Способ изготовления заготовок для высоконелинейных варисторов

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесттубпик в 924767ао делом изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А. Б. Глот и В. Т. Виницкий нДнепропетровский ордена Трудового Красн го Зйамейи,государственный университет им. 300-летиявоссоединения Украины с Россией(71) Заявитель 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ВЫСОКОНЕЛИНЕЙНЫХ ВАРИСТОРОВ Изобретение относится к полупро-водниковой технике, в частности ктехнологии 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 уре То =1170-1670 К Г 13,Недостком способа является недостаточная воспроизводительность электрических параметров высоконелинейныхваристоров.15Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ изготовления материала для высоконелинейных варисторов,включающий смешивание оксида цинка сдобавками, мокрый помол полученнойсмеси, 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.1так 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 стабильнос 3 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 о 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/смНа 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 величиной 5-10 А см,- Кривые 1 и 2 приведены для образцов, изготовленных по известному спо- д 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 формулойЯ =103- 10 3гдеи- плотность тока при напряженности электричеслкого поля Е = 3-10 В(на низконелинейномучастке) измеренная соответственно до и после 7 4пропускания через образцы сильного постоянноготока 2 = 5 10 А см,Способ осуществляется следующимобразом.Предварительно просушенные до постоянного веса компоненты взвешивают.Для приготовления керамики используется следующий компонентный состав(мол.Ф): 89 Еп 0, 5 Бп( 5 Со 0,1 В 10.Мокрый помол шихты (используется дис-тиллированная вода) производят в фарфоровых ступках в течение 2 ч, послечего шихту сушат в термостате при370 - 390 К. Из полученного порошкапрессуют. диски диаметром 10-15 мм итолщиной 2 - 3 мм под давлением400 кг/см, Диски располагают на магнезитовой подложке, на которую предварительно нанесен тонкий слой порошкообразной А 100 и помещают в силитовуюпечь с воздушной атмосферой. Обжигпроизводится при плавном подъеме температуры со скоростью 300 град/часдо 1520 К, при выдержке в течение 1 чи снижении температуры с той же скоростью до комнатной, После этого производят сухой помол полученных образцовв фарФоровых ступках в течение 15 -30 мин и прессование заготовок под.давлением 900 - 1300 кг/см.Прессование заготовок после сухогопомола под давлением ниже 900 кг/смнецелесообраэно, так как не обеспечивается необходимая механическая прочность. Прессование при давлении выше1300 кг/см приводит к получению после обжига неоднородных образцов с плохо воспроизводимыми электрическимипараметрами,Затем повторяют обжиг в прежнем режиме.Для создания электродов на шлифованные поверхности дисков наносят индий -галлиевую эвтектику.Изобретение позволяет упроститьтехнологический процесс изготовлениякерамики для высоконелинейных варисторов и сократить время полного технологического цикла.+0,01 900 1000 1300 1400 1500 Время сухогопомола, мин Давление прессования заготовок передвторым обжигом, кг смПоказательстабильностиВАХю еПример (проведенотолько измельчениет.е. максимальныйразмер частица ЬОО мкм) Пример (д " 150 "- 400 мкм) Предлагаемый спо"соб (Й " 501.00 мкм) Пример (с " 1 О мкм) Пример (заготовка послепрессования недостаточно прочна) П редла га емыйспособ Пример (на образце обжигаследы растрескивания) Пример (образец с трещинами)92476 7 Таблица 2 Температура первого обжига оС Температура второго обжига 0 С Показатель стабильности 8 АХ Примечание+0,7 Пример Формула изобретенияСпособ изготовления заготовок для 35 высоконелинейных варисторов, включающий смешивание оксида цинка с добавками, мокрый помол полученной смеси, прессование, обжиг заготовок, измельчение полученного материала, повтор ное прессование порошкообразной смеси и повторный обжиг, о т л и ц а ю - щи й с я тем, что, с целью повышения воспроизводимости и повыше ения стабильности вольт-амперных ха ь-0,12 -0,18 -0,11 -0,27 -0,25 -0,18 -0,13 +0,23 -0,17 -0,14 -0,23 рактеристик варисторов, измельцениепроводят до величины частиц с 1= 50100 мкм в течение 15 - 30 мин, аповторное прессование осуществляютпри давлении 900-1300 кг/смИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Опубликованная заявка ФРГИф 2461051 кл. Н 01 С 7/10, 1977.2. Опубликованная заявка ЯпонииВф 53-22277 кл. Н 01 С 7/10, 1979прототип).О. Чернышогунова оставител Сере ецактор Ю Ц Р В 70 Тираж 758сударственного лам изобретенисква ЖРа иал ППП "Патент", г. Уж ех аказ 2829/ Подпис комитета СССРи открытийщская наб. д. 1/5.Вгород, ул. Проектная ВНИИПИ Го по де 11305, Ио