Масса для изготовления токопроводящей пленки резистивного электронагревателя

Г ОСУДАРСГВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕПАРУСЬ(54) МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКОПРОВОДЯГЦЕЙ ПЛЕНКИ РЕЗИСТИВНОГО ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯ(71) Заявитель Г омелъский государственный университет им. Ф. Скорины (В)(73) Патентообладатель Гомельский государст венный университет им. Ф. Скорины (ВУ)Масса ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ токопроводяшей ПЛЕНКИ РЕЗИСТИВНОГО электронагреватсля, СОДЕРжащая ТОКОПРОВОДЯЩИЙ ПОРОШОК И ХСИДКОЕ СТЕКЛО, ОТЛИЧВЮЩНЯСЯ ТЕМ, ЧТО ОНИ СОДЕРЖИТ В каЧЕСТВЕ ТОКОПРОВОДЯЩЕГО порошка ПОРОШОК ЗЛЮМИНИЯ, а В качестве ХСИДКОГО СТЕКЛЕ. - ЖИДКОЕ натриевое ИЛИ КЗЛИЕВОЕ СТЕКЛО при СЛЕДУЮЩЕМ СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ, мас. 2порошок алюминия 20-95 ясидкое натриевое или жидкое калиевое стекло 5-80.1. Кудрявцев И.Ф. и др. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве. - Минск, 1973. - С. 7-36. 2. А.с. СССР 745023, МПК Н 05 В 3/14, 1980 (прототип).Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к составам для высокотемпературного получения токопроводящей резистивной пленки на кремнеземсодержашей подложке и может быть использовано для изготовления пленочных электронагревателей.Известна массаизготовления токопроводящей пленки резистивного элекгронагревателя,содержащая токбпроводяший порошок и жидкое натриевое стекло 1. В известной массе в качестве токопроводящего порошка используют ферросилиций, что требует усложненной технологии получения массы, ограничивает производительность получения токопроводящей пленки,а также возможность ее получения на иных подложках. кроме стеклоэмалевых на сплаве железа из-за сложности согласования коэффициентов линейного расширения и низкой адгезионной прочности. Полученная пленка изменяет свои физические и механические свойства под действием влаги.Наиболее близкой к заявляемой является масса для изготовления токопроводящей пленки резистивного элекгронатревателя. содержащая токопроводящий порошок и жидкое натриевое стекло 2. В качестве токопроводящего порошка масса содержит ферросилиций. а также содержит воду, поташ, глину. Использование ферросилиция усложняет технологию получения и хранения массы, ограничивает использование известной массы нанесением на подложки из железа и его сплавов. покрытых стеклоэмалью. Полученная токопроводящая пленка не обладает достаточной адгезионной прочностью к иным, кроме перечисленных, подложкам, изменяет свои физико-хиеханическгхе свойства под действием влаги.Заявляемое изобретение решает задачу создания массы для изготовления токопроводяшей пленки резистивного электронагревателя путем высокотемпературного обжига кремнеземсо х Ндержащей подложки с нанесенным слоем массы. Получаемая, согласно изобретению, токопроводящая пленка характеризуется более высокой адгезионной прочностью, влагостойкостью, не изменяет своих электрофизических и физико-механических свойств при длительном воздействии влаги и может быть получена на широком классе кремнеземсодержащих подложек из стеклокерамики, на стеклоэмалях и керамике.Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что масса для изготовления токопроводящей пленки резистивного электронатревателя, содержащая токопроводящий порошок и жидкое натриевое стекло, в качестве токопроводящего порошка содержит порошок алюминия, вместо жидкого натриевого стекла может содержать жидкое калиевое стекло, а компоненты массы взяты при следующем соотношении в массовых процентах порошок алюминия 20 95 ишлкое натриевое стекло или жидкое калиевое стекло 5 80.Согласно изобретению, заявляемую массу наносят на кремнеземсодержашую подложку ровным однородным слоем и обжигают вместе с подложкой при температурах, как правило, 700 1100 С. Расплавленный алюминий, взаимодействуя с оксидами натрия (калия) и кремния, получившимися при разложении жидкого стекла, а также с диоксидом кремния подложки, проникает в подложку и восстанавливает кремний из диоксида кремния. Сформированная токопроводящая пленка характеризуется сплошностью, однородностью, высокими прочностными свойствами, хорошими электрофизическими свойствами, причем упомянутые свойства не ухудшаются при длительном хранении и эксплуатации на воздухе и во влажной среде. Отклонения в составе массы от заявляемых значений жидкого стекла менее нижнего предела приводят к нарушениям сплошности и невозможности получения покрытия (пленки), а отклонение количества жидкого стекла в области больших значений, чем в заявляемом, приводит к уменьшению удельного электросопротивления до уровня, малоцелесообразного для пленочных элекгронагревателей. Исследованиями установлено, что материал токопроводящей пленки состоит преимущественно из алюминия и кремния. Оптимальная толщина пленки, как правило,70 80 мкм. Получение пленок заданных толщин регулирует подбором компонент и параметров режимов обжига. Массу получают последовательным перемещением компонент до требуемой однородной консистенции (смеси сухого порошка алюминия и частиц порошка, покрытых силикагелем, пасты жидкой суспензии) в зависимости от взятого конкретного содержания компонент и времени и условий перемешивания.Нанесение массы на поверхность осуществляют пульверизацией, другими методами распыления, окунанием, намазыванием и т.п. в зависимости от консистенции.В таблице приведены конкретные составы заявляемой массы (примеры ММ 3 10) и исследуемых масс (примеры ММ 1, 2, 11), нанесенных распылением до слоя толщиной 0,3 - 0,5 мм на поверхность плиток из шамота (ТУ 14-8-290-78. Изделия шамотные на основе каолина.) и плитку для пола (ГОСТ 6787-80). Для получения токопроводящей пленки использовали порошок алюминиевый (ГОСТ 6058-73), жидкое натриевое стекло (ГОСТ 130878-81), жидкое калиевое стекло (ТУ 6-18-204-74). Обжиг осуществляли на воздухе при температуре 850 С в течение 60 минут. Свойства токопроводяших пленок представлены в таблице.По примеру Не 6 были изготовлены электронагреватели на плитке для пола площадью 380 см 2. Нацэеватели имели следующие характеристикам удельное электросопротивление, Ом/квадрат 70 Ом температурный коэффициент сопротивления минус 13 х 103 С номинальная мошносгь 100 Вт напряжение питания 220 В рабочая температура 170 С. Нагреватели эксплуатировались на воздухе в течение 100 часов и использовались для нагрева воды в течение 100 часов. Изменений адгезионных, прочностных и электрофизических свойств после испытаний не обнаружено.Экспериментально установлено, что использование жидкого натриевого или калиевого стекта совместно с порошком алюминия позволяет получить качественные токопроводящие пленки на крсмнеземсодержашей подложке, содержащей в большинстве случаев 3 вес. и более кремнезема.Пшшса для пола (без стеклоэмапиГосударственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072. г. Минск. проспект Ф. Скорины, 66.