DK3078239T3 - Forbindelse med eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, anvendelse af en sådan forbindelse i et selvregulerende varmeelement, selvregulerende varmeelement, der omfatter en sådan forbindelse, og fremgangsmåde.... - Google Patents

Forbindelse med eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, anvendelse af en sådan forbindelse i et selvregulerende varmeelement, selvregulerende varmeelement, der omfatter en sådan forbindelse, og fremgangsmåde.... Download PDF

Info

Publication number
DK3078239T3
DK3078239T3 DK14824151.6T DK14824151T DK3078239T3 DK 3078239 T3 DK3078239 T3 DK 3078239T3 DK 14824151 T DK14824151 T DK 14824151T DK 3078239 T3 DK3078239 T3 DK 3078239T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
electrically conductive
particles
conductive particles
type
bulk material
Prior art date
Application number
DK14824151.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Gunnar Nyberg
Tom Francke
Original Assignee
Conflux Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conflux Ab filed Critical Conflux Ab
Application granted granted Critical
Publication of DK3078239T3 publication Critical patent/DK3078239T3/da

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/008—Thermistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component
    • H01C17/0652—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component containing carbon or carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body
    • H01C17/06573—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the permanent binder
    • H01C17/06586—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the permanent binder composed of organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0014—Devices wherein the heating current flows through particular resistances
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/16—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor the conductor being mounted on an insulating base
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/009—Heaters using conductive material in contact with opposing surfaces of the resistive element or resistive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Claims (21)

