Резистивный материал

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоескомь свидетельствь (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 24.11.78 (21) 2688753/18-21 (51) М. Нл. с присоединением звявки Йо (23) Приоритет

Н 01 С 7/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 300581 Бюллетень Но 20 (53) ЬДК 621. 316. 8 (088. 8) Дата опубликования описания 30.0581 (72) Авторы изобретения

Г.В.Базуев, О.В.Макарова и Г.П.Швейки

Институт химии Уральского научного центра АН .Ж46Ф " (71) Заявитель (54) РЕЗИСТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к разработке резистивного материала на основе токопроводящих сложных оксидов титана и редкоземельных элементов, который может быть использован в качест-. ве элементов электрических цепей.

Известен резистивный материал, состоящий из полуторного оксида титана Т i 0> (11 .

Недостатком известного материала является сложная температурная зависимость удельного электросопротивления, которое в интервале температур

29(;473 К уменьшается от 1 до

10 0М см и далее изменяется как у металлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 2О резистивный материал на основе сложного оксида титана и редкоземельного элемента, ортотитанатов редкоземельных элементов, состава LuTig, где Lu - редкоземельный элемент, удельное электросопротивление которого при 290 К изменяется в зависимости от природы редкоземельного элемента от 8 10 +0M:ñì для LaTiO> до "10 Ом. см для LuT10з (2j. ЗО

Однако в ряду ортотитанатов редкоземельных элементов высокая электропроводность металлического типа характерна только для LaTiОз, остальные соединения LuTiO, где Lu — редкоземельный элемент, от Се до Lu обладают более высоким удельным сопротивлением полупроводникового характера.

Цель изобретения — повышение электропроводности и расширение диапазона удельного сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что резистивный материал, содержащий окисел редкоземельного элемента; двуокись титана и ацетиленовую сажу, содержит исходные компоненты в следующих количествах, вес.Ъ|

Окисел редкоземельного элемента 58,72-66,99

Двуокись титана 30,69-40,78 Ацетиленовая сажа 0,3-4,53

Предложенный резистивный материал получают путем спекания в вакууме смеси, состоящей из диоксида титана, оксидов редкоземельных элементов и твердого углерода, используемого в качестве восстановителя Тi4+ o Ti .3t

834777!

Р при 290 К, OM см

Состав известного материала

9 10

Се,99Т i 0

Се 7Т Оз

1-10

1 10

СеТ i Оз

Углерод берут с 15-20% избытком против стехиометрии. Исходный материал тщательно перемешивают, прессуют и прокаливают сначала в низком вакууме (10 "- 10 мм рт.ст.) при

1100-1200 С до прекращения выделения

5 окиси углерода, а затем в высоком вакууме (10 — 10 мм рт.ст.) при

1400 С в течение 20-25 ч. Продукт перетирают, из него прессуют образцы, пригодные для измерения сопротивления, которые подвергают повторному отжигу при 1450ОС в течение 12-15 ч, Ниже приведены конкретные примеры получения резистивного материала предложенного состава и его характеристики.

15 Пример 1. 6,21 г диоксида церия СеОд, 4,12 г диоксида титана

Т i О и О, 25 г ацетиленовой сажи перетирают, таблетируют и прокаливают в вакууме 10 " — 10 мм рт.ст. при : 20

1200 С до полного прекращения выделения окиси углерода, а затем в вакууме 10 — 10 мм рт.ст. при 1400 С в течение 25 ч. Продукт перетирают, из него готовят образцы в виде па- 25 раллелепипеда размером Зх5 25 мм и подвергают дополнительному отжигу при 1450 С в течение 12 ч. Получают

:материал состава С ед i 0, содержащий

59, 2 sec.% 6e O>, 37, 0 haec. % Т i O<, З0 остальное Т 0 . Величина удельного сопротивления р при 290 К составляет. 1-10 Э Ом.см.

Пример 2. 7,2 г СеО, 3,4 г

ТiО и 0,5 r ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1. Получают материал состава Се„ вТ Оз, содержащий 69,4Ъ Се Оз, 0,1 TiO>, остальное Т ОЗ, с величиной удельного со.противления р при 290 К равной

9 10 Ом.см. 40

При ме р 3. 5 93 r Pr>0>, 4,11 г TiO и 0,03 r ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1.

