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Leitfähige Schicht für hochohmige Widerstände.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, elektrische Widerstände dadurch herzustellen, dass man einen Nichtleiter mit einer dünnen Schicht eines kolloidalen Leiters, z. B. einer dünnen Schicht kolloidalen Graphits überzieht. Dabei wurde bereits die Bemerkung gemacht, dass man dem kolloidalen Leiter auch Zusätze von kolloidalen Nichtleitern oder von sehr schwachen Leitern zwecks Beeinflussung des elektrischen Widerstandes zusetzen kann, z. B. indem man den kolloidalen Graphit gegebenenfalls auch mit Russ vermengt. Auf diese Weise ist es jedoch nur möglich gewesen, Widerstände bis zur Grössenordnung von etwa 10.000 Ohm herzustellen, also im wesentlichen niedrigohmige Widerstände (D. R. P. Nr. 369528).
Es ist ferner vorgeschlagen worden, unter Verwendung einer derartigen leitfähigen Schicht Widerstände von etwas höherer Ohmzahl herzustellen indem man die Widerstandsschieht gemäss D. R. P. Nr. 379609, in besonders gedrängter Form, etwa in spiralig gewundenen Glasstäben, anbringt. Gute hochohmig Widerstände sind jedoch auf diese Weise nicht erzielt worden. Diese Widerstände erfüllten bei weitem nicht die Bedingungen, die an einen guten hochohmigen Widerstand zu stellen sind und wiesen, insbesondere ausgeführt nach dem D. R. P. Nr. 379609 infolge ihres langen Widerstandsweges bei spiraliger Aufwindung eine merkliche Selbstinduktion auf. Einer der Gründe, weshalb diese Widerstände nicht besonders hochohmig waren, liegt an dem Prinzip, das man anwandte, um z. B. bei konstant gehaltenen Baulängen Widerstände höherer Ohmzahl zu erzielen.
Man versuchte dies dadurch zu erreichen, dass man den kolloidalen Leitern, wie oben angedeutet, Nichtleiter (die auch kolloidal sein konnten) oder sehr schlechte Leiter zusetzte. Auf diese Weise entstand also eine Verdünnung der gut leitenden Teile durch schlecht leitende Zwischenschichten, die sich zwar durch eine Erhöhung des Ohmschen Widerstandes bemerkbar machte, die jedoch zufolge Einschaltung von verdünnenden Richtleitern ein Auftreten erheblich schädlicher Kapazitäten bewirkte, ferner unter Umständen auch bei Verwendung von Elektrolyten Abweichungen von Ohmschen Gesetz, so dass vielfach die höherohmigen Widerstände beispielsweise mit wachsender Spannung abnehmenden Widerstandswert besassen.
Die Erfindung geht zur Herstellung hochohmiger Widerstände insofern einen völlig andern Weg, als sie von der Feststellung Gebrauch macht, dass hochohmig Widerstände mit guten Eigenschaften dadurch erzielt werden können, dass man (anstatt grob verteilte Widerstandssubstanz zu verdünnen) die Widerstandssubstanz selbst möglichst fein verteilt. Die Erfindung macht dabei gleichzeitig von der Erkenntnis Gebrauch, dass Kohlenstoff in genügend feiner Verteilung, z. B. in kolloidaler Form, nur unter Zusatz von Schutzkolloiden herzustellen ist.
Die Widerstände nach der Erfindung lassen sich bis zu sehr hohen Ohmzahlen (10 Megohm und darüber) unter Benutzung sehr kurzer Baulängen und unter Verwendung kleiner Trägerkörper so herstellen, dass sie in weiten Grenzen frei von störender Selbstinduktion und Kapazität sind und das Ohmsche
Gesetz mit guter Konstanz befolge.
Durch Untersuchungen wurde festgestellt, dass Widerstände von ausgezeichneten Eigenschaften erhalten werden, wenn eine möglichst feine kolloidale Kohlenstofflösung zur Herstellung des Widerstandes verwendet wird, welcher nur Spuren eines Schutzkolloides zugesetzt sind, vorzugsweise von Dextrin.
Eine geeignete Konzentration von Schutzkolloiden wird erhalten, wenn man der kolloidalen Kohlenstofflösung, auf den Kohlenstoffgehalt gerechnet, etwa 3% des Schutzkolloides zusetzt, z. B. von Dextrin.
Das Schutzkolloid hat hierauf nicht nur die Wirkung, die kolloidalen Kohlenstoffteilchen in Lösung zu halten, sondern vermittelt auch eine festere Bindung der Widerstandsschicht mit dem Widerstandsträger,
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(Erwärmung oder elektrische Beanspruchung sowie auch bei Einschluss in ein Vakuum) wesentlich geringer sind, wenn ein Schutzkolloid nur gerade in solchen Mengen zugesetzt wird, dass die kolloidale Kohlen- stofflösung für einige Stunden oder Tage in der Schwebe gehalten wird. Man kann zwar durch stärkere Schutzkolloidbeigabe eine dauernde Schwebefähigkeit erzielen, jedoch machen sich diese Mengen in der Widerstandsschicht schon störend bemerkbar.
Erfindungsgemäss wird daher die Menge des Zusatzkolloides in der Grössenordnung von 3% der in Lösung zu haltenden Stoffinenge bemessen.
Es hat sich weiterhin ergeben, dass als Schutzkolloid besonders die kolloidalen Lösungen von Metallen geeignet sind, z. B. in der Form von kolloidalem Silber oder kolloidalem Gold. Es ist zweckmässig, bei der Herstellung von hochohmigen Widerständen mit Hilfe der genannten Lösungen durch Erwärmung, gegebenenfalls unter Luftabschluss, das Schutzkolloid ebenfalls in leitfähige Form zu überführen. Hiebei verkohlt das meist organische Schutzkolloid.
Als Schutzkolloid haben sich jedoch auch anorganische Verbindungen, wie beispielsweise kolloidale Zinnsäure, bewährt.
Die leitfähige Schicht, -besteht demgemäss aus dem Trockenrückstand einer kolloidalen Kohlen- stoff-oder Metallösung, welcher Spuren eines Schutzkolloides zugesetzt. sind, das selbst eine organische Verbindung oder anorganische Metallverbindung sein kann, -wobei durch Erhitzung, gegebenenfalls unter Luftabschluss, eine Überführung des organischen Schutzkolloides in eine leitfähige Form erfolgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Leitfähige Schicht für hochohmige Widerstände, welche aus dem Trockenrückstand einer kolloidalen Kohlenstoff- oder Metallösung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kolloidlösung einen
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