1. Forbindelse med en eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, hvilken forbindelse omfatter et elektrisk isolerende bulkmateriale (11), elektrisk ledende partikler (12) af en første type og elektrisk ledende partikler (13) af en anden type, hvor - det elektrisk isolerende bulkmateriale holder de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type på plads i det elektrisk isolerende bulkmateriale; - de elektrisk ledende partikler af den anden type er mindre end de elektrisk ledende partikler af den første type; - de elektrisk ledende partikler af den anden type er af et større antal end de elektrisk ledende partikler af den første type; - de elektrisk ledende partikler af den anden type har en større overfladeruhed end de elektrisk ledende partikler af den første type, hvor de elektrisk ledende partikler af den anden type omfatter spidser (13a) og de elektrisk ledende partikler af den første type omfatter glatte overfladedele (12a); kendetegnet ved, at - de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type er anbragt for at danne en flerhed af strømbaner (14) gennem forbindelsen, hvor hver strømbane omfatter galvanisk forbundne elektrisk ledende partikler af den første og den anden type og en spalte (14a) mellem en spids (13a) af én af de elektrisk ledende partikler af den anden type og en glat overfladedel (12a) af én af de elektrisk ledende partikler af den første type, hvilken spalte er tilstrækkeligt smal til gøre det muligt for elektroner at tunnelere gennem spalten ved hjælp af kvantumtunneleffekten; - det elektrisk isolerende bulkmateriale har en termisk ekspansionsevne, således at det ekspanderer ved stigende temperatur, hvorved strømbanemes spaltebredder (w) øges, hvilket derefter øger forbindelsens elektriske modstand eksponentielt; og - forbindelsen omfatter et smøremiddel (21), såsom for eksempel en homo-oligomer, f.eks. vinylmethoxysiloxan-homo-oligomer, hvor overfladen af de elektrisk ledende partikler af den anden type er dækket af smøremidlet.
2. Forbindelse ifølge krav 1, hvor det isolerende bulkmateriale omfatter en tværbundet polymer eller elastomer, såsom for eksempel en silicone, f.eks. polydimethylsiloxan.
3. Forbindelse ifølge krav 1 eller 2, hvor de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type er carbonholdige partikler, såsom for eksempel carbon black.
4. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, hvor de elektrisk ledende partikler af den anden type har en størrelse, der er mindst 5 gange, fortrinsvis mindst 10 gange, mere fortrinsvis mindst 50 gange og mest fortrinsvis mindst 500 gange mindre end en størrelse af de elektrisk ledende partikler af den første type.
5. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, hvor antallet af elektrisk ledende partikler af den anden type er mindst 5 gange, fortrinsvis mindst 10 gange, mere fortrinsvis mindst 50 gange og mest fortrinsvis mindst 500 gange større end antallet af de elektrisk ledende partikler af den første type.
6. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, hvor de elektrisk ledende partikler af den anden type har mindst 5 gange, fortrinsvis mindst 10 gange, mere fortrinsvis mindst 50 gange og mest fortrinsvis mindst 500 gange større overfladeruhed end de elektrisk ledende partikler af den første type, hvor overfladeruheden måles som en hvilken som helst af det aritmetiske gennemsnit af absolutte værdier, kvadratisk middelværdi, maksimal daldybde, maksimal spidshøjde, maksimal højde af profilen, skævhed, kurtosis, gennemsnitlig afstand mellem den højeste spids og den laveste dal i hver målelængde, eller japansk industristandard baseret på de fem højeste spidser og laveste dale over den fulde målelængde.
7. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, hvor, for hver af strømbaneme, bredden af spalten er mindre end 100 nm.
8. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-7, hvor det elektrisk isolerende bulkmateriale har en lineær eller volumetrisk termisk ekspansionskoefficient på mindst 50xl0"6 K1, fortrinsvis mindst lOOxlO"6 K"1, og mere fortrinsvis mindst 200xl0"6 K1.
9. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, hvor det elektrisk isolerende bulkmateriale omfatter et fyldstof, fortykningsmiddel eller stabiliseringsmiddel, såsom for eksempel silica, fordelt i forbindelsen.
10. Forbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, hvor antallet af strømbaneme gennem forbindelsen og bredderne af spalterne deri ved en hvilken som helst given temperatur tilvejebringes afhængigt af det elektrisk isolerende bulkmateriales termiske ekspansionsevne for at opnå forbindelsens eksponentielle temperaturafhængige elektriske modstand i et valgt temperaturinterval.
11. Selvregulerende varmeelement (41; 51), der omfatter forbindelsen ifølge et hvilket som helst af kravene 1-10 og to terminaler, der er elektrisk forbundet dertil (43, 44; 53, 54).
12. Selvregulerende varmeelement ifølge krav 11, hvor forbindelsen er tilvejebragt i form af et lag (42), og hvor de to terminaler hver omfatter et mønstret elektrisk ledende lag (43, 44), hvor det mønstrede elektrisk ledende lag er dannet på modsatte sider af forbindelseslaget.
