DE2937173C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Vormaterial für elektrische Widerstände,
das aus einem Gemisch einer oder mehrerer metalloxidischer
Verbindungen, eines permanent existenten und
eines zeitweilig existenten Bindemittels, eines oder
mehrerer Metalloxide und gegebenenfalls eines Metalls besteht,
wobei in diesem Vormaterial ein Metallrhodat als
widerstandsbestimmende Verbindung vorhanden ist.
Weiter betrifft die Erfindung einen Widerstand, der aus
dem auf einem Substrat angebrachten, durch Erhitzung von
dem zeitweilig existenten Bindemittel befreiten und mit
Anschlußdrähten versehenen Vormaterial für elektrische
Widerstände besteht.
Ein derartiges Vormaterial für elektrische Widerstände ist
in der deutschen Offenlegungsschrift 27 10 199 beschrieben;
in diesem Vormaterial ist die widerstandsbestimmende
Verbindung ein Metallrhodat der Zusammensetzung M₃Rh₇O₁₅,
wobei M vorzugsweise Pb oder Sr ist.
Der Vorteil dieser bekannten Verbindung im Vergleich zu
vielen früher vorgeschlagenen oxidischen Verbindungen zur
Anwendung als widerstandsbestimmende Verbindung in Vormaterial
für elektrische Widerstände ist der, daß es sich um
ein ausreagiertes Produkt handelt, das mit Hilfe eines
permanent existenten Bindemittels und gegebenenfalls mit
einer anderen widerstandsbestimmenden Verbindung mit einer
abweichenden Temperaturabhängigkeit des elektrischen
Widerstandes auf einfache Weise auf einem geeigneten Substrat
zu einem Widerstand zusammengebaut werden kann.
Bis dahin wurden meistens Widerstandspasten verwendet, wobei
die widerstandsbestimmende Verbindung erst bei Ausheizen
derselben auf einem Substrat durch Reaktion mit einem
glasartigen Bindemittel, z. B. einem Bleioxidglas, erhalten
wurde. Dies bedeutete ziemlich lange Erhitzungszeiten
(z. B. 0,5 h) bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur
(∼800°C).
Ein weiterer Vorteil ist der lineare negative Temperaturkoeffizient
des Widerstandes (TC R ) dieses Materials; ein
derartiges Temperaturverhalten ergibt sich nur selten. Dadurch
wird es möglich, durch Kombination dieser Verbindung
mit viel häufiger vorkommenden Verbindungen mit einem
linearen positiven Temperaturkoeffizienten Widerstände mit
einem sehr niedrigen TC R -Wert (TC R <100 × 10-6/°C) in
einem Temperaturbereich von -100°C bis +200°C zu bilden.
Die Erfindung schafft nun eine widerstandsbestimmende Verbindung
mit einem linearen positiven TC R -Wert, ebenfalls
vom Rhodattyp, das mit Verbindungen mit einem linearen
negativen TC R -Wert zu Widerständen mit einem niedrigen
TC R -Wert zusammengebaut werden kann (TC R <100 × 10-6/°C).
Das Vormaterial für elektrische Widerstände nach der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß diese widerstandsbestimmende
Verbindung Thalliumrhodat der Zusammensetzung
TlRh₂O₄ ist.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß diese Verbindung,
die eine ganz andere Kristallstruktur und eine ganz andere
Elementarzelle als die obenstehenden bekannten Metallrhodate
aufweist, einen positiven linearen TC R -Wert besitzt.
Wie oben bereits erwähnt wurde, können Widerstände mit
niedrigem TC R -Wert geschaffen werden, die eine zweite
widerstandsbestimmende Verbindung mit einem negativen
linearen TC R -Wert enthalten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird dazu ein
Metallrhodat M₃Rh₇O₁₅ gewählt, wobei M vorzugsweise gleich
Pb oder Sr ist (siehe deutsche Offenlegungsschrift
27 10 199).
Ein niedriger TC R -Wert kann auch dadurch erreicht werden,
daß in dem Thalliumrhodat ein Teil des Thalliums
durch ein Metall, z. B. Blei, ersetzt wird, das wegen seiner
Größe in das Thalliumrhodatgitter eingepaßt werden
kann. Die Substitution ist bis zu Tl x Pb₁- x Rh₂O₄ möglich,
wobei 0,5 < x < 1 ist. Dabei ist es sogar bei kleinem x
möglich, daß der Temperaturkoeffizient negativ wird, wodurch
eine Kombination mit Material mit einem positiven
Temperaturkoeffizienten möglich wird.
