DE1540182A1 - Mass for carbon film resistors - Google Patents

Mass for carbon film resistors

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DE1540182A1 DE19651540182 DE1540182A DE1540182A1 DE 1540182 A1 DE1540182 A1 DE 1540182A1 DE 19651540182 DE19651540182 DE 19651540182 DE 1540182 A DE1540182 A DE 1540182A DE 1540182 A1 DE1540182 A1 DE 1540182A1
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Description

)lasse für Kohleschichtwiderstände Die Erfindung betrifft Massen für Kohleschichtwiderstände sowie die damit hergestellten Widerstandsschichten, und zwar Massen aus Kohle, Harz und reduzierendem Ozyd,die beim Herstellen eines elektrischen Widerstandes auf Isoliermaterial aufgebracht und darauf erhärte werden können.) leave for carbon film resistors The invention relates to compositions for carbon film resistors and the resistive layers produced therewith, and that the masses of coal, resin and reducing Ozyd that applied in the manufacture of an electrical resistance on insulating material and may be hardening it.

Bisher werden die Kohleschichtwiderstände entweder durch pyrolytisches Ablagern der Kohle aus einem Gas auf eine keramische Basis oder durch Beschichten einer Isolierbasis mit einem Gemisch aus Kohlepartikeln in einem isolierenden Bindemittel hergestellt. Diese Verfahren Werden seit langen Jahren angewandt und es wurden zahlreiche Methoden und Techniken entwickelt, um sowohl diese Verfahren als auch die Endprodukte zu verbessern und die Vorteile beider so entstandenen Jiderstandstypen sind bekannt. Dennoch ha#en beide Arten von Viderständen noch viele Mingei. Die Kohleschichtwiderstände, die durch Aufbringen von aus Kohle und Harz bestehender Kohlepaste auf Isoliermaterial und Erhärten des Ganzen bei einer vom Harz ab-. hUngigen Temperatur gefertigt sind,, weisen viele Vorteile auf. Es sind dies niedrige Gestehungskosten und-einfache Fertigung. Eisiterhin ist es von Vorteil, daB der spezifische widerstand von schichten einer besti°-,mten St@Irke durch Zusatz von Oxyden als Zuschlagstoff für das Harz reproduzierbar gesteuert werden kann. Die aus Kohlepaste gefertigten Kohleschichtwiderstände haben jedoch eine mindere elektrische Stabilität, weil Kohle leichter oxydiert und verdampft, wenn die iderstände zusammen mit einem elektrischen Feld in einer sehr feuchten Umgebung verwendet werden. Zur Verbesserung der Stabilität werden die diderst finde gewöhnlich mit wasserabstoßendem ::Iaterial, wie Harz oder Glas, beschichtet, dessen Schmelzoder Erstamngstemperatur niedriger ist tls diejenige des Harzes in der Kohleschicht. Durch dieses Verfahren ist jedoch die Kohlenoxydation noch nicht zufriedenstellend verhindert und es entstehen zusätzliche Kosten.So far, the carbon film resistors have been produced either by pyrolytic deposition of the carbon from a gas on a ceramic base or by coating an insulating base with a mixture of carbon particles in an insulating binder. These processes have been in use for many years and numerous methods and techniques have been developed to improve both these processes and the end products, and the benefits of both types of resistor thus produced are known. Nevertheless, both types of resistance still have a lot of mingei. The carbon film resistances, which are made by applying carbon paste consisting of carbon and resin to insulating material and hardening the whole thing in one of the resin. Depending on the temperature, they have many advantages. These are low production costs and simple production. It is also advantageous that the specific resistance of layers of a certain thickness can be controlled in a reproducible manner by adding oxides as additives for the resin. The carbon sheet resistors made of carbon paste, however, have a lower electrical stability because carbon oxidizes and evaporates more easily when the resistors are used together with an electric field in a very humid environment. In order to improve stability, they are usually coated with a water-repellent material, such as resin or glass, whose melting or initial temperature is lower than that of the resin in the carbon layer. However, this method does not prevent carbon oxidation satisfactorily, and additional costs are incurred.