13. Selvregulerende varmeelement ifølge krav 11, hvor forbindelsen er tilvejebragt i form af et lag, og hvor de to terminaler hver omfatter et mønstret elektrisk ledende lag (53, 54), hvor det mønstrede elektrisk ledende lag er dannet på en enkelt side af forbindelseslaget.
14. Fremgangsmåde til dannelse af en forbindelse med eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: - tilvejebringelse (61) af et elektrisk isolerende bulkmateriale (11), der er i stand til at holde partikler på plads i det elektrisk isolerende bulkmateriale, og som har en termisk ekspansionsevne, således at det ekspanderer ved stigende temperatur; - tilvejebringelse (62) af elektrisk ledende partikler (12) af en første type og elektrisk ledende partikler (13) af en anden type, hvor de elektrisk ledende partikler af den anden type (i) er mindre end de elektrisk ledende partikler af den første type; (ii) er af et større antal end de elektrisk ledende partikler af den første type, og (iii) har større overfladeruhed end de elektrisk ledende partikler af den første type; og hvor de elektrisk ledende partikler af den anden type omfatter spidser (13a) og de elektrisk ledende partikler af den første type omfatter glatte overfladedele (12a); og er kendetegnet ved følgende trin - placering (63) af de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type i det elektrisk isolerende bulkmateriale for at danne en flerhed af strømbaner (14) gennem forbindelsen, hvor hver strømbane omfatter galvanisk forbundne elektrisk ledende partikler af den første og den anden type og en spalte (14a) mellem en spids (13a) af én af de elektrisk ledende partikler af den anden type og en glat overfladedel (12a) af én af de elektrisk ledende partikler af den første type, hvilken spalte er tilstrækkeligt smal til gøre det muligt for elektroner at tunnelere gennem spalten ved hjælp af kvantumtunneleffekten, hvor - overfladen af de elektrisk ledende partikler af den anden type dækkes af et smøremiddel (21), såsom for eksempel en homo-oligomer, f.eks. vinylmethoxysiloxan-homo-oligomer, før de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type anbringes i det elektrisk isolerende bulkmateriale.
15. Fremgangsmåde ifølge krav 14, hvor overfladen af de elektrisk ledende partikler af den anden type dækkes af smøremidlet ved blanding af partiklerne af den anden type og smøremidlet i et opløsningsmiddel, hvorefter opløsningsmidlet fjernes.
16. Fremgangsmåde ifølge krav 14 eller 15, hvor det isolerende bulkmateriale er en polymer eller elastomer, såsom for eksempel en silicone, f.eks. polydimethylsiloxan, der er tværbundet, efter at de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type er anbragt i det elektrisk isolerende bulkmateriale.
17. Fremgangsmåde ifølge krav 14 eller 15, hvor tværbindingen sker ved bestråling af forbindelsen med elektroner, ved platinkatalyseret hærdning eller ved vulkanisering.
18. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 14-17, hvor de elektrisk ledende partikler af den første og den anden type er carbonholdige partikler, såsom for eksempel carbon black.
19. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 14-18, hvor hver af strømbaneme er dannet med spalten med en bredde på mindre end 100 nm.
20. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 14-19, hvor et fyldstof, fortykningsmiddel eller stabiliseringsmiddel, såsom for eksempel silica, blandes med det elektrisk isolerende bulkmateriale, og hvor partiklerne af den anden type, der er dækket af smøremidlet, blandes med fyldstoffet, fortykningsmidlet eller stabiliseringsmidlet i et opløsningsmiddel, hvorefter opløsningsmidlet fjernes, hvor blandingen af partiklerne af den anden type, der er dækket af smøremidlet og fyldstoffet, fortykningsmidlet eller stabiliseringsmidlet, blandes med det elektrisk isolerende bulkmateriale.
21. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 15-20, hvor antallet af strømbaner gennem forbindelsen og bredderne af spalterne deri ved en hvilken som helst given temperatur tilvejebringes afhængigt af det elektrisk isolerende bulkmateriales termiske ekspansionsevne for at opnå forbindelsens eksponentielle temperaturafhængige elektriske modstand i et valgt temperaturinterval.
DK14824151.6T 2013-12-02 2014-12-02 Forbindelse med eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, anvendelse af en sådan forbindelse i et selvregulerende varmeelement, selvregulerende varmeelement, der omfatter en sådan forbindelse, og fremgangsmåde.... DK3078239T3 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1351428 2013-12-02
PCT/SE2014/051434 WO2015084241A1 (en) 2013-12-02 2014-12-02 Compound having exponential temperature dependent electrical resistivity, use of such compound in a self-regulating heating element, self-regulating heating element comprising such compound, and method of forming such compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK3078239T3 true DK3078239T3 (da) 2018-02-05