Die Herstellung von Widerständen mit Vormaterial nach der
Erfindung erfolgt dadurch, daß der (die) widerstandsbestimmende(n)
Bestandteil(e) mit einem permanent existenten
Bindemittel und einem organischen ausheizbaren, zeitweilig
existenten Bindemittel gemischt wird (werden). Nachdem dieses
Gemisch auf einem Substrat angebracht ist, wird das
zeitweilig existente Bindemittel durch Erhitzung verflüchtigt
und/oder zersetzt, wobei das permanent existente
Bindemittel durch Schmelzen, Erweichen oder Sintern den
Zusammenhalt sicherstellt. Das permanent existente Bindemittel
kann ein vorzugsweise niedrig schmelzendes Glas,
aber auch ein Kunststoff sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele
näher erläutert.
Thallium-Bleirhodat wird dadurch hergestellt, daß Tl₂O, PbO
und Rh₂O₃ in stöchiometrischem Verhältnis an Luft drei
Stunden auf eine Temperatur von 700°C erhitzt wird, das
erhaltene Reaktionsprodukt abgekühlt und auf eine mittlere
Korngröße von 0,2 µm vermahlen wird.
Gemische dieser Pulver werden in verschiedenen Verhältnissen
mit Glaspulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von 1 µm und auch in verschiedenen Verhältnissen
mit Bleirhodat Pb₃Rh₇O₁₅ und Glaspulver gemischt. Das
Bleirhodat wird auf gleiche Weise wie das Thallium-Bleirhodat
hergestellt. Die Gemische werden mit Hilfe von
Benzylbenzoat und Äthylcellulose zu Pasten verarbeitet.
Die Zusammensetzungen der verwendeten Glaspulver sind in
der folgenden Tabelle angegeben (Angaben in Gew.-%)
Die Pasten werden auf Alundumplatten ausgestrichen, an
Luft getrocknet und dann über eine Dauer von 15 min in
Luft erhitzt. Die erhaltene Schichtdicke ist etwa 20 µm.
In der nachfolgenden Tabelle sind einige Thallium-Bleirhodate,
mit einer der obenstehenden Glaszusammensetzungen
und gegebenenfalls mit Bleirhodat Pb₃Rh₇O₁₅ gemischt, mit
der Erhitzungstemperatur, dem erhaltenen Flächenwiderstandswert
und dem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes
(× 10-6/°C) angegeben.
Claims (7)
1. Vormaterial für elektrische Widerstände, das aus einem
Gemisch einer oder mehrerer metalloxidischer Verbindungen,
eines permanent existenten und eines zeitweilig existenten
Bindemittels, eines oder mehrerer Metalloxide und gegebenenfalls
eines Metalls besteht, wobei in diesem Vormaterial
ein Metallrhodat als widerstandsbestimmende Verbindung
vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese widerstandsbestimmende Verbindung Thalliumrhodat
der Zusammensetzung TlRh₂O₄ ist.
2. Vormaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine Verbindung
mit einem negativen Temperaturkoeffizienten des
Widerstandes (TC R ) enthält.
3. Vormaterial nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung mit negativem TC R-Wert ein Metallrhodat
der Zusammensetzung M₃Rh₇O₁₅ ist, wobei M=Pb oder
Sr ist.
4. Vormaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Thalliumrhodat ein Teil des Thalliums durch
Blei bis zur Zusammensetzung Tl x Pb1-x Rh2O4 ersetzt ist mit
0,5 < x < 1.
5. Vormaterial nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß es außerdem eine Verbindung mit einem entgegengesetzten
Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (TC R ) in
einer derartigen Menge enthält, daß dadurch ein gewünschter
Pegel des TC R -Wertes erreichbar ist.
6. Verwendung des Vormaterials nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung eines elektrischen
Widerstandes, wobei das als Paste auf ein Substrat
aufgebrachte, durch Erhitzen von dem zeitweilig existenten
Bindemittel befreite und durch das permanent existente
Bindemittel mit dem Substrat zu einem zusammenhängenden
Körper zusammengebaute Vormaterial mit Anschlußdrähten
versehen wird.
7. Neuer Werkstoff mit der Zusammensetzung Tl x Pb1-x Rh2O4
mit 0,5 < x 1.
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D2 | Grant after examination | ||
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