Ein Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Kohlepastemassen, die sich durch eine hohe elektrische Stabilität auszeichnen, selbst wenn die aus diesen massen gefertigten iliderstände zusammen mit dem elektrischen Feld in sehr feuchter Umgebung verwendet werden.An object of the invention is the production of carbon paste masses that are characterized by a high level of electrical stability, even if they consist of these Mass-produced resistors together with the electric field in very humid conditions Environment.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die nerstellung von Massen für Kohleschichtwiderstände, bei denen der spezifische Widerstand der aus diesen ]Jassen gefertigten Schichten besser steuerbar ist.Another object of the invention is the creation of masses for Carbon film resistances, in which the specific resistance of these] Jassen manufactured layers is better controllable.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Schaffen von Massen für Kohleschichtwiderstände, die die beim BeschichtTorgang erforderliche Viskosität aufweisen.Another aim of the invention is to create masses for carbon film resistors, which have the viscosity required for the coating process.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung eines leichter reproduzierbaren elektrischen Widerstandes. " Die i-iiderstanämassen gemäß der Erfindung sind durch Vermischen von fein ver- und zerteiltem als Reduktionsmittel wirkenden Metalloxyd mit Kohle und Harz in einem inerten Lösungsmittel herstellbar. Das Metalloxyd ist aus där Gruppe Mn 203, Fe 304, Cu 20 und V203 gewählt. Es ist auch eine Kombination der vorstehenden Oxyde als Zusatz verwendbar.Another object of the invention is to make a lighter reproducible electrical Resistance. "The i-iiderstanämassen according to the invention are by mixing finely divided and divided as a reducing agent active metal oxide can be produced with charcoal and resin in an inert solvent. The metal oxide is selected from the group Mn 203, Fe 304, Cu 20 and V203. It is a combination of the above oxides can also be used as an additive.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und luerkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf-der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die sich zur Verwendung in einer Vorrichtung mit hohem Widerstand eignet, Fig. 2 eine schematische Ansicht einer geeigneten Anordnung zum Testen der Feuchtigkeits--Belastungs-Lebensdauer von Massen für Kohle-" schichtwiderstände, und Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Feuchtigkeits-Belastungs-hebensdauer-Testes von Massen für Kohles chichtwiderstände.Further advantages, details and features of the invention result from the following description. The invention is an example of the drawing Figure 1 is an isometric view of a preferred one Embodiment of the invention suitable for use in a device with high resistance, Fig. 2 is a schematic view of a suitable arrangement for testing the moisture - load life of masses for carbon "sheet resistors," and Figure 3 is a graphical representation of a moisture stress life test of masses for carbon film resistors.

In Fig. 1 ist die aus Kohle, reduzierendem Oxyd und Harz bestehende Kohleschicht 1 auf einen keramischen Kern aufgebracht und ist zur Erhöhung des Schichtwiderstandes durch ein bekanntes Verfahren stellenweise spiralförmig entfernt; die effektive Länge der Kohleschicht hängt vom gewünschten @@iderstand ab. An eine Messingkappe 4, die durch ein bekanntes Verfahren mit Nickel elektroplattiert ist, ist eine Zuleitung 3 angeschweißt. Wird der Wider- sehr stand zusammen mit dem elektrischen Feld in einWfeuchten Umgebung verwendet, kann an der Oberfläche der Schicht 1 und der Rille 2 Wasser absobiert und durch Elektrolyse im elektrischen Feld in dasserstoff und Sauerstoff zersetzt werden. Die Elektrolyse des absorbierten Wassers tritt in der Rille 2 besonders stark auf, weil zwischen den beiden Rändern der Rille 2 eine Potentialdifferenz besteht. Die Kohlepartikel oxydieren durch den entstandenen Sauerstoff und der Widerstand einer keine reduzierenden Oxydpartiäel enthaltenden Schicht nimmt bedeutend zu. Gemäß der Erfindung wird die Oxydation der Kohleschicht durch Mischen eines reduzierenden Oxyds mit Kohle wirkungsvoll verhindert. Es ist jede Art reduzierenden fein .In FIG. 1, the carbon layer 1 consisting of carbon, reducing oxide and resin is applied to a ceramic core and is removed in places in a spiral shape by a known method in order to increase the sheet resistance; the effective length of the carbon layer depends on the desired resistance. A lead 3 is welded to a brass cap 4 which is electroplated with nickel by a known method. Will the cons very stood together with the electric field in a damp Environment used, water can be absorbed on the surface of the layer 1 and the groove 2 and decomposed into that substance and oxygen by electrolysis in an electric field. The electrolysis of the absorbed water occurs particularly strongly in the groove 2 because there is a potential difference between the two edges of the groove 2. The carbon particles are oxidized by the resulting oxygen and the resistance of a layer containing no reducing oxide particles increases significantly. According to the invention , the oxidation of the carbon layer is effectively prevented by mixing a reducing oxide with carbon. Any kind of reducing is fine.

