CH267201A - Procédé de fabrication de résistances électriques et résistance obtenue par ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de résistances électriques et résistance obtenue  par ce procédé.    La présente invention e rapporte à un  procédé (le fabrication de résistances     éleetri-          ques    à partir de matières finement divisée.  



  Le procédé selon la présente invention est  caractérisé en ce qu'on mélange aux matières  finement divisées un liant temporaire qui com  prend un ester polymérisé (le l'acide métha  crylique, un solvant volatil de cet ester et un  plastifiant, en ce qu'on forme la résistance à  partir du mélange après avoir évaporé le sol  vant, et en ce qu'on élimine l'ester     polymé-          risé    en le décomposant en son monomère à  une température élevée.  



  L'invention concerne aussi la résistance  électrique obtenue par ce procédé.  



  lie procédé convient particulièrement à la  fabrication de résistances ayant un coefficient  de température négatif, formées d'un oxyde  ou d'un mélange d'oxydes de certains métaux.  



  lie procédé peut être utilisé pour fabriquer  des résistances en forme de disque, en com  primant dans des moules la matière     agglomé-          rée    et en lui faisant subir ensuite un traite  ment thermique. La matière utilisée peut éga  lement être travaillée par étirage.  



  Le liant temporaire doit posséder des qua  lités spéciales. Il doit tout d'abord conférer  aux substances avec lesquelles il est mélangé  une cohésion suffisante, afin qu'on     puisse    ma  nipuler     sans        dommage    les résistances avant  qu'elles aient subi le traitement thermique.  Par ailleurs, le liant ne doit pas provoquer    l'adhérence du mélange aux moules ou autres  appareils avec lesquels il entre en contact. Il  faut, en outre, due la composition des ma  tières résistantes traitées avec le liant soit  suffisamment plastique pour couler facilement  dans toutes     parties        des    formes ou des moules  clans lesquels elles sont introduites et pour les  remplir complètement.

   Selon le traitement mé  canique adopté, il faut également que la ma  tière puisse être étirée.  



  Le     mélange    des matières résistantes et du  liant temporaire doit avoir une consistance  telle qu'il puisse être injecté à la machine et  en quantité uniforme dans les moules. De  plus, le liant ne doit être utilisé qu'en faibles  quantités, c'est-à-dire en quantités inférieures  10% du volume total du mélange, afin que  les résistances     possèdent    les     caractéristiques     requises.  



  Durant les opérations de séchage et durant  le traitement thermique, il. faut éviter que le  liant, provoque des     déformations    ou des     adlié-          renees    de l'aggloméré     aux    parties adjacentes  du moule. Le liant doit être éliminé complète  ment de     l'aggloméré    à la fin du procédé.

   Cette       coiiclition    est particulièrement nécessaire dans  la     fabrication    de résistances à partir     d'oxvdes          métalliques,    attendu que leurs caractéristiques  sont     complètement    modifiées par la présence  de     résidus        étrangers.    Ainsi existe-t-il. de nom  breux liants organiques qui se décomposent  et qui laissent un résidu de carbone dans l'ag-      gloméré. Ce carbone diminue la teneur en oxy  gène du mélange d'oxydes durant le traite  ment thermique.  



  Le liant utilisé comporte un ester poly  mérisé de l'acide méthacrylique, et l'on traite  thermiquement l'aggloméré jusqu'à ce que le  liant temporaire ait été éliminé.  



  Le dessin annexé montre, à titre d'exem  ples, diverses formes d'exécution de résistances  fabriquées par le procédé qui fait l'objet de  l'invention.  



  La fig. 1 est une résistance en forme de  disque.  



  La fig. 2 représente une résistance en  forme de court cylindre.  



  La fig. 3 est un bâton résistant, et  les fig. 4 et 5 montrent des résistances en  feuilles minces dont on a exagéré l'épaisseur  pour la clarté des figures.  



  Les résistances des fig. 1 et 2 peuvent être  fabriquées en injectant sous pression l'agglo  méré dans des moules. Si les dimensions     des-          dites    résistances sont petites et qu'il en ré  sulte des difficultés pour les mouler, on peut  procéder en     formant    de grandes feuilles ou  de grands disques d'épaisseur convenable dans  lesquels on découpe ensuite les résistances.  On peut également faire de longues bandes  ou cylindres de diamètre convenable que l'on  subdivise en petits cylindres de longueur  appropriée. Le bâton résistant de la fig. 3  peut être fabriqué par étirage, par moulage  ou de toute autre façon. Les résistances en  feuilles représentées aux fig. 4 et 5 sont réa  lisées par compression ou par laminage.  



