Способ изготовления заготовок для высоконелинейных варисторов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресттубпик »> 924767 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 07. 80 (21) 2957070/18-21 с присоединением заявки,рв (23) П риоритет

Опубликовано 30. 04. 82. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 02.05.82 (53)M. К,>т.

Н 01 С 17/00 ЬоударстееииыН комитет

СССР (53) УДК 621 3 ° . 028(088. 8) до делам изобретеиий

II 0fkpbHNIR (72) Авторы изобретения

А. Б. Глот и В. Т. Виницкий

f, 3 „:.:.-.

Днепропетровский ордена Трудового Красн го Зйаменм,. государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с, Россией (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК

ДЛЯ ВЫСОКОНЕЛИНЕЙНЫХ ВАРИСТОРОВ

Изобретение относится к полупро- водниковой технике, в частности к технологии изготовления оксидных нелинейных резисторов.

Известен способ изготовления материала для высоконелинейных варисторов, по которому производят смешивание исходных компонентов, прессование заготовок, предварительную термообработку и основной обжиг при температ ipe Тдя =1170-1670 К Г1 l..

Недостком способа является недостаточная воспроизводительность электрических параметров высоконелинейных варисторов.

1j

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления материала для высоконелинейных варисторов, включающий смешивание оксида цинка с добавками, мокрый помол полученной смеси, прессование, обжиг. заготовок, измельчение полученного материала, повторное прессование порошкообразной смеси и повторный обжиг.

При изготовлении материала по этому способу производят трехкратный обжиг оксида цинка с последовательно вводимыми добавками. При этом после каждого обжига производят измельчение и добавление следующего соединения до достижения требуемого химического состава керамики (.21.

Недостатками известного способа являются необходимость более чем однократного проведения операции взвешивания по мере усложнения химического состава керамики до требуемого, проведение трех циклов обжига, а .I так же недостаточно высокая воспроизводимость электрических параметров (проводимости в слабом электрическом поле и коэффициента нелинейности) и низкая стабильность вольт-амперной характеристики при прохождении сильного тока.

Цель изобретения - повышение воспроизводимости и повышение стабильнос3 92476 ти вольт-амперных характеристик варисторов.

Поставленная цель достигается тем, что способ изготовления заготовок для высоконелинейных варисторов, вклю- чающий смешивание оксида цинка с до-: бавками, мокрый помол полученной смеси, прессование, обжиг заготовок, измельчение полученного материала, повторное прессование порошкообраз- 10 ной смеси и повторный обжиг, иэмельчение проводят до величины частиц д = 50 - 100 мкм в течение 15"30 мин, а повторное прессование осуществляют при давлении 900-1300 кг/см

На фиг. 1 приведены вольт-амперные характеристики нескольких образцов керамики, в разных сериях технологического цикла; на фиг. 2 - вольт-ам-= перные характеристики образцов до и после пропускания через них в течение 5 мин сильного постоянного тока

-1 величиной 5-10 А см

Кривые 1 и 2 приведены для образцов, изготовленных по известному спо- gg собу до и после пропускания через них тока соответс"твенно. Кривые 3 и

4 приведены для образцов, изготовленных по предлагаемому способу.

В табл. 1 приведены результаты проведенных технологических экспериментов и результаты измерения вольтамперных характеристик.

В табл. 2 приведена зависимость показателя стабильности вольт-амперных характеристик.

В табл. 2 приведена зависимость показателя стабильности вольт-амперных характеристик варисторов от температуры первого и второго обжига.

Показатель стабильности определяется формулой

=1а3 - 1a j где j и j 1- плотность тока при напряженности электричеси кого поля Е = 3-10 В (на. низконелинейном участке) измеренная соответственно до и после

7 4 пропускания через образ, цы сильного постоянного тока 2 = 5.10 А см .

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно просушенные до постоянного веса компоненты взвешивают.