sei- und verteilten Oxyds verwendbare das den entstandenen Sauerstoff an sich bindet und dadurch die Schicht schützt. Yorteilhafterweise wird das Oxyd aus der Gruppe Mn 203, Fe 304, Cu 20 und Y203 gewählt und in Form eines sehr feinen eulvers verwendet, weil in diesen Oxyden die Lletalle in Zuständen niedriger Wertigkeit sind und durch ihre chemischen Reaktionen mit dem Sauerstoff leicht zu höheren dertigkeiten überführbar sind. Da mit ahnehmenner Partikelgröße . der Zusatzoxyde die Reaktionsgeschwindigkeit zunimmt und die Patencharakteristik verbessert wird, ist zum Erhalten den verbesserten Kohleschichtwiderstandea eine Kontrolle der Partikelgröße notwendig. Die Oxyde haben vorteilhafter-weise eine durchschnittliche PartikelgröBe Ton 0,5 bis 55&. Die vorteilhafteste durchschnittliche Partikelgröße liegt bei t bis 10a1. be and distributed oxide usable that binds the resulting oxygen to itself and thereby protects the layer. Advantageously , the oxide is selected from the group Mn 203, Fe 304, Cu 20 and Y203 and used in the form of a very fine powder, because in these oxides the metals are in a low valence state and, due to their chemical reactions with oxygen, easily lead to higher levels of activity are transferable. Since with ahnehmenner particle size. As the additive oxide increases the reaction rate and the patent characteristic is improved , a control of the particle size is necessary to obtain the improved carbon film resistancesa. The oxides have vorteilhafter- as an average PartikelgröBe clay from 0.5 to 55 &. The most advantageous average particle size is t to 10a1.

j Die elektrische Stabilität den erfindungsgemäßen Kohleschichtwiderstandea nimmt beim Anwachsen des Ge- wichtsverhältnisses Zusatzoxyd-hohle zu. Ein hoher "ert der Gewichtsverhältniszahl hat jedoch eine verschlechterte Pastencharakteristik und eine verschlechterte Reproduzierbarkeitabs elektrischen Widerstandes zur Folge. Es sind folgende Gewichtsverhältnisse von Metalloxyden zu Kohle verwendbar: Oxyd: Bevorzugte Gewichtsverhältnisse: Fe-3 04 1,5 : 12 Un203 1,5 12 Cu20 2,0 : 10 y203 2,0 : 10. Die vorstehenden Oxyde sind durch ein herkömmliches chemisches Verfahren erzielbar oder können aus handelsüblichen Reaigenzien chemisch rein dargestdllt werden. Die Partikelgröße der Oxyde ist durch Andern der chemischen Ausfällung oder durch Andern der Zersetzungstemperatur steuerbar.j The electrical stability of the Kohleschichtwiderstandea invention takes at the increase of the weight-ratio-Zusatzoxyd to hollow. However, a higher weight ratio results in poorer paste characteristics and poorer reproducibility of electrical resistance. The following weight ratios of metal oxides to carbon can be used: Oxide: Preferred weight ratios: Fe-3 04 1.5: 12 Un203 1.5 12 Cu20 2.0: 10 y203 2.0: 10. The above oxides can be obtained by a conventional chemical process or can be made chemically pure from commercially available reagents. The particle size of the oxides can be controlled by changing the chemical precipitation or by changing the decomposition temperature.

Das bei der Herstellung der .,Ia@-.sen für Kohleschichtwiderstände gemäß der Erfindung verwendete Bindesharz kann ein beliebiges Harz mit hohem elektrischen widerstand sein, wie z. B-. Fhenolformaldehyd-, gdlamin-, Harnstoff-,Epoxyharz sowie deren Kombinationen. Der elektrische Aiderstand der Schicht und dessen Reproduzierbarkeit hingt auch von der verwendeten Harzmenge ab. Ein hoher Harzgehalt der gehärteten Schichten bewirkt einen hohen elektrischen Widerstand und eine schlechte Reproduzierbarkeit der elektrischen Eigenschaften und ein niedriger Harzgehalt eine schwache Bindung zwischen den Kohle- und den Metalloxydpartikeln. Vorzugsweise beträgt der Harzanteil der gehärteten Schichtmassen ca. 65 bis 20 Gewichtsprozente.That in the production of the., Ia @ -. Sen for carbon film resistors Binding resin used in the invention can be any high electrical resin be resistance, such as B-. Fhenol formaldehyde, gdlamin, urea, epoxy resin as well their combinations. The electrical resistance of the layer and its reproducibility also depends on the amount of resin used. A high one Resin content of the hardened layers causes a high electrical resistance and a poor reproducibility of electrical properties and a lower one Resin content creates a weak bond between the carbon and metal oxide particles. The resin content of the hardened layer masses is preferably approx. 65 to 20 percent by weight.

