DE1040660B

DE1040660B - Thermistor with high temperature coefficient

Info

Publication number: DE1040660B
Application number: DES30350A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Ruthemann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1952-09-22
Filing date: 1952-09-22
Publication date: 1958-10-09

Description

Heißleiter mit hohem Temperaturkoeffizienten Heißleiter sind bekanntlich etektrische, Widerstände. deren Widerstandswert von der Betriebstemperatur abhängt. und zwar mit steigender Temperatur abnimmt. Derartige Widerstände werden in der Technik vielfach verwendet, beispielsweise als Anlaßwidersta.nd oder auch als regelbarer Widerstand, wobei entweder der Verhraucherstroni selbst die Aufheizung des Widerstandes und damit die Wid.ersta,ndswertänderung bedingt oder aber eine: Frendheizung.NTC thermistors with a high temperature coefficient are known electrical, resistances. whose resistance value depends on the operating temperature. and that decreases with increasing temperature. Such resistances are in the Technology is widely used, for example as a starter resistance or as a controllable one Resistance, with either the Verhraucherstroni itself heating up the resistance and thus the resistance due to a change in the lower value or else a: front heating.

Je nach den vielfältigen Anforderungen, die für diese Anwendungen gestellt werden, werden die,Heißleiterkörper aus bestimmtem Stoffgemischen. herge,-stellt, in: bestimmte Formen gebracht, in bestimmter `'eise mit wärmestauenden oder wärmeabführenden l?iiirichtungeii versehen usw.Depending on the diverse requirements for these applications are provided, the thermistor bodies are made from certain mixtures of substances. manufactured, in: certain forms, in certain '' ice with heat accumulating or heat dissipating l? iiirrichtungeii provided etc.

Für eine, Reihe von Anwendungsgebieten ist neben einuni bestimmten Kaltwert auch ein bestimmtes Ausstei-ungsverhältnis erforderlich. Unter Aussteuzrungsverhältn,is wird hierbei das Verhältnis des Kaltwiderstandes zu de Widerstandswert bei der höchst zulässigen Betriebstemperatur verstanden.In addition to a university, it is intended for a number of areas of application Cold value also requires a certain expansion ratio. Under control ratios, is becomes the ratio of the cold resistance to the resistance value at the highest permissible operating temperature understood.

Es sind verschiedene stoffliche Zusammensetzungen von Heißleitern bekannt, die einen besonders hohem '1`e,inperaturlcoe,ffiziemten des Widerstandes (im folgenden mit TK bezeichnet) aufweisen. Leider ist die zeitliche Konstanz ihres Widerstandswertes unbefriedigend. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heißleiterkörper zu schaffen, der einen hohen TK besitzt und eine befriedigende zeitliche Konstanz aufweist.There are different material compositions of thermistors known to have a particularly high '1`e, inperaturlcoe, ffiziemten of resistance (hereinafter referred to as TK). Unfortunately, the temporal constancy is hers Resistance value unsatisfactory. The object of the invention is to provide a thermistor body to create that has a high TC and a satisfactory temporal constancy having.

Die zahlreichen Untersuchungen, die im Verlauf der Lösung dieser Aufgabenstellung unternommen wurden, gingen aus bestimmten Gründez von. der an sich bewährten Zusammensetzung Nickeloxyd, Kobaltoxyd, Manganoxyd aus. Bei diesem Mehrstoffkörper wurde festgestellt, daß mit steigendem Gehalt an Kobaltoxyd der TK verringert wird. Andererseits konnte dieser Stoff nicht entfallen, da andere unerwünschte Erscheinungen dann eintraten. Ül"-"rraschende.rweise ergab sich eine vollkommen befriedigendc Lösung deir gestellten Aufgabe, als man da, Koba,ltoxyd in dem genannten Mehrstoffkörpe-r durch Zinkoxyd ersetzte.The numerous investigations that were carried out in the course of solving this problem were undertaken, went by for certain reasons. the proven composition Nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide from. With this multi-substance body it was found that the TC is reduced with increasing cobalt oxide content. On the other hand, could this substance is not omitted, since other undesirable phenomena then occurred. Surprisingly, there was a completely satisfactory solution for the proposed solution Task, as one there, Koba, ltoxide in the said multicomponent body through zinc oxide replaced.