  Le procédé selon l'invention est spéciale  ment utilisé pour la fabrication de résistances  thermiques, c'est-à-dire de résistances dont la  résistivité varie considérablement avec la tem  pérature. Ces résistances se composent d'un  ou de plusieurs oxydes     métalliques    compre  nant des oxydes de manganèse, de nickel, de  cobalt et de cuivre. Le procédé selon lequel  le disque de la fig. 1 a été fabriqué permet  tra d'exposer l'invention dans ses détails.  



  La matière résistante doit tout d'abord être  finement divisée et réduite en poudre. Si l'on  utilise plusieurs des oxydes précités, on les    mélangera intimement avant d'appliquer la  suite du procédé.  



  La matière résistante est traitée de façon  à former une pâte ou un ciment en lui ajou  tant un ester polymérisé de l'acide métha  crylique, un plastifiant et un solvant volatil.  Les esters de l'acide méthacry lique qui se prê  tent particulièrement bien au procédé sont  le méthacrylate d'isobutyle, le méthacrylate de  butyle normal et le méthacry lote de méthyle.  Les     phtalates    ont donné de bons résultats  comme plastifiants, mais on peut aussi se ser  vir de butylphtalyl-butylglyeollate, du     dibu-          tyl-sébacate,    du dibutyl-adipate et du     triéthy-          lène-glycol-di-2-éthy    lbutyrate, ainsi que d'au  tres cires et agents semblables.

   On peut utili  ser un grand nombre de solvants, mais il fau  dra, de préférence, qu'ils ne forment pas de  mélanges explosifs. On choisira plus     partieu-          lièrement    un solvant très volatil et non toxi  que ou, sans cela, on travaillera avec une ven  tilation suffisante. Les solvants suivants doi  vent être employés avec précaution pour pré  venir le danger d'inflammation: ce sont l'acé  tone, l'acétate d'éthyle, le benzène et le xylène.

    On dispose aussi de solvants non inflamma  bles, par exemple de     tétrachlorure    d'acéty  lène ou d'un mélange de     7511/o    de     dichlorure          d'éthylène        et        de        25%        de        tétrachlorure        de        ear-          bone.       Les matières résistantes, le     méthacrylate,     le solvant et le plastifiant doivent être     soi-          -neusement    mélangés et,

       ehauffés    avec     pré-          eaution,    pour éliminer le solvant. Après un  mélange suffisant, la composition se prend en  granules que l'on étend pour faciliter l'éva  poration du solvant résiduel. Le     mélange    gra  nuleux et séché est passé au travers d'un gra  nuleux et séché est passé au travers d'un cri  ble, de façon à obtenir des grains de l'ordre  de 0,1 mm de diamètre.  



  Le produit     granuleux    est mis en     moules    et  pressé sous une pression d'environ 900     kg/eni=.     On y parvient en utilisant une machine auto  matique, par     exemple        une    machine à. fabriquer  les tablettes, dans laquelle les     grains        sont.    ame  nés par un entonnoir et distribués     aiLx        moules     par un dispositif adéquat. Après     l'injection         sous pression, le disque sort facilement du  moule, car le liant ne provoque pas d'adhé  rence. Les disques ainsi obtenus doivent être  manipulés avec précaution, afin d'éviter des  cassures.  



  Le liant et ensuite éliminé par un pre  mier chauffage. Pour ce faire, on dispose les  disques les uns à côté des autres sur une pla  que d'oxyde d'aluminium, au-dessus desquels  on place une lampe à chauffage par rayonne  ment. Ainsi, pour des disques de 2,5     cm    de  diamètre et 0,25 cm d'épaisseur, on utilisera  une lampe de 250 watts placée à environ  20 cm du disque et l'exposition durera 45 mi  nutes pour chaque face. Les disques sont en  suite mis dans un four et chauffés jusqu'à  élimination du liant restant. On élève la tem  pérature jusqu'à ce que les disques devien  nent rouge sombre, puis on les laisse refroidir.  Durant ce traitement thermique pendant le  quel la température ne doit pas dépasser  600  C, le méthacrylate polymérisé se trans  forme en monomère, lequel se volatilise.

