[其他]稀土熱敏電阻

無效

• 申請號: 85102219
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102219A
• 公開（公告）日: 1986-09-24
• 發明（設計）人: 李卓棠
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: H01C7/04
• 分類號: H01C7/04
• 代理公司: 中國科學院長春專利事務所
• 代理人: 宋天平,曹桂珍

本發明屬于用于測溫、控溫的稀土熱敏電阻的化學組成及制造工藝。

與熱電偶相比，利用熱敏電阻測溫具有成本低、靈敏度高、輸出信號大、不需要冷端補償等優點。以前已實用化的熱敏電阻一般由單組分或多組分Cr、Mg、Fe、Co、Ni、Cu和Zn等元素的氧化物組成，在較高溫度下易分解，因此適用于低于200℃環境中使用。福特汽車公司（美國申請號US857498）曾提出了用稀土元素、過渡元素和氧組成的熱敏電阻（分子式為RFeO₃）。但僅具體介紹了PrFeO₃化合物作為溫度補償器與氧敏感器匹配用在汽車內燃機燃料反饋控制系統。該申請雖然提到了用其他過渡元素如Mg、Co代替RFeO₃中Fe的可能性，但沒有具體實施，更沒有給出有關材料的具體配方和熱敏參數。

本發明提供了克服上述缺點適用于200℃以上環境中測溫、控溫的熱敏電阻化學組成及制造工藝。

本發明的構成如下所述：

1.本發明的熱敏電阻材料以稀土氧化物、氧化鐵和氧化鈷為原料，經高溫固相反應而制成。其組成通式為：RFe_xCo_1-xO₃其中R為稀土元素，1＞X≥0.5。

2.制備工藝：

a予燒：稀土氧化物和氧化鈷在800～850℃予燒2小時;氧化鐵在200℃烘干脫水2小時，經處理后的氧化物分子式分別為R₂O₃、Co₃O₄、Fe₂O₃。

b研磨：按所需化學配比稱取前述氧化物，用瑪瑙研缽充分研磨，混勻。

C焙燒：研磨混勻的混和物置于1200～1400℃下高溫反應20小時。

d再研磨：將焙燒所得產物再研磨、混勻。

e再焙燒：將研磨混勻后的產物置于1200～1400℃下再高溫反應20小時。

f調糊：將再焙燒產物用2%聚乙烯醇水溶液調成糊狀。

g點珠：在絲間距為0.4mm的兩根φ0.1mm鉑絲上將糊狀物制成φ1mm左右的珠體，珠體重量約5mg。

h燒結：將前述珠體在室溫下陰干1晝夜后，置于電爐中，先以每小時200℃的速率升溫至400℃，恒溫1～2小時。然后以每小時300℃的速率升溫至1200～1400℃，燒結20小時后自然冷卻。

i老化：燒結后的珠體在650℃下老化一周。

j焊引線：在老化后珠體的鈷電極上，焊以φ0.2mm銀絲作引線，即成本發明所述之熱敏電阻元件。

本發明所述的熱敏電阻的熱敏性質與其組成、組分有明顯關系，同一稀土元素化合物，隨鐵的含量增加，元件的材料常數B值增加，可利用的測溫區域向高溫區移動，元件的標稱阻值增加，組成相同而稀土元素不同的化合物（即RFe_xCo_1-xO₃中，X值相同，R不同）隨稀土元素的原子序數增加，材料常數B值增加，可利用的測溫區域向高溫區移動。可以通過調節不同稀土元素、不同的鐵、鈷含量，制備出所需參數的熱敏電阻。

本發明用下面例子進一步說明。

實例：按上述工藝條件制備出LaFe_0.7Co_0.3O₃（下稱A元件）和LaFe_0.8Co_0.2O₃（下列B元件）配比的熱敏電阻元件。它們的使用溫度范圍分別為150～550℃和250～650℃，它們的材料常數B值分別為7.30×10³oK和9.43×10³oK

表1給出了在各個溫度下熱敏電阻元件的電阻溫度系數α值。

表1????A、B元件的電阻溫度系數α值（%）

表2給出了元件在650℃下考驗1200小時過程中550℃時的阻值偏差及對應的溫度飄移。

實驗表明A、B元件無遲滯效應，在冷熱沖擊下元件阻值保持穩定。

伏安特性測量結果表明，若選取100μA為測量電流，在整個使用溫區范圍內是安全可靠的，靈敏度是足夠的，由于元件自熱給測量帶來的誤差可以忽略不計。

表2????元件1200小時高溫考驗穩定性數據

表3給出A、B元件的主要技術指標

表3????A、B熱敏元件的主要技術指標