DE1053074B

DE1053074B - Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderstaenden

Info

Publication number: DE1053074B
Application number: DES27045A
Authority: DE
Inventors: Dr Emil Duhme
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-02-04
Filing date: 1952-02-04
Publication date: 1959-03-19

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

kl. 21 c 54/05

INTERNAT. KL. H 01 C

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1053 074

,7-0 S 27045 VIIId/21 c

ANMELDETAG: 4. FEBRUAR 1952

BEKANNTMACHUNG OSR ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 19. MÄR Z 19 5 9

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen, bei dem ein leitender Stoff, insbesondere Kohlenstoff, auf einem hocherhitzten keramischen Trägerkörper aus der Gasphase niedergeschlagen und in eine Glasur- oder Emailschicht eingebettet wird.

Es ist bekannt, Trägerkörper mit einer Glasur- oder Emailschicht zu überziehen· und darauf die leitende Schicht abzuscheiden. Entweder hält man die Trägerkörper mit der Glasurschicht während des Abscheidungsprozesses der leitenden Schicht auf einer solchen Temperatur, daß die Glasur- bzw. Emailschicht flüssig ist, oder man erwärmt nach dem Abscheidungsprozeß die leitende Schicht. In beiden Fällen ergi'bt sich eine Einlagerung der leitenden Teilchen in die Glasur- bzw. Emailschicht, jedoch sind diese Schichten inhomogen, weil die außen,llegenden Teile der leitenden¹ Schicht stärker mit leitenden Teilchen versetzt sind als die innenliegenden.

Der gleiche Einwand ist auch gegen ein an anderer ao Stelle angegebenes Verfahren zu erheben, nach welchem die Glasur- bzw. Emailschicht aus der Oberfläche des keramischen Tragkörpers heraus durch Anwendung von Bor oder borhaltigen Stoffen gebildet wird.

Um zu homogenen leitenden Schichten zu gelangen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, gleichzeitig oder in schnellem, mehrfachem Wechsel mit dem leitenden Stoff einen die Oberfläche des Trägerkörpers in eine Email- oder Glasurschicht umwandelnden Stoff aus der Gasphase niederzuschlagen.

Zweckmäßig werden für diesen Stoff Borverbindungen gewählt, die bei den verwendeten hohen Temperaturen zerfallen, wobei sich das aus den Verbindungen freiwerdende Bor auf dem Träger niederschlägt und dort mit der Keramik des Trägers in der Hitze das Glas oder Email bildet. Als solche glas- oder emailbildende Stoffe haben sich vor allem Borsäure, Borax oder andere Metallborate bzw. Borverbindungen, insbesondere Borane, Bor,, B Cl₃ usw., bewährt.

Durch geeignete Wahl der Boranteile kann der Temperaturkoeffizient des Kohlenwiderstandes erniedrigt und sogar gleich Null gemacht werden. Ferner beschleunigt das Bor das Niederschlagen einer leitenden Kohilenschicht gewünschten Leitwertes, so daß die Beikohlungszeiten vor allem bei sehr kleinem Widerstand verkürzt werden. Schließlich können durch geeignete hohe Bemessung des glas- oder emailbildenden Stoffanteils, insbesondere des Bors, auch sehr hohe Widerstände hergestellt werden.

Es wird angenommen, daß in der auf d'iese erfindungsgemäße Weise hergestellten Schicht der leitende Stoff in feinster molekulardisperser Verteilung enthalten ist. Die Glas- oder Emailschicht ist außerdem auf der Keramik gewissermaßen aufgewachsen und haftet Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2

Dr. Emil Duhme, Heidenheim, ist als Erfinder genannt worden

auf ihr außerordentlich fest. Feine in der Keramikoberfläche eventuell vorhandene Risse sind durch die glasige, in der hohen Bcdampfungstemperatur flüssige oder weiche Schicht überdeckt oder verschlossen, so daß die Widerstandsschicht keine Risse hat. Sehr \wteilhaft für die Glasurbildung ist es, z. B. bei Verwendung von Borverbindungen, die keinen Sauerstoff enthalten, gegebenenfalls durch Zusatz entsprechender Mengen von Sauerstoff oder Wasserdampf die Bildung von Borsäure zu ermöglichen.

En einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird über einen hoch erhitzten Keramikträger, z. B. einen zylindrischen Keramikstab, bei beträchtlichem Unterdruck der Dampf eines Kohlen wasser stoffes und einer Borverbindung geleitet. In der hohen Temperatur zerfallen diese Verbindungen, und die hierbei frei werdenden Stoffe, das Bor und der Kohlenstoff, schlagen sich auf dem Träger in sehr feiner Verteilung in einer Art Borsilikatglasschmelze nieder. Sie bilden hierbei eine Widerstandsschicht, indem das Bor mit der Keramik des Trägers reagiert und eine in der Hitze vermutlich noch weiche oder flüssige glasig-e Schicht bildet, die beim Erkalten dann erstarrt und in die die sich gleichzeitig niederschlagenden Kohlenstoffteilchen fest eingebettet sind.

Es ist jedoch nicht notwendig, beide Verbindungen gleichzeitig, z. ß. aus je einem Verdampfungsgefäß, über die Keramik zu leiten, obwohl sich diese Ausführungsform besonders gut bewährt hat. Statt dessen können die Dämpfe der beiden Verbindungen auch abwechselnd in mehrmaligem und schnellem Wechsel über die Keramik geleitet werden. Hierbei schlagen sich dann abwechselnd z. B. Bor und Kohlenstoff auf dem Träger nieder, wobei vermutlich ebenfalls keine getrennten Schichten entstehen, sondern eine praktisch

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einheitliche, aus einem Glas-Kohlenstoff-Gemisch bestehende Schicht gebildet wird.

Ein Ausführungsbeispiel in der erfindungsgemäßen Weise hergestellten Widerstandes zeigt die Figur, in der ein Widerstand im Schnitt dargestellt ist. Ln ihr bedeutet 1 den keramischen, z. B. zylindrischen Körper, auf den die Widerstandsschicht 2 aufgebracht ist. fmfolgc der Verwendung von glasbildenden Zusätzen bei der Aufdampfung der Widerstandsschicht 2 hat sich auf der Oberfläche des Keramikkörpers 1 ein Glas ίο gebildet, das fest mit dem Keramikkörper 1 verwachsen ist. In der Glasschicht sind, wie in der Figur durch die Punktierung des Schichtquerschnittcs 2 angedeutet ist, sehr viel Kohlenstoffteilchcn eingelagert, die den Widerstand bilden. Die Enden des Widerstandes siiidi z. B. in an sich bekannter Weise mit Kappen 3, 4 versehen,, die al's Stromzuführung zu der Widerstandsschicht 2 dienen und in die die Stromzuführungsd'rähtc5, 6 z. ß. eingelötet sind.

Eine nach dem crfiiidungsgcmäßen Verfahren hergcstellte Widerstandsschicht läßt sich vorteilhaft als hochohmigc Leitschicht für Starkstromisolatorcn anwenden.

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zun. Herstellung von Schichtwiderständen, bei dem ein leitender Stoff, insbesondere Kohlenstoff, auf einen hocherhitzten keramischen Trägerkörper aus der Gasphase niedergeschlagen und in eine Glasur- oder Emailschicht eingebettet wird," dadurch gekennzeichnet, da,ß gleichzeitig oder in schnellem, mehrfachem Wechsel mit dem leitenden Stoff ein die Oberfläche des Trägerkörpers in eine Email-bzw. Glasurschicht umwandelnder Stoff aus der Gasphase niedergeschlagen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch 'gekennzeichnet, daß der die Oberflächenschicht des Trägerkörpers in eine' E/nail-xbzw.'Glasschtcht umwandelnde Stoff faus ¹BpV'""oder einem borhaltigcn Stoff, wie.eine/Borsäure, einem Borat oder einem Boran, besteht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eirssolcher Partialdruck von Sauerstoff, Wasserdampf usw. aufrechterhalten wird, daß die Bildung der Zwischenprodukte, wie Borsäure usw., gewährleistet ist. .·.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Mengen der glas- oder emailbildenden· Stoffe und der leitenden Stoffe, insbesondere- des Kohlenstoffes, durch Einstellung der, über den keramischen Träger streichenden Dampfmengen geregelt oder eingestellt wird.
5. Nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 4 hergestellte Hochohmwiderstände, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der glas- bzw. emailbildenden Stoffe groß ist gegenüber dem des leitenden Stoffes, insbesondere des Kohlenstoffes.
6. Nach dem Verfahren nach' den Ansprüchen 1 bis 5 hergestellte Widerstandsschicht, gekennzeichnet durch ihre Anwendung als hochohmige Leitschicht für Starkstromisolatoren.

In Betracht gezogene Druckschriften:
österreichische Patentschrift Nr. 137 832;
französische Zusatzpatentsehritft Nr. 13 337 zum
Hauptpatent 421 392.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 967 799.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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