DE712538C

DE712538C - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Widerstandskoerpern mit negativem Temperaturkoeffizienten aus isolierenden Oxyden und leitenden niederen Oxyden

Info

Publication number: DE712538C
Application number: DEP69726D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilfried Meyer
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1934-07-14
Filing date: 1934-07-14
Publication date: 1941-10-21

Description

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Widerstandskörpern mit negativem Temperaturkoeffizienten aus isolierenden Oxyden und leitenden niederen Oxyden Es sind bereits elektrische Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten be- kannt, die aus Gemischen von gut isolierenden Oxyden, wie z. B. Magnesium- oder AlLiminiumoxyden, und leitenden niederen Oxyden, wie z. B. des Titans, bestehen. Die-Herstellung derartiger Widerstände erfolgt . Z> hierbei durch Mischen der bestandteile und nachfolgendes Sintern derselben bei einer 8oo' C übersteigenden Temperatur in nicht oxydierender Atmosphäre. Derart hergestellte Widerstände besitzen zufolge der 'unvermeidbar verschiedenen Korngröße derAusgangsstoffe nicht immer gleiche Kalt- und Warmwiderstandswerte, was ihre praktische Verwendung ungemein erschwert, wenn nicht sogar ganz-jir#möglich macht. Nach der Erfindung lassen sich solche aus isolierenden Oxyden und-'leitendenniederen Oxyden bestehenden Widerstandskörper unabhängig von der Korngröße der Ausgangsstoffe in viel gleichmäßigerer Beschaffenheit erhalten, wenn höchstens 750/0 des Sintergemisches aus den höheren Oxyden des Titans, Niobs oder Vanadins, z. B. aus Titandioxyd und/oder Niobpentoxyd und/oder Vanadinpentoxyd, hestehen, die sich im Temperaturbereich von 8oo bis i5oo' C im Wasserstoff nicht zu Meta.11 reduzieren lassen, und der Rest aus einem Erdalkalioxyd, insbesondere#Magnesium.-oxyd, besteht, das sich bei den Herstellungs-und Betriebsbiedingungen nicht zersetzt und Z> dessen spezifischer Widerstand mehr als J05 Ohlil. CM2/CM -beträgt, und wenn dieses Gemisch vermischt ünd geformt und dann zunächst #in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre vorgebrannt und darauf in einer indifferenten oder reduzierenden Atmosphäre so hoc * h erhitzt wird, daß die erwähnten höheren Oxyde von Titan, Niob und/oder Vanadin in die leitenden niederen Oxyde mit einem spezifischen - Widerstand von i o Ohm - cm#/cm oder weniger übergehen. Durch das zwischen dem Formen und Hocherhitzen des Gemisches stattfindende Vorbrennen in oxydierender Atmosphäre werden, wie sich gezeigt hat, die verwendeten Stoffe ungemein fein ineinander verteilt. Da diese feine Verteilung auch beim Hocherhitzen des Gemisches erhalten bleibt, so können naturgemäß. Streuungen des Widerstandswertes des fertigen Widerstandskörpers weniger leicht eintreten. Nach dem Vorbrennen ergeben sich außerordentlich feste, nichtleitende keramische Körper, die erst durch das genügend hoch gesteigerte nachfolgende Erhitzen in einer indifferenten oder reduzierenden Atmosphäre leitend werden. Durch das Hocherhitzen wird andererseits erreicht, daß, die fertigen Widerstandskörper auch bei hohen Temperaturen und über einen größeren Temperaturbereich gleichbleibende Widerstandswurte zeigen.