   Le  liant, qui tout d'abord était liquide, ne passe  par aucun état intermédiaire, de     sorte    qu'on  évite des risques d'adhérence de     l'aggloméré     dans le moule. On doit avoir soin d'éloigner  du voisinage des disques les constituants orga  niques du liant pour empêcher toute réduc  tion possible des oxydes par des vapeurs orga  niques. Comme beaucoup de ces vapeurs sont  par ailleurs toxiques, il est indiqué de proté  ger l'opérateur de façon efficace.  



  Après l'élimination complète du liant tem  poraire, les disques sont disposés sur un pla  teau en matière réfractaire, par exemple en  silicate (le zirconium, enduit d'une poudre qui  évite l'adhérence des disques durant le trai  tement thermique. On utilisera, par exemple,  de l'oxyde d'aluminium en poudre dont les  grains sont de l'ordre de 0,7 mm. Les pla  teaux sont placés dans un four à une tem  pérature initiale inférieure à 600  C. Lorsqu'il       s'agit    de résistances     thermiques    constituées  par un ou plusieurs des oxydes de manganèse,  de nickel, de cobalt et de cuivre, on élève gra  duellement la température dans des limites  comprises entre 600 et 1450  C, jusqu'à ce due    l'opération (le frittage soit terminée.

   Suppo  sons qu'on utilise, par exemple, un mélange  d'oxydes de manganèse et d'oxydes de nickel  ou encore un mélange d'oxydes de manga  nèse, d'oxydes de nickel et d'oxydes de cobalt,  on procédera comme suit: On commence par  élever la température du four de 600 à  1200   25  C durant 4 heures, puis on con  tinue le traitement thermique à cette dernière  température pendant 12 heures. Le refroidis  sement dure 4 heures jusqu'à ce qu'on attei  gne à nouveau 600  C. On sort ensuite les dis  ques du four et le refroidissement se poursuit  à la température ambiante.  



  En modifiant légèrement la technique des  opérations énoncées, on pourra fabriquer des  résistances d'autres formes et d'autres dimen  sions. Ce sera, par exemple, de courts cylin  dres, tel que celui de la     fig.    2, que l'on ob  tiendra par     étirage    et. par sectionnement en  menues parties d'un cylindre     phis    grand ou  par     étampage    de grandes feuilles de matières  résistantes. Le bâton de la.     fig.   <B>'à</B> peut se fa  briquer soit par moulage, soit par étirage.

   En  travaillant ladite matière par injection sous  pression ou par laminage, on réalisera des  résistances en feuilles minces, telles qu'elles  ,ont     représentées    aux     fim.    4 et 5. Dans les  exemples qui ont. été donnés, on choisira les  constituants du liant de façon qu'ils convien  nent au traitement mécanique qu'on utilise.  



  Enfin, pour que les objets fabriqués puis  sent effectivement servir de résistances, il  faut les munir de bornes ou de tout, autre  moyen de contact.  



  Se référant aux     figures    du dessin, le dis  que 1.0, le court cylindre 20 et la feuille 40  des     fig.    1, 2 et 4 ont été recouverts sur leurs  faces opposées d'un revêtement métallique ad  hérent. respectivement 11, 21 et 41. On peut  revêtir les résistances de diverses façons, par  métallisation, par vaporisation, par galvano  plastie,     ete.    Le bâton résistant 30 de la     fig.    3  est muni, à     ses        extrémités,    de capuchons 31,  ajustés par friction ou simplement, fixés par  un ciment conducteur.

   L'élément résistant     dela          fig.    5 comporte des bornes métalliques consti  tuées par des tiges ou des fils 51 que l'on peut      fixer sur les bords en déposant tout d'abord  un revêtement métallique sur ces bords et en  soudant ensuite les tiges sur le revêtement.  