Die günstigsten Verhältnisse von reduzierendem Oxydpulver zu Kohle-pulver sowie der vorteilhafteste Harzanteil ist bei den Lassen für Kohleschichtwideratände: 65 bis 20 Gewichtsprozente Harz, 14 bis 6 Gewichtsprozente Kohleschicht und 21 bis 74 Gewichtsprozente fein zerteiltes reduzierendes Oxyd der Grüppe Fe 304, Mn 203, Cu 20 und V203. Für die einzelnen Oxyde sind die vorteilhaftesten Gewiohts=-prozente: 65@bis 20 % Harz, 14 bis 6 % Kohlepulver und 21 bis 74 % Fe304-Yulver;. 65 bis 20 % Harz, 14 bis 6 9d Kohlepulver und 21 bis 74 % M.n203-Pulver; 65 bis 20 % Harz, 12 bis 7 % Kohlepulver und 23 bis 73 % Cu20; und 65 bis 20 % Harz, 1-2 bis 7 % Kohlepulver und 23 bis 73 9L V203-Pulver. Die bei der Herstellung der Kohleschicht verwendeten Kohlepartikel bestehen vorzugsweise aus Acetylenruß, weil sich dieses durch eine gleichmäßige .Verteilung feiner Partikel auszeichnet, die kleiner sind als 0,11G. Es kann aber auch jedes andere bei den herkömmlichen Massen für Kohleschichtwiderstände verwendete Kohlepulver zur Fertigung von erfindungsgemäßen Massen für Kohleschichten verwendet werden. Die Gleichmäßigkeit ist notwendig, um eine bessere Streichcharakteristik und eine gute Reproduzierbarkeit des elektrischen Widerstandes der Schicht zu erhalten.The most favorable proportions of reducing oxide powder to carbon powder and the most advantageous resin content are in the case of the leaves for carbon layer resistance: 65 to 20 percent by weight resin, 14 to 6 percent by weight carbon layer and 21 to 74 percent by weight finely divided reducing oxide of the group Fe 304, Mn 203, Cu 20 and V203. For the individual oxides the most advantageous percentages by weight are: 65 to 20% resin, 14 to 6% carbon powder and 21 to 74% Fe304 powder. 65 to 20% resin, 14 to 6 9d carbon powder, and 21 to 74% M.n203 powder; 65 to 20% resin, 12 to 7% carbon powder and 23 to 73% Cu20; and 65 to 20% resin, 1-2 to 7% carbon powder, and 23 to 73% 9L V2 03 powder. The carbon particles used in the production of the carbon layer preferably consist of acetylene black, because this is characterized by a uniform distribution of fine particles that are smaller than 0.11G. However, any other carbon powder used in the conventional masses for carbon film resistors can also be used for the production of masses according to the invention for carbon films. The uniformity is necessary in order to obtain better coating characteristics and good reproducibility of the electrical resistance of the layer.

Die Kohle- und Ozydpartikel sowie das Rar$ können äuf herkömmliche Weise beispielsweise in einer Mischtuommel,in einem inerten Lösungsmittel gemischt werden. Die Zusammensetzung des Lösungsmittels kann stark schwanken. Als Lösungsmittel verwendbar ist jede Flüssigkeit,die gegenüber der Kohle und dem Oxyd inert ist, das Harz löst und nach Erstarren des Harzes verdampft, z.B. Benzylalkohol, Butylcarbitol, Metylc arbitol, Tetralin usR. Die Kohlepaste gemäß der Erfindung kann vermittels Aufschablonieren, Streichen oder Sprühen auf einen Keramikkern aufgebracht werden; der Lösungsmittelgehalt der Kohlepastemassen hängt vom Beschichtungsverfahren ab. Beim Aufschablonieren muß die Viskösität der Paste überwacht werden, da von ihr die Dicke der Schicht und damit der Widerstandswert der Widerstände beeinflußt wird. Die Viskosität der Massen ist auf die gewünschte Stärke der erhärteten Schicht einstellbar und sie liegt bei ca.The carbon and ozyd particles as well as the rare can be conventional Way, for example in a mixing drum, mixed in an inert solvent will. The composition of the solvent can vary widely. As a solvent any liquid that is inert to carbon and oxide can be used, the resin dissolves and evaporates after the resin has solidified, e.g. benzyl alcohol, butyl carbitol, Metylc arbitol, tetralin usR. The carbon paste according to the invention can be applied to a ceramic core by stenciling, painting or spraying will; the solvent content of the carbon paste depends on the coating process away. When stenciling the viscosity of the paste must be monitored because of you influence the thickness of the layer and thus the resistance value of the resistors will. The viscosity of the masses depends on the desired thickness of the hardened layer adjustable and it is approx.

