМПЕРатМРС и ДОПОЛНИтЕЛЬную тсрмообработку прп температуре 220 ——

400 C в течение 3--4 асов (1) и (2).

Полученная по такой технологии ферросилицпс вая токоироводягцая пленка обладает одним сугцественным недостатком, а именно. плохой воспропзводимостью ес основных электрофпзическпх свойств — удельного объемного сопротивления и температурного коэффицl!I"HT;I сопротивления. Это приводит к низкому коэффициенту выхода готовых изделий, сопротивление н температурный коэффициент сопротивления которых должны HBxolllTb!. в строго определсHHblx и редел а х.

К тому iKc . ферросилнциевая токопроводягцая пленка обладает низким, по абсолютной величине, значением температурного коэффициента сопротивления отрицательного знака.

653775

25

40

Формула изобретения

Для достижения указанной цели изготовленную по известной технологии ферросилициевую токопроводящую пленку подвергают дополнительной термической обработке в течение 5 — 35 минут при температуре

500 С и выше.

Пределы изменения величин удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления зависят от температуры и времени повторной термической обработки. После повторной термической обработки токопроводящая пленка обладает следующими свойствами: температурный коэффициент сопротивления может быть увеличен до — 1,5 С, а удельное объемное сопротивление — до 10 2 — 10 Ом м.

Таким образом, применение повторной термической обработки позволяет увеличить температурный коэффициент сопротивления в 10 — 150 раз, а удельное объемное сопротивление — в 10 — 100 раз.

На фиг. 1 изображены кривые изменения температурного коэффициента сопротивления и удельного объемного сопротивления от температуры повторной термической обработки; па фиг. 2 — кривые изменения этих же величин от времени повторной термической обработки.

Для определения влияния температуры и времени повторной термической обработки на удельное объемное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления была проведена серия экспериментов по изготовлению подобной ферросилициевой токопроводящей пленки для резистивного электронагревательного элемента.

Приведен пример реализации способа.

Изготовление ферросилициевой токопроводящей пленки состоит из измельчения кускового ферросилиция, содержащего 23-—

80% кремния, до частиц размером 35 — 45 микрон, смешивания и протирания его с содовым натриевым жидким стеклом и дистиллированной водой в соотношении компонентов по весовым частям 79:(7 — 14): (12 — 28) соответственно, нанесения слоя в 0,1—

0,25 миллиметра на электроизоляционную поверхность нагревателя, сушку при комнатной температуре в течение 4 — 5 часов и термическую обработку при температуре 230—

260 С в течение 2 — 2,5 часов. При таких параметрах технологического процесса получается пленка с удельным объемным сопротивлением порядка 10 — 10 з Ом м и температурным коэффициентом сопротивления

0 01 — 0 05%/ С.

Затем для корректировки удельного объемного сопротивления и увеличения температурного коэффициента сопротивления изготовленной пленки, она подвергается повторной термической обработке при температурах 500 С и выше в течение 5 — 35 минут.

Обработанные результаты опытов представлены в виде корреляционной зависимости на фиг. 1 и 2.

В контрольных экспериментах исключалась начальная термообработка при температуре 220 †4 С в течение 3 — 4 часов, но повторная термическая обработка при температуре выше 500 С производилась в течение 0 — 60 минут. Удельное объемное сопротивление полученной при этом токопроводящей пленки имело порядок 10 4—

10 6 Ом м, а температурный коэффициент сопротивления — 0,01 — 1,4%/ Ñ.

Сравнительный анализ показывает, что получить токопроводящую пленку с оптимальным удельным сопротивлением (порядка 10 — 10 Ом м) возможно только при включении в технологический процесс иЗготовления токопроводящей пленки двух термических обработок.

Принципиально важно, что параметрами повторной термической обработки можно корректировать удельное объемное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления изготовленной токопроводящей пленки.

Как видно из результатов экспериментов, применение повторной термической обработки при повышенных температурах позволяет значительно увеличить ее температурный коэффициент сопротивления при относительно незначительном увеличении ее удельного объемного сопротивления.

Увеличение удельного объемного сопротивления при повторной термической обработке можно использовать для корректировки общего сопротивления электронагревательного устройства, что на 20 — 30% повышает коэффициент выхода готовой продукции.

Резистивный пленочный электронагревательный элемент, изготовленный по предлагаемому способу, после повторной термической обработки обладает более стабильными электрофизическими свойствами, в меньшей степени подверженными эксплуатационному старению.

Способ изготовления токопроводящей пленки для резистивного нагревателя, при котором кусковой ферросилиций измельчают до частиц размером 50 микрон и ниже, смешивают и протирают его с жидким растворимым стеклом и водой в соотношении компонентов по весовым частям 79:9:12 соответственно, наносят слоем на электроизоляционную подложку нагревателя, сушат при комнатной температуре в течение

4 — 24 часов и подогревают при температуре 220 †4 С в течение 2 — 4 часов, отличающийся тем, что, с целью улучшения ее

653775

0тн И

Отн ed

7,5

2,5

Раг./

7, мин.

Составитель А. Ходатаева

Редактор Д. Мепуришвили Техред О. Луговая Корректор Е. Папп

Заказ I 3 I 4/44 Тираж 943 Подписное

U H HH H H Государственного комитета CC(Р по делам изобретений и открыт и и

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 электрофизических и эксплуатационных свойств, токопроводящую пленку дополнительно подогревают при температуре 500—

900 С в течение 5 — 35 минут.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кудрявцев И. Ф. и др. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве. — «Урожай», 1973, с. 23 — 25.

2. Авторское свидетельство СССР № 128087, кл. Н 05 В 3/14, 1959.