Erfindungsgemäß besteht daher ein aus einem Geinisch mehrerer Oxyde gesinterter Heißleiter finit hohem TK und großer zeitlicher Konstanz des Wi.derstandswerteis, welcher unter anderem Mangamoxyd und Nickeloxyd enthält, aus einer zusammengesinterten '%Mischung von. Nickeloxyd, Zinkoxyd und. Manganoxyd. Je, nach der prozentualen Zusammensetzung lassen sich die Kaltwerte und auch die TK in einem gewissen Bereich variieren, so daß man in der Lage ist, für viele auftretende Forderungen einen entsprechenden Heißleiterkörper zu bilden. Die Sinterbedirtgungen sind im wesentlichen die gleichen wie l;ei dein bekanntem Gemisch Nickel-, Kobalt- und Manganoxvd.According to the invention, there is therefore a mixture of several oxides sintered thermistor finite high TK and great temporal constancy of the resistance value, which contains mangamite and nickel oxide, among other things, from a sintered one '% Mixture of. Nickel oxide, zinc oxide and. Manganese oxide. Depending on the percentage Composition can be the cold values and also the TK in a certain range vary, so that one is able to find a corresponding one for many requirements To form thermistor body. The sintering conditions are essentially the same as in the well-known mixture of nickel, cobalt and manganese oxides.

Bei den bisher untersuchtem Möglichkeiten ergab sich ein spezifischer Widerstand von 7 ... 120 kOhm # cm, während die TK-Werte bei 20° C zwischen 4,4 und 5,3 %/° C lagen.The options investigated so far resulted in a specific resistance of 7 ... 120 kOhm # cm, while the TC values at 20 ° C were between 4.4 and 5.3% / ° C.

Unerwarteterweise haben die erfindungsgemäßen Heißleiter noch weitere Vorteile. Der Gestehungspreis der @N"iderstän ,de ist geringer, weil das Zinkoxyd, im Durchschnitt gesehen, nur ein Sechstel des Gestehungspreises des Kobaltoxydes erfordert. Trotz dieses niedrigeren Preises enthält gerade Zinkoxd relativ wenig Verunreinigungen, sc daß es ohne besondere Aufbereitung für den Aufbau des Heißleiterkörpe:rs Verwendung finden kann. Des weiteren zeigte sich, da.ß die erfinJungsge:mäßen Oxydgemische außerordentlich günstige Strangpreßeigen.schaften haben, so da,ß also die Fertigung in einer bekanntlich sehr billigen Weise durchgeführt werden kann. Außerdem ergab sich, daß die mechanische Festigkeit der gesinterten, erfindungsgenäßen Heißleiterkörper größer ist als die der Vergleichskörper, was ebenfalls für die Fertigung und die Verwendung von unschätzbarem @'c@i-teil ist.Unexpectedly, the thermistors according to the invention have further ones Advantages. The cost price of the @N "iderstän, de is lower because the zinc oxide, on average, only a sixth of the cost price of cobalt oxide requires. Despite this lower price, zinc oxide in particular contains relatively little Impurities, sc that there is no special preparation for the construction of the thermistor body: rs Can be used. It was also found that the oxide mixtures according to the invention Extraordinarily favorable extrusion properties have, so there, so the production can be carried out in a manner known to be very cheap. Also revealed that the mechanical strength of the sintered thermistor body according to the invention is larger than that of the reference body, which is also important for the production and the Use of invaluable @ 'c @ i part is.