Получают материал состава P r> T i 0 содержащий 59 ЗЪ P r> Оg, 37 01 Т i О, 45 остальное Т 03. Удельное сопротивление Р при 290 K составляет

2 10 Ом.. см.

Пример 4. 696 г Pr>0>, 3, 38 г Т i О и О, 25 г ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1.

Получают материал состава P г з9Т i О>, содержащий 69,5Ъ P г. О, О, 1 t i0>, остальное Т (03, с величиной удельнфо сопротивления Р при 290 К равной 1 10 Ом см.

Состав предло- Я при 290 К, женного мате- Ом см риала

Пример 5. 5,98 r Nd O>, 4, 06 г Т i 0> и 0,03 r ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1.

Получают материал состава М4О7ТiO>, содержащий 59,8% йд О, 36,5% Т(0 остальное Тi 0 >, с величиной при

290 К равной 8.10 Ом см.

Пример 6 ° 70 г йдО

3,40 г TiO и 0 25 r ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1.

Получают материал состава Nd„TiO@ содеРжащий 70,0% Вд ОЭ, 0,.1% ТiO остальное Т! О>, с величиной удельного сопротивления Р при 290 К равной 1-10 Ом см

Пример 7. 6 О г Sm<0, 3,97 r TiO< 0,03 r ацетиленовой сажи обрабатывают, как в примере 1.

Получают материал состава Nd< TiO, содержащий 64,5Ъ 5м О., 22,2% Т 0, остальное Т1дОз, с величиной Р при

290 К 1-10 Ом.см.

Пример 8. 7,08 r Sm<0, 3, 24 r Т О и 0,245 r ацетиленовой сахси обрабатывают, как в примере 1.

ПолУчают материал состава Smzg@T(Оз, содержащий 64,2% Sm О, О, 1% TiO, остальное Т 0, р йрй 290 К составляет 1 Ом -см.

В таблице приведены значения удельного сопротивления предложенного резистивного материала состава

L u Т О Ъ при различных значениях Х (0,7 х (1,0) и удельного сопротивления известного- резистивного материала состава LuÒ 03 .

Как следует из таблицы, предложенные резистивные материалы на основе сложных оксидов титана и редкоземельных элементов состава LuхTi09, где 0,7 (х (1,0, обладают высокой электропроводностью металлического типа. Предлагаемый резистивный материал состава Lu Ti0 при 290 К имеет в 10-100 раз более высокую электропроводность, чем известный резистивный материал состава LuTiO> .

Изменение содержания в предлагаемом резистивном материале редкоземельного металла обеспечивает расширение диапазона удельного сопротивления при сохранении одного и того же редкоземельного элемента. Так, путем изменения Х в N s T О з от 1, О О до 0,8 получают материал с удельным сопротивлением при 290 К, изменяющемся в диапазоне 1, 5 ° 10 — 2. 10 - Ом см.834777

Продолжение таблицы

Я при 290 К, Ом см

Состав предложенного материала

Р при 290 К, Ом см

Состав известного материала

1 ° 10

1 ° 10 "

8 ° 10

2 ° 10-2

1,5 10

P Г099Т 303

Надщт 0, PrТi0

Мат 03

07 i 03 о,з i 0>

07 Ъ

SmT 0

1,0

4,2

1 10"""

Составитель В.Ленская

Техред M. Голинка Корректор М.Коста

Редактор M.Òêà÷

Заказ 4112/79 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Формула изобретения

Резистивный материал, содержащий окисел редкоземельного элемента, двуокись титана и ацетиленовую сажу, отличающийся тем, что, с целью йовышения электропроводности и расширения диапазона удельного со-, противления, он содержит исходные компоненты в следунщих количествах, вес.В:

Окисел редкоземельного элемента 58,72-66,99

Двуокись титана 30,69-40,78

Ацетиленовая сажа 0,3-4,53

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Ф 47961, кл. Н 01 В 1/00, 1972.

2. Базуев Г.В., Швейкин Г.П. Известия AH СССР. Неорганические материалы. 1978, т. 14, вып. 2, 267 (прототип).