500 bis 5000 Poise.500 to 5000 poise.

Ein Verfahren zur Prüfung der Stabilität eines Jiderstandes im Hinblick auf Feuchtigkeit und die an den Widerstand gelegte Belastung ist als "Feuchtigkeits-Belastungs-ZebensdaueATest bekannt; dabei wird der Widerstand bei einer bekannten Feuchtigkeit gehalten, einer Belastung ausgesetzt und diese lange bei einer gegebenen Temperatur aufrecht erhalten. Dieser Test ist jedoch langwierig und manchmal aufgrund unerwarteter, während des Tests auftretender Faktoren ungenau. Deshalb wurde ein neues Verfahren zur Prüfung der Stabilität entwickelt. In Fig. 2 ist durch Auf schablonieren und Erhärten der .nasse auf bekannte iieise eine keramische . Platte 7 mit hohem elektrischen @tiderstand mit einer Kohleschichtwiderstandsmasse 5 und 6 beschichtet. Die :itärke der ichicht ist derart bestimmt, daß der elektrische Aderstand der Schicht in dar Größenordnung von 10 5&L liegt. Die 4 x 20 mm großen Kohleschichten sind an beiden Enden mit Silberanschlüssen 8, 9, 10 und 11 versehen,mit denen Anschlußdrähte 12, 13, 14 und 15 verschweißt sind. Die beiden Schichten sind 2 mm voneinander entfernt angeordnet. Auf die Schichten wird Paraffin 16 derart aufge bacht, daß die Schicht, die einem Feuchtigkeits-@elastungs-Zebensdauer-Test unterzogen wird, abgeteilt ist. Der abgeteilte 'feil 17 beträgt 30 x 4 mm. Ein Wassertropfen bestimmter Größe Wird auf den Teil 17 aufgebracht, um zwischen den beiden Schichten 5 und 6 einen Stromkreis zu schließen. Iran legt eine konstante Gleichspannung an die Drähte 12 und 14, sodaß durch den abgeteilten Teil. 17 Strom fließt. Während der Strom fließt, findet die Wasserelektrolyse zwischen den beiden Schichten deutlich statt und die Schicht auf der Anodenseite wird durch den entstehenden Sauerstoff oxydiert. Dementsprechend nimmt der elektrische #riderstand der Schicht auf der Anodenseite zu, wenn ein Strom fließt. Die Stabilität eines i@iderstandes bei Feuchtigkeit hängt eindeutig von der Elektrizitätsmenge ab, die notwendig ist, um den anfänglichen tiiderstandswert der Anodenschicht durch einen dauernd fließenden Strom um einen Faktor 10 zu verändern. Der elektrische diderstand dieser Schicht wird zeitweilig durch Entfernen des Wassers mittels eines bekannten Verfahrens überprüft. Die Elektrizitätsmenge wird durch Integration des fließenden Stromes über die Zeit bestimmt und ist ein Maßstab für die Stabilität eines Kohleschichtwiderstandes hinsichtlich seiner Feuahtigkeits-Belastungs-Lebensdauer. Ein Kohleschichtwiderstand ist umso widerstandsfähiger, je höher diese Elektrizitätsmenge ist. Vorteilhafterweise wird das Verhältnis zwischen der Elektrizitätsmenge für eine reduzierendes Oxyd aufweisende Schicht zu derjenigen für eine Schicht ohne Oxyd als Maßstab-für die Stabilität einer Masse für einen Kohleschichtwiderstand genommen, die mehrere Metalloxyde in verschiedenen Anteilen entWilt. Dieses Verhiltnis soll versuchsweise als "Stabilitätsfaktor" bezeichnet werden. Ein hoher "Stabilitätsfaktor" bedeutet eine große Stabilität der i;iasse eines Kohleschichtwiderstandes hinsichtlich seiner Feuchtigkiits-Belastungs-Lebensdauer.One method of testing the stability of a resistor with respect to moisture and the stress applied to the resistor is known as the "Moisture-Stress-Durability Test, which involves maintaining the resistor at a known humidity, exposing it to stress, and prolonging it maintained at a given temperature. However, this test is tedious and sometimes inaccurate due to unexpected factors occurring during the test. Therefore, a new method for testing stability has been developed. In Fig. 2, by stenciling and hardening the .nasse in a known manner, a ceramic. Plate 7 with high electrical resistance with a carbon film resistor mass 5 and 6 coated. The strength of the light is determined in such a way that the electrical resistance of the layer is in the order of magnitude of 10 5 & L. The 4 x 20 mm carbon layers are provided at both ends with silver connections 8, 9, 10 and 11, with which connecting wires 12, 13, 14 and 15 are welded. The two layers are arranged 2 mm apart. Paraffin 16 is applied to the layers in such a way that the layer that is subjected to a moisture @ elastic life test is divided. The divided 'feil 17 is 30 x 4 mm. A drop of water of a certain size is applied to the part 17 in order to close a circuit between the two layers 5 and 6. Iran applies a constant DC voltage to wires 12 and 14, so that through the partitioned off part. 17 Current flows. While the current is flowing, the water electrolysis clearly takes place between the two layers and the layer on the anode side is oxidized by the resulting oxygen. Accordingly, the electrical resistance of the layer on the anode side increases when a current flows. The stability of an i @ resistor in moisture clearly depends on the amount of electricity that is necessary to change the initial resistance value of the anode layer by a factor of 10 through a continuously flowing current. The electrical resistance of this layer is temporarily checked by removing the water using a known method. The amount of electricity is determined by integrating the current flowing over time and is a measure of the stability of a carbon film resistor with regard to its exposure to load life. A carbon film resistor is more resistant, the higher this amount of electricity is. Advantageously, the ratio between the amount of electricity for a layer containing reducing oxide to that for a layer without oxide is taken as a yardstick for the stability of a mass for a carbon film resistor which contains several metal oxides in different proportions. This ratio will be referred to as the "stability factor" on an experimental basis. A high "stability factor" means a great stability of the weight of a carbon film resistor with regard to its moisture-load life.