f?ctuen-c°rsuchsl>cc;l>a:chtungen zeigten weiterhin, daß die Zcitlce:ista,iz der Widerstandswerte bei Lagerung sehr günstig ist. Nach Lagerzeiten bis zu 1 Jahr lagen die genirsscnen Widerstandsabweichungen noch im l@c::ich der :@Irßfuhlcr. was in Rücksicht auf den li(,-li"n TK-Wert dieci- Widerstände einem Teinper::-turfehler von ± 0,2° C entspricht. Infolge des hohen TK sind Aussteuerungsverhältnisse weit über 100 zu erreichen. Auch frei Dauerwechselversuchen an erfindungsgemäßen Heißleitern mit Aussteuerungsverhältnissen bis zu 350 ergaben sich lediglich maximale Änderungen des Kaltwiderstandes von 10%. Bei -der Untersuchung der stofflichen Zusammensetzung ergab sich. daß es sinnvoll ist, wenigstens 40 Molprozent Manganoxyd zu verwenden, um hinsichtlich des Kaltwiderstandes in einen gut verwendungsfähigen Bereich zu gelangen. Die Zinkoxydbeimengung soll, wie :ich zeigte, wenigstens 5 Molprozent betragen, während der Rest aus Nickeloxyd besteht.f? ctuen-c ° rsuchsl> cc; l> a: gtungen also showed that the Zcitlce: ista, iz the resistance values during storage are very favorable. After storage times of up to 1 year were the genirsscnen resistance deviations still in the l @ c :: I der: @ Irßfuhlcr. what in regard to the li (, - li "n TK value dieci- resistances to a Teinper :: - turfehler of ± 0.2 ° C. As a result of the high TK are modulation ratios reach well over 100. Also free endurance tests on the invention NTC thermistors with modulation ratios of up to 350 only resulted in maximum Changes in cold resistance of 10%. When examining the material composition surrendered. that it makes sense to use at least 40 mole percent manganese oxide, in order to be in a usable range in terms of cold resistance reach. As I have shown, the addition of zinc oxide should be at least 5 mole percent while the rest consists of nickel oxide.

Eine besonders günstige Zusammensetzung ist 60 llolprozrrit Manganoxyd, 15 Molprozent Zinkoxyd und Rest Nickeloxyd.A particularly favorable composition is 60 llolprocrite manganese oxide, 15 mole percent zinc oxide and the remainder nickel oxide.

Die erfindungsgemäßen Heißleiter haben infolge der besonders hervorstechenden Werte einen großen Anwendungsbereich. Insbesondere können sie als Anlaßheißleiter mit Selbstaufheizung oder auch mit Fremdbeheizung benutzt werden, sie können aber auch als Regelheißleiter mit Fremdbeheizung benutzt werden, beispielsweise als Lautstärkeregler in Rundfunkgeräten.The thermistors according to the invention have due to the particularly prominent Values a wide scope. In particular, they can be used as an event heat conductor can be used with self-heating or with external heating, but they can can also be used as a control thermistor with external heating, for example as a volume control in radios.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Heißleiter ist jedoch nicht auf die genannten Gebiete beschränkt, sondern überall da möglich, wo sie sich hinsichtlich ihrer Kaltwerte und ihres Aussteuerungsv erhältnisses wegen anwenden lassen. Wegen des großen Temperaturkoeffizienten sind sie z. B. auch zur Temperaturmessung gut geeignet, da sie mit einem billigen :@lcl.linstrument gekoppelt werden können.However, the application of the thermistor according to the invention is not limited to the areas mentioned are limited, but possible wherever they are in terms of because of their cold values and their modulation ratio. Because the large temperature coefficient they are z. B. also good for temperature measurement suitable because they can be coupled with a cheap: @ lcl.linstrument.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Sintered thermistor consisting of a mixture of several oxides, which contains manga oxide and nickel oxide, among other things, characterized in that it is made from @langanoxvd. Nickel oxide and zinc oxide.

2. NTC thermistor according to claim 1, characterized in that. that it is at least 40 mole percent Contains manganese oxide.

3. NTC thermistor according to claim 1 or 2, characterized in that that it contains at least 5 mole percent zinc oxide.

4. NTC thermistor according to claim 1 to 3. characterized in that it consists of 60 mole percent 'langanoxide, 15 mole percent zinc oxide and the balance consists of nickel oxide.

5. NTC thermistor according to claim 1 or one of the following, characterized by its use as an event heat conductor.

6. NTC thermistor according to claim 1 or one of the following with external heating, characterized by its application as a rule hot conductor. Publications considered: German Patent Specifications No. 842 966, 639 660; U.S. Patent No. 2,274,592.