способ изготовления позисторной керамики на основе титаната бария

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЗИСТОРНОЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ТИТАНАТА БАРИЯ, включающий смешение углекислого бария, оксида титана и легирующей добавки - соединения диспрозия, синтез шихты, помол спека с одновременным введением комплексной добавки, содержащей оксиды алюминия, кремния и титана, формование изделий и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и стабильности электрических параметров, легирующую добавку вводят в виде оксалата диспрозия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к керамической полупроводниковой технологии и может быть использовано при изготовлении терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления, применяемых в нагревателях автомобильных двигателей и бытовых электроприборов.

Известен способ изготовления позисторной керамики на основе титаната бария, включающий смешение исходных компонентов, введение легирующей добавки, содержащей редкоземельный элемент, синтез шихты, помол спека, оформление изделий и обжиг (1).

Недостатками известного способа являются высокая температура обжига изделий, большое удельное сопротивление и недостаточная стабильность электрических параметров.

Наиболее близким техническим решением является способ получения позисторной керамики на основе титаната бария, включающий смешение углекислого бария, оксида титана и легирующей добавки в виде соединения диспрозия, синтез шихты, помол спека с одновременным введением комплексной добавки, содержащей оксиды алюминия, кремния и титана, оформление изделий и обжиг (2). В указанном способе диспрозий вводят в виде оксида.

Позисторный материал, полученный данным способом, неоднороден по структуре, имеет недостаточную стабильность и воспроизводимость свойств.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления и стабильности электрических параметров.

Цель достигается тем, что легирующую добавку вводят в виде оксалата диспрозия.

Оксалат диспрозия, разлагаясь в процессе синтеза, образует мелкокристаллический порошок, равномерно распределяющийся по всему объему материала и имеющий высокоразвитую поверхность, что в целом способствует полноте происходящих реакций и улучшает технологичность процесса изготовления. Однородность структуры керамики по объему обеспечивает стабильность электрических параметров изделий.

Способ получения позисторной керамики осуществляют следующим образом.

Подготавливают шихту из промышленно выпускаемых компонентов: ВаСО₃ и TiО₂ марки "ОСЧ" и Ду₂(С₂О₄)х10Н₂О марки "ХЧ", взятых в соотношении, мас. % :

ВаСО₃ 70,17-70,87

TiО₂ 28,52-29,22

Ду₂(С₂О₄)₃х10Н₂О 0,30-0,80

Компоненты перемешивают в шаровой мельнице при соотношении материал: шары: вода = 1: 0,5: 1 в течение 8 ч, затем высушивают при 170-180^оС. Температура синтеза материала 1150-1200^оС, выдержка 1 ч. В полученный спек вводят компоненты комплексной добавки: оксиды Al, Si и Ti и осуществляют помол и перемешивание. Компоненты берут в следующем соотношении, мас. % :

Спек 95,94-97,97

Комплексная добавка 2,03-4,06

Образцы позисторной керамики формуют в виде дисков методом полусухого прессования. Обжиг образцов проходит при 1400-1450^оС в течение получаса с последующим медленным охлаждением со скоростью 100^оС/ч до температуры 1000^оС. Далее охлаждение происходит со скоростью 200^оС/ч. На обожженные образцы методом плазменного напыления наносят электроды из алюминия. Испытания проводят на образцах диаметром 15 мм и толщиной 20,05 мм.

В таблице приведены составы и основные характеристики позисторной керамики.

Из данных таблицы следует, что по сравнению с прототипом улучшена стабильность электрических параметров позисторного материала.

Улучшение стабильности электрических параметров позисторов при применении в качестве нагревателей для автомобильных двигателей повышает надежность нагревательных устройств и обеспечивает равномерный прогрев топлива и масел, что ведет к увеличению срока службы изделий из позисторной керамики. (56) К. Окадзаки. Технология керамических диэлектриков. М. : Энергия, 1976, с. 260-264.

К. Окадзаки. Полупроводники на основе титаната бария. М. : Энергоиздат, 1982, с. 39.