Nachstehend sind einige Beispiele zur Erläuterung bestimmter bevorzugter Einzelheiten der Erfindung angegeben. Zusammensetzungen für einen Kohleschichtwiderstand aus den nachstehend angeführten Materialien Werden in den in Tabelle I bis IV beschriebenen Gewichtsanteilen unter Verwendung einer Wischtrommel in Benzylalkohol als Lösungsmittel miteinander vermischt. Die durchschnittliche Partikelgröße der reduzierenden Oxyde beträgt ungefähr 1,@bis 1017Z . Die Zusammensetzung der Massen für den Kohleschichtwiderstand sind in Tabelle I bis IV in Gewichtsanteilen angegeben und es werden den Massen zur Erzielung einer Kohleschichtwiderstandspaste 100 Gewichtsanteile Benzylalkohol zugesetzt. Diese Paste wird vermittels Aufschablonieren auf eine . keramische Unterlage aufgebracht und 4 Std. bei 150o0 gehärtet, um die äbstand angeordneten Band- schichten zu erhalten. Mittels des erläuterten Ver- fahrens werden dann die "Stabilitätsfaktoren" bestimmt. Aus den `1'abellenI bis IV ist ersichtlich, daß die "Stabilitätsfaktoren" der :Massen für riohleachicht- widerstU,nde durch Zusatz von_Fe304, :.nz03,Cu20 oder V203 -Pulver zur Kohle betr=ächtlich erhöht vrerden. Tabel1eI Probe Phenol Stabilitäts Nummer form Acetylenruß Fe 304 fa.ktor aldehydharz 1 100 25 0 1 2 100 25 37.5 1a30 3 - 100 25 122 10.7 4 100 25 275 13.1 Tabe11eII Probe Phenol stabilitäts Nummer form Acetylenruß Mn203 - Faktor aldehyd 5 1.00 25 37.5 1.2 6 100 25 122 6.9 7 100 25 250 9.2 T a b e 1 1 e III Probe Phenol Stabilitäts Nummer form Acetylenruß cu2;1 faktor aldehyd 8 100 2 37.5 1.1 9 100 25 122 309 10 100 25 225 5.0 Tabe11eIY Probe Phenol Stabilitäts Nummer form Acetylenruß v203 faktor aldehyd 1 00 2 3705 101 12 100 25 122 2,9 13 100 25 .225 3.8 Da ein hoher "Stabilitätsfaktor" einer hohen Stabilität des Kohlescäahtwiderstandes hinsichtlich seiner Feuchtig- keits-Belaetungs-Lebenadauer entspricht, wird selbst- u3 verständlich durch Zusatz von Fe304,t4n203,ioder V203 diese Stabilität des Kohleschichtwiderstandes bezüglich seiner Feuchtigkeits-Belastungs-Lebensdauer verbessert. Die in den Tabellen angegebenen Massen der Proben 1, 4, 7, 10 und 13 werden auf einen Keramikkern einer Länge von 30mm und eines -Durchmessers von 8 bekannte üeise durch Aufstreichen aufgebracht und bei 1500C Tier Stunden lang erhärtet. In die Oberfläche der Kohleschicht wird unter Entfernung der Kohle eine ca. .0,2 mm breite Schrauben-, linie eingekerbt, so daß ein Widerstand von ca. 1 M-2, entsteht. Die mit den eingekerbten Kohleschichtmassen versehenen Kerne werden mit Anschlußkappen versehen, die an Drähte angewchweißt sind. Die äiderstände werden bei der für sie zulässigen Maximalbelastung 20008td. lang einem üblichen Feuchtigkeits-Be-lastungs-Lebensdauer-Test bei 25°C und einer relativen Feuchtigkeit von 90 % unterworfen. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt; die Stabilität ist durch die Gleichung ausgedrückt, wobei Ro der ursprüngliche Aderstand und R der tatsächliche Widerstand während des Testes sind. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Kohleschichtwiderstandmassen mit Fe 304, Mn 203, Cu 20 oder Y203 gemß der Erfindung beim Feuchtigkeits-Belastungs-Lebensdauer-Test eine bemerkenswert hohe Stabilität haben. Es geht daraus hervor, da8 die Stabilität der Kohleschichtwiderstandsmassen mit Fe 304' Mn 203' Cu 20 oder Y203 in einem Gewichtsanteil entsprechend Probe 4, 7, 10 und 13 gemäß den Tabellen dreizehn-, neun-, fünf- oder viermal ho hoch eist als die einer lasse ohne reduzierendes Oxyd.Some examples are given below to illustrate certain preferred details of the invention. Compositions for a carbon film resistor made from the materials listed below are mixed together in the proportions by weight described in Tables I to IV using a mopping drum in benzyl alcohol solvent. The average particle size of the reducing oxides is approximately 1.0 to 1017Z. The composition of the masses for the carbon film resistor is given in Tables I to IV in parts by weight and 100 parts by weight of benzyl alcohol are added to the masses to obtain a carbon film resistor paste. This paste is made by stenciling on a. Ceramic base applied and hardened for 4 hours at 150o0 to achieve the spaced tape layers to get. By means of the explained Then the "stability factors" are determined. From the `1 'tables I to IV it can be seen that the "Stability factors" of the: masses for riohleachicht- resisted by adding_Fe304,: .nz03, Cu20 or V203 powder will be considerably increased compared to coal. Table Sample phenol stability Number form acetylene black Fe 304 fa.ktor aldehyde resin 1 100 25 0 1 2 100 25 37.5 1a30 3 - 100 25 122 10.7 4 100 25 275 13.1 Tabe11eII Sample phenol stability Number form acetylene black Mn203 factor aldehyde 5 1.00 25 37.5 1.2 6 100 25 122 6.9 7 100 25 250 9.2 T abe 1 1 e III Sample phenol stability Number form acetylene black cu2; 1 factor aldehyde 8 100 2 37.5 1.1 9 100 25 122 309 10 100 25 225 5.0 Tabe11eIY Sample phenol stability Number form acetylene black v203 factor aldehyde 1 00 2 3705 101 12 100 25 122 2.9 13 100 25 .225 3.8 Since a high "stability factor" of a high stability of the Kohlescäahtharzes with regard to its moisture capacity-load-life, is self- u3 understandable by adding Fe304, t4n203, i or V203 these Improved stability of the carbon film resistor with respect to its moisture-load life. The masses of samples 1, 4, 7, 10 and 13 given in the tables are applied to a ceramic core with a length of 30 mm and a diameter of 8 known üeise applied by brushing and hardened at 1500C animal hours. A screw line approx. 0.2 mm wide is notched into the surface of the carbon layer while removing the carbon, so that a resistance of approx. 1 M-2 is created. The cores provided with the notched carbon layer masses are provided with connection caps which are welded to wires. The resistances are 20008td at the maximum load permissible for them. for a long time subjected to a standard humidity load life test at 25 ° C and a relative humidity of 90 %. The results are shown in Figure 3; the stability is by the equation where Ro is the original resistance and R is the actual resistance during the test. It can be seen from Fig. 3 that the carbon film resistor compositions comprising Fe 304, Mn 203, Cu 20 or Y203 according to the invention have a remarkably high stability in the moisture-stress-life test. It emerges from this that the stability of the carbon sheet resistor masses with Fe 304 'Mn 203' Cu 20 or Y203 in a weight proportion corresponding to samples 4, 7, 10 and 13 according to the tables is thirteen, nine, five or four times higher than some leave without reducing oxide.