Для приготовления керамики используется следующий компонентный состав (мол. i): 89 Zn0, 5 $п() 5 Со0,1 Bi<0 >.

Мокрый помол шихты (используется дис- тиллированная вода) производят в фарфоровых ступках в течение 2 ч, после чего шихту сушат в термостате при

370 - 390 К. Из полученного порошка прессуют. диски диаметром 10-15 мм и толщиной 2 — 3 мм под давлением

400 кг/см . Диски располагают на магнезитовой подложке, на которую предварительно нанесен тонкий слой порошкообразной А100 и помещают в с ил ито вую печь с воздушной атмосферой. Обжиг производится при плавном подъеме температуры со скоростью 300 град/час до 1520 К, при выдержке в течение 1 ч и снижении температуры с той же скоростью до комнатной. После этого производят сухой помол полученных образцов в фарфоровых ступках в течение 15—

30 мин и прессование заготовок под .давлением 900 - 1300 кг/см .

Прессование заготовок после сухого помола под давлением ниже 900 кг/см нецелесообраэно, так как не обеспечивается необходимая механическая прочность. Прессование при давлении выше

1300 кг/см приводит к получению после обжига неоднородных образцов с плохо воспроизводимыми электрическими параметрами.

Затем повторяют обжиг в прежнем режиме.Для создания электродов на шлифованные поверхности дисков наносят индий— галлиевую эвтектику.

Изобретение позволяет упростить технологический процесс изготовления керамики для высоконелинейных варисторов и сократить время полного технологического цикла. !

924767

Примечание

1200

+0 «54

+0,62

1200

1200

1200

1200

40

1200 50

+О 3

+0,4

800

+О, 01

900

1000

1300

25

1400

1500

Время сухого помола, мин

Давление прессования заготовок перед вторым обжигом, кг см

1200

Показатель стабильности

ВАХ

-0,25

-0,21

-0,2

-0,1

-0,22

-0,1

Таблица1

««««

««

Пример (проведено только измельчение т.е. максимальный размер частиц

d 500 мкм) Пример (d 150 "

- 490 мкм) 1

Предлагаемый cnO"" соб (d "501.00 мкм) Пример (d " 1О- 50 мкм) Пример (заготовка после прессования недостаточно прочна) П редла га емый способ

Пример (на образце обжига следы растрескивания) Пример (образец с трещинами) 924767

Таблица 2

Температура первого обжига оС

Температура второго обжига ОС

Показатель стабильности 8АХ

Примечание

+1,2

1400

800

Пример

Предлагаемый

1400

900.

1350

1050

1350

1150

1350

1250

1250

1250

1150

1250

1250

900

800

П ример

1250

Предлагаемый

1150

1350

1400

1250

1400

1150

1400

-0,1

900

800

1400

+0,7

Пример

Формула изобретения

Способ изготовления заготовок для зз высоконелинейных варисторов, включающий смешивание оксида цинка с добавками, мокрый помол полученной смеси, прессование, обжиг заготовок, измельчение полученного материала, повтор- 0 ное прессование порошкообразной смеси и повторный обжиг, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости и повыше- ения стабильности вольт-амперных ха- as

-0,12

-О, 18

-0,11

-0,27

-0,25

-0,18

-0,13

+0,23

-0,17

-0,14

-0,23 рактеристик варисторов, измельчение проводят до величины частиц Д = 50

100 мкм в течение 15 — 30 мин, а повторное прессование осуществляют при давлении 900-1300 кг/см

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Опубликованная заявка ФРГ

И 2461051 кл. H 01 С 7/10, 1977.

2. Опубликованная заявка Японии

N 53-22277, кл. H 01 С 7/10, 1979 (прототип).

9?4767

«з

I корректор А.дзятко

Подписное

Составитель О. Чернышов

Редактор Ю. Середа . Техреду С ° Мигунова

Заказ ?829/70 Тираж 758

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130)5 Москва Ж-35 Раушская наб. g. 4/5

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