  L'emploi du liant plastique qui a été dé  crit confère non seulement des avantages no-    tables au procédé, mais encore améliore la  qualité de la résistance. En utilisant un liant  temporaire, on augmente la stabilité et l'ho  mogénéité des résistances, comme on peut le  constater dans le tableau suivent:

    
EMI0004.0001     
  
    Vari<U>a</U>tion <SEP> de <SEP> résistance <SEP> en <SEP> pour <SEP> cent
<tb>  Durée <SEP> sans <SEP> utilisation <SEP> de <SEP> liant <SEP> Avec <SEP> utilisation <SEP> d'un <SEP> liant
<tb>  en <SEP> jours <SEP> temporaire
<tb>  Moyenne <SEP> Maximum <SEP> Moyenne <SEP> Maximum
<tb>  10 <SEP> 1,3 <SEP> 2,4 <SEP> 0,60 <SEP> 0,70
<tb>  20 <SEP> 1,8 <SEP> 3,0 <SEP> 0,65 <SEP> 0,75
<tb>  50 <SEP> 2,7 <SEP> 4,7 <SEP> 0,75 <SEP> 0,85
<tb>  100 <SEP> 3,3 <SEP> 5,8 <SEP> 0,83 <SEP> 0,93       On a étudié un certain nombre de disques  résistants du point de vue de leur stabilité  durant 10, 20, 50 et 100 jours. Les disques  étaient fabriqués avec ou sans liant organi  que.

   Ainsi, au bout de 100 jours, la variation  de résistance de disques qui ont été fabriqués  à l'aide du liant plastique est de l'ordre de  1%, tandis qu'en n'utilisant pas le liant tem  poraire, on note des variations de résistances  qui dépassent 3%.  



  Il     semble    que le liant rend les matières  résistantes phus plastiques et plus homogènes  que ce n'est le cas lorsqu'on ne se sert pas du  liant. Par ailleurs, le liant diminue le nombre  et la grandeur relative des pores que le trai  tement thermique a plus de chance d'obturer  complètement. Il s'ensuit que l'aggloméré est  mieux isolé de l'oxygène ambiant et de l'hu  midité qui, sans cela, provoquent des varia  tions de résistance par absorption.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé de fabrication de résistances élec triques à partir de matières finement divisées, caractérisé en ce qu'on mélange auxdites ma tières un liant temporaire comprenant un ester polymérisé de l'acide méthacrylique, un solvant volatil de cet ester et un plastifiant, en ce qu'on forme la résistance à partir du mélange après avoir évaporé le solvant, et en ce qu'on élimine l'ester polymérisé en le dé- composant en son monomère à une tempéra ture élevée. SOU S-REVENDICATION S: 1. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on fritte la matière finement divisée après avoir éliminé l'ester polymérisé. 2.

   Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on fritte la matière à une température supérieure à la température à laquelle on décompose l'ester polymérisé pour l'éliminer. 3 . Procédé selon la revendication I, earae- térisé en ce qu'on dépolymérise l'ester poly mérisé à une température ne dépassant pas 600 C. 4. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on élimine L'ester polymérisé par un chauffage par rayonnement superfi ciel, suivi d'un chauffage général uniforme. 5. Procédé selon les sous-revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on fritte la matière à une température comprise entre 600 et 1450 C. 6.

   Procédé selon la revendication I, carac- térisé en ce qu'on mélange à. la niatPre fine ment divisée -Lui liant terriporaire eoritenant chi méthacrylate d'isobutyle. 7. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on mélange i?. la -matière finement divisée un liant temporaire conte nant du méthacrylate de butyle normal. 8.

   Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on mélange à la matière fine ment divisée un liant temporaire contenant du méthacrylate (le méthyle. 9. Procédé selon la revendication I, earac- térisé en ce qu'on ajoute au liant temporaire du phtalate de diméthyle comme plastifiant. 10. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on ajoute au liant tempo raire du dibutyl-sébacate comme plastifiant. 11. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on ajoute an liant temporaire du butylphtalyl-butyl-glycollate comme plasti fiant. 12. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on ajoute au liant tempo raire du dibutyl-adipate comme plastifiant. 13.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on ajoute au liant tempo raire du triétlylène-glycol-di-2-éthylbutyrate comme plastifiant. REVENDICATION Il: Résistance électrique obtenue par le pro cédé selon la revendication I. SOUS-REVENDICATION: 14. Résistance électrique selon la revendi cation II, caractérisée en ce qu'elle comprend un oxyde semi-conducteur d'au moins un mé tal d'un _01roupe de métaux formé par le inan- ganèse, le nickel, le cobalt et le cuivre, les oxi-des de ces métaux présentant le caractère commun d'augmenter la résistance spécifique du.

   produit dans la composition duquel ils entrent.