Das erwähnte Vorbrennen kann in atmosphärischer Luft erfolgen, während das Hocherhitzen zweckmäßig in Wasserstoff vorgenommen wird. Die beim Hocherhitzen angewendete Temperatur liegt für ein Ausgangsgemisch von Titandioxyd und Magnesiumoxyd zwischen 8oo und i5oo- C, wenn Wasserstoff als umgebende Atmosphäre gewählt wird. Man erhält in letzterem Falle eine äußerst feine Verteilung des an sich sehr gut leitenden TiO" wobei x zwischen i und 2 liegt, in dem auch bei hohen, Temperaturen sehr gut isolierenden Magnesiumoxyd. Nach dem Hocherhitzen ist das Gitter der b-eiden Bestandteile, insbesondere das isolierende Magnesiuinoxyd, nicht mehr nachweisbar, was ein Beweis für die weitgehend eingetretene feine Verteilung der beiden Bestandteile ist.
An Stelle des Titandioxyds k8nnen auch Niobpentoxyd, Vanadinpentoxyd oder Gemische dieser Oxyde untereinander oder mit Titandioxyd benutzt werden. Widerstandskörper, die unter Benutzung von Niobpentoxyd oder Vanadinpentoxyd hergestellt wurden, zeigen hierbei gegenüber solchen, die unter Verwendung von Titandioxyd hergestellt wurdeii, noch den zusätzlichen Vorteil, daß sie bei wesentlich höheren Temperaturen als das Titandioxyd eine unveränderliche Kristallform und damit e'n unveränderliches elektrisches Verhalten bewabren.
Damit selbst während langer Benutzungsdauer und sehr hoher Benut zungsteinperatur der Widerstände mit Sicherheit ein gleichbleibendes elektrisches Verhalten gewahrt bleibt, ist es zweckmäßig, die Widerstände in einem mit einem reduzierenden oder nicht angreifenden Gas gefüllten Gefäß unterzubringen.
Die Widerstandskörper nach der Erfindun g lassen sich gut zur Dämpfun- von Einschaltüberströmen verwenden. Es ist besonders zweckmäßig, sie in Variatorwiderstände einzubauen. Die Widerstände können außerdem zur Spannungsregelung dienen. Es ist auch durch die Wahl möglichst holier spezifischer Widerstände für das Gemisch und durch die Erzwingung eines Ternperaturgefälles in der Richtung des Stromflusses möglich, eine fall-ende Stromspannungskennlinie zu erzeugen. Man kann diese Widerstandskörper leicht so bemessen, daß, sie Stromspannungskennlinien entsprechend der Abb. i oder der Abb. 2 zeigen. Bei einer ge-"ebenen Halterung und bei einer gegebenen Wärmeableitung ist die Form der Stromspannungskennlinie abhängig von dem spezifischen Widerstand des Widerstandskörpers. Dieser ist leicht durch eine entsprechende Zusaminensetzung des Gemisches aus geeigneten Mengen der leitenden und nichtleitenden Verbindungen einzustellen. Solche WidQrstände lassen sich mit großem Vorteil für viele Verstärkerschaltungen verwenden.
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Claims

PATEN TAN S PRU CII: Verfahren zur Herstellung von elektrisehen Widerstandskörpern mit negativem Teinperaturkoeffizienten aus isolierenden Oxyden und leitenden niederen Oxyden, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens 75#'o des Sintergemisches aus Titandioxyd und/oder Niobpentoxyd und/oder Vanadinpentoxyd, die sich im Temperaturbiereich von 8oo bis i 5oo - C im Wasserstoff nicht zu Metall reduzieren lasseii, und der Rest aus einem Erdalkalioxyd, insbesondere Magnesiumoxyd, besteht, das sich bei den Herstellungs- und Betriebsbedingungen nicht zersetzt und dessen spezifischer Widerstand mehr als i & Ohm - em2/cm be- trägt, und daß dieses Gemisch vermischt und geformt, dann zunächst in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre vorgebrannt und darauf in einer indifferenten oder reduzierenden Atmosphäre so hoch erhitzt wird, daß die erwähnten höheren Oxyde von Titan, Niob und/oder Vanadin in die leitenden niederen Oxyde mit einem spezi-,fischen Widerstand von ioOhm-cm2/cra oder weniger übergehen.