Claims (1)

Patentansprüche 1. Masse für einen Kohleschichtwiderstand zum Aufbringen und Aufhärten auf keramisches hlaterial,da- durch gekennzeichnet, daß die Masse aus Harz, Kohle- pulver und zer- und verteiltem, reduzierendem @-.ietall- oxyd der Gruppe Fe 304, Mn 2051 Cu20 und Y203 besteht. 2. Masse nach AnsNruch 1, dadurch gekennzeichent, dab bei Verwendung von Fe304 und :":n203 das Gewichts- verhältnis von reduzierendem #,Ietalloayd zu Kohle 1,5 bis 12 beträgt.
3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei. Yerweridung fron Cu20 und Y203 des Gewichtsver- hältnis von reduzierendem Metalloxyd zu Kähle 2,0 bis 10 beträgt. 4. Nun* h #»pr1, dadurch gekennzeichnet, dai 4% luae aus 65 bis 20 Gewichtsprozenten Har:, 14 bis h G*wiohteproaeuten Ilohle tu form eines feinen Pulvers und 21 bin 74 Gewichtsprozenten fein ser- und verteiltem, . reduzierendem Oxyd der Gruppe "e304, Mn203,Cu20 und Y203 besteht.
5. Fasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse zum Erhalt einer Paste ein inertes, flüssiges Lösungsmittel zugesetzt ist. 6. Idasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Cu 20 oder V203 die Masse insbesondere 12 bis 7 Gewichtsprozente Kohle und 23 bis 73 Gewichtsprozente Cu 203 - oder V203 -Pulver enthält. 7. Kohleschichtwiderstand mit auf einen Keramikkörper aufgebrachter iiiderstandmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die masse nach einem der bisherigen Ansprüche zusammengesetzt ist.
Claims 1. Ground for a carbon film resistor to the Application and hardening on ceramic material, so that characterized in that the mass of resin, coal powder and divided and distributed, reducing @ -. ietall- oxide of the group Fe 304, Mn 2051 Cu20 and Y203. 2. Mass according to AnsNruch 1, characterized by it, dab when using Fe304 and: ": n203 the weight ratio of reducing #, metalloayd to carbon 1.5 to 12 is.
3. Mass according to claim 1, characterized in that that at. Obedience to Cu20 and Y203 of weight loss ratio of reducing metal oxide to Kähle 2.0 to 10 is. 4. Now * h # »pr 1, characterized in that dai 4% luae from 65 to 20 percent by weight Har :, 14 to h G * wiohteproaeuten Ilohle tu form a fine powder and 21 to 74 percent by weight of finely divided and . reducing oxide of the group "e304, Mn203, Cu20 and Y203 consists.
5. barrel according to claim 4, characterized in that an inert, liquid solvent is added to the mass to obtain a paste. 6. Idasse according to claim 4, characterized in that when using Cu 20 or V203 the mass contains in particular 12 to 7 percent by weight of coal and 23 to 73 percent by weight of Cu 203 - or V203 powder. 7. Carbon film resistor with resistance mass applied to a ceramic body, characterized in that the mass is composed according to one of the preceding claims.
DE19651540182 1965-08-18 1965-08-18 Compound for moisture-stable carbon film resistors Expired DE1540182C (en)

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DEM0066364 1965-08-18
DEM0066364 1965-08-18

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DE1540182A1 true DE1540182A1 (en) 1970-01-02
DE1540182B2 DE1540182B2 (en) 1972-12-14
DE1540182C DE1540182C (en) 1973-07-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009127444A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Pantrac Gmbh Electrical pre-resistor and resistor element

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WO2009127444A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Pantrac Gmbh Electrical pre-resistor and resistor element

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