Family

ID=52282828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK14824151.6T DK3078239T3 (da) 2013-12-02 2014-12-02 Forbindelse med eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, anvendelse af en sådan forbindelse i et selvregulerende varmeelement, selvregulerende varmeelement, der omfatter en sådan forbindelse, og fremgangsmåde....

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10262777B2 (da)
EP (1) EP3078239B1 (da)
CN (1) CN105794312B (da)
DK (1) DK3078239T3 (da)
NO (1) NO3078239T3 (da)
WO (1) WO2015084241A1 (da)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596213B (zh) * 2019-02-20 2021-10-08 江苏师范大学 电池状态监控专用的电阻膜
CN111600086B (zh) * 2019-02-20 2021-07-20 江苏师范大学 Led应急灯的电池鼓包检测模块
CN113028967B (zh) * 2021-03-25 2023-02-28 广州碳思科技有限公司 柔性微位移传感器和柔性微位移传感装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4884163A (en) 1985-03-14 1989-11-28 Raychem Corporation Conductive polymer devices
GB9109856D0 (en) 1991-05-04 1991-06-26 Cabot Plastics Ltd Conductive polymer compositions
EP0698275A4 (en) * 1993-04-28 1996-09-04 Mark Mitchnick CONDUCTIVE POLYMERS
EP0764333B1 (en) * 1994-06-08 1999-12-01 Raychem Corporation Electrical devices containing conductive polymers
ATE280995T1 (de) * 1995-03-22 2004-11-15 Tyco Electronics Corp Leitfähige polymerzusammensetzung und vorrichtung
US6018139A (en) * 1997-01-21 2000-01-25 Ricoh Company, Ltd. Image fixing roller, image fixing apparatus, and image fixing method using the image fixing roller
US5902518A (en) 1997-07-29 1999-05-11 Watlow Missouri, Inc. Self-regulating polymer composite heater
JP2002241554A (ja) * 2001-02-13 2002-08-28 Fujikura Ltd 半導電性混和物
ATE403935T1 (de) * 2004-04-06 2008-08-15 Abb Research Ltd Elektrisches nichtlineares material für anwendungen mit hoher und mittlerer spannung
SE530660C2 (sv) * 2006-10-17 2008-08-05 Conflux Ab Värmeelement
JP5841089B2 (ja) * 2013-03-13 2016-01-13 株式会社豊田中央研究所 成形用粉末、潤滑剤濃化粉末および金属部材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
NO3078239T3 (da) 2018-03-31
EP3078239B1 (en) 2017-11-01
EP3078239A1 (en) 2016-10-12
US10262777B2 (en) 2019-04-16
CN105794312A (zh) 2016-07-20
US20160260529A1 (en) 2016-09-08
WO2015084241A1 (en) 2015-06-11
CN105794312B (zh) 2019-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hong et al. Anisotropic thermal conductive composite by the guided assembly of boron nitride nanosheets for flexible and stretchable electronics
KR102011652B1 (ko) 열전도 시트, 열전도 시트의 제조 방법, 방열 부재 및 반도체 장치
Cho et al. Insulating polymer nanocomposites with high-thermal-conduction routes via linear densely packed boron nitride nanosheets
Chu et al. Smart conducting polymer composites having zero temperature coefficient of resistance
KR102558979B1 (ko) 열전도성 시트
DK3078239T3 (da) Forbindelse med eksponentiel temperaturafhængig elektrisk modstand, anvendelse af en sådan forbindelse i et selvregulerende varmeelement, selvregulerende varmeelement, der omfatter en sådan forbindelse, og fremgangsmåde....
KR102659683B1 (ko) 열전도성 수지 성형품
KR102199042B1 (ko) 열전도성 수지 성형품
KR102455995B1 (ko) 열전도 시트
CN110662926A (zh) 加热器和用于制造加热器的方法
EP2871205A1 (en) Method for producing thermally conductive sheet
JP2017135211A5 (da)
US8835818B2 (en) Self-regulating heater
CN103857734B (zh) 散热构件及其制造方法
JPWO2020149335A1 (ja) 熱伝導性シート
CN119340050A (zh) 具有稳定功率和自限制特性的pptc加热器和材料
US20190131207A1 (en) A heat sink, a filler for a heat sink and methods thereof
WO2015108465A1 (en) Arrangement and method for measuring temperature
CN113382489A (zh) 具有稳定功率和自限制特性的pptc加热器和材料
JP6438701B2 (ja) 放熱ゴム組成物
JP2019009071A (ja) 導電性組成物及び面状発熱体
JP2014062158A (ja) 熱伝導性シート
JP3957580B2 (ja) 自己温度制御型面状ヒータ
TWM578920U (zh) 具有溫度自限及自調節特色的可撓性導電發熱元件
TWI921291B (zh) 用於加熱器的聚合